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一導流洞堵頭設計

導流洞位于大壩右壩肩，由于導流洞未設封堵閘門，故將封堵堵頭設于導流洞口，具體樁號為(導)0+000～(導)0+012m。堵頭形式根據堵頭承受的基本荷載有內水壓力、滲透壓力、自重、地震荷載以及周邊的圍巖壓力等因素考慮設計，呈兩段倒錐體。導流洞堵頭采用C20泵送混凝土，頂部設置回填灌漿管。距堵頭上游面1m處設周圈橡膠止水一道，堵頭段圍巖設Φ22插筋組，間排距均為2．0m。

二導流洞堵頭混凝土施工

1混凝土制備砂石料

采用人工加工骨料，通過采石場采毛石后運至系統(tǒng)骨料加工廠加工而成。在加工廠成品凈料堆場，對不同粒徑的砂石分別進行堆放，并設置隔離設施，以免混雜和混入泥土等雜質。泵送混凝土采用二級配的砂石骨料(砂及5～20mm、20～40mm的粗骨料)。拌合用水從碩多崗河內抽提，由拌合站稱量系統(tǒng)統(tǒng)一供應。外加劑由專門的生產單位負責供應，高效減水劑為固態(tài)，引氣劑為液態(tài)，使用時將高效減水劑稀釋為20%的液態(tài)，引氣劑稀釋為10%的液態(tài)，通過拌合站稱量系統(tǒng)統(tǒng)一供給。

2混凝土運輸

混凝土拌合站位于骨料加工場外側，為JS1000型定制組合式攪拌站，并配備相應的配料機、外加劑及溫控系統(tǒng)，銘牌生產能力為50～60m3/h，可生產三級配和泵送混凝土，距離大壩樞紐約5．2km，有1#公路、2#公路連接。混凝土運輸包括水平運輸和垂直運輸，水平運輸采用6m3混凝土攪拌車，垂直運輸采用混凝土輸送泵，泵機布置于導流洞進口處，泵管由上游面拱部接入，倉內鋪設軟管，便于移動布料。

3模板施工

堵頭上下游面均需安裝模板，采用組合小鋼模施工，由于洞周巖壁不規(guī)則，模板邊角采用木模補缺。模板均采用鋼管圍檁及內拉外撐的方式固定，板面朝內。立模時，先將下游面大部分模板安裝到位，僅留拱部局部位置供通氣用，上游面模板先立2/3的高度，便于人員物資出入，未立模部分隨倉內混凝土澆升而提前封閉。

4插筋施工

堵頭段巖壁周圈設有插筋，規(guī)格為Φ22，長2m，入巖1.5m，外露0．5m，間排距均為2m。充分利用鉆爆臺車，邊頂拱部位的插筋在該部位進行鉆爆結構清理后便進行施工，底板部位的插筋在底板結構開挖完成后進行。插筋統(tǒng)一在系統(tǒng)鋼筋加工廠按2m長度下料與斷料，采用平板車運至現場使用，人工搬入洞內作業(yè)面，插筋采用先插后注漿法施工。

5止水施工

為防堵頭滲漏，在離堵頭上游面1m的下游處設一道橡膠止水，止水施工包括止水槽開挖、止水安裝及固定。為使止水片安裝方便，止水槽設置成深和寬均為0．6m的方形環(huán)向槽溝，止水槽開挖與齒槽開挖同步進行，齒槽鉆爆時，對止水槽內孔加深與加大孔底藥量，爆破后進行基巖清理時，采用風鎬和鋼釬撬挖成型。采用651型橡膠止水片，由于止水槽大致呈城門洞形，止水分二段安裝，即邊頂拱一段，底板一段，實際施工時為使安裝平順，必要時按3片安裝，安裝自下而上，段與段間采用人工烙焊，搭接長度不小于50mm，安裝深度以止水鼻中心線與巖面相平為準。止水固定與安裝同步進行，即安裝一段并固定一段，固定采用M10干硬性預縮砂漿，對安裝好的止水段兩側均勻分層填塞，并用木槌搗實。

6混凝土澆筑

施工堵頭混凝土自下而上分層通倉澆筑，分層厚度為30～40cm/層。倉內人工輔以振搗器平倉，采用100型插入式振搗器人工振搗。每層鋪料時，自下游面向上游面方向鋪料與平倉。拱部最后一層澆筑時，自下游向上游方向邊泵料邊往外拔管，最后封上游面模板頂孔時，泵機加壓泵入，直至孔口返填滿為止，最后封住模板頂口。

三堵頭混凝土溫控措施

由于混凝土的抗壓強度遠高于抗拉強度，在溫度壓應力作用下不至破壞混凝土，但受到溫度拉應力作用時，常因抗拉強度不足而產生裂縫。即使是表面裂縫也可能成為深層裂縫甚至是貫穿裂縫的誘因，如堵頭混凝土緊靠基礎產生的貫穿裂縫，無論是對結構物的整體受力還是防滲效果的影響都有較大危害。因此，對堵頭大體積混凝土應做好溫度控制措施。一般工程大體積混凝土溫度控制措施主要有減少混凝土的發(fā)熱量、降低混凝土的入倉溫度、加速混凝土散熱等。在減少混凝土的發(fā)熱量方面以減少單位體積混凝土的水泥用量和采用低發(fā)熱量的水泥為主要措施。降低混凝土入倉溫度可通過合理安排澆筑時間和原材料(水、骨料)預冷實現，加速混凝土散熱則需從采用自然散熱冷卻降溫和預埋水管通水冷卻兩方面入手。其中減少單位體積混凝土的水泥用量、采用低發(fā)熱量的水泥、原材料預冷和預埋水管通水冷卻為主動控制手段，合理安排澆筑時間和采用自然散熱冷卻降溫為被動控制手段。主動控制手段在主觀意愿上較被動控制手段積極，控制效果也可根據主觀意愿調整，但被動控制手段一般不需要額外支出，且控制節(jié)點比主觀控制更簡單。

1減少混凝土的發(fā)熱量

由于混凝土運輸方案的限制，堵頭混凝土采用混凝土輸送泵作為垂直運輸工具，在混凝土制備時限制了大粒徑骨料的使用和低流態(tài)混凝土的使用，且吉沙水電站位于云南高原偏僻地帶，周邊無粉煤灰生產企業(yè)，無法經濟有效地購進粉煤灰。導致在減少單位體積混凝土的水泥用量措施中僅能在混凝土外加劑的選擇上實現。通過試驗，在混凝土配合比中引入高效減水劑，較不引入高效減水劑節(jié)約水泥用量約18%，參照國內其他工程試驗數據，可使28d齡期混凝土的發(fā)熱量減少25%左右，且高效減水劑能提高混凝土早期強度和極限拉伸值。水泥生產廠家為業(yè)主指定廠家，其產品主要為復合硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥和礦渣硅酸鹽水泥;堵頭混凝土位于導流洞入口，處于水位變化區(qū)域，且香格里拉屬于高寒地區(qū)，在水泥的選擇上應優(yōu)先選用硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥、硅酸鹽大壩水泥。綜上，在水泥品種的選擇上選用普通硅酸鹽水泥。

2降低混凝土的入倉溫度

由于香格里拉地區(qū)全年無夏，但晝夜溫差極大，堵頭混凝土施工時日間溫度最高僅為20℃，夜間溫度則降至零下，拌合用水還需加熱才能制備混凝土，且混凝土入倉溫度不得低于5℃，無需對原材料進行預冷，也無需避開正午高溫時間，混凝土澆筑采用集中連續(xù)澆筑方式。

4．3加速混凝土散熱預埋管道

通水冷卻是加速混凝土散熱的有效措施，因其具有很大的適應性和靈活性而被廣泛應用。采用預埋管道通水冷卻的主要目的包括削減大體積混凝土初期水化熱溫升，以利于控制結構體最高溫度、減小基礎溫差和內外溫差;改善大體積混凝土施工期溫度分布情況。堵頭混凝土施工中首先需解決是否需要采取預埋管道通水冷卻措施，在需要的時候還要確定通水冷卻需要持續(xù)多長時間才能使混凝土達到穩(wěn)定溫度。首先需要明確堵頭混凝土設計允許的最高溫度。本工程導流洞斷面為小斷面，且堵頭混凝土采取集中連續(xù)澆筑施工，屬于基礎約束區(qū)的混凝土，設計允許的最高溫度應分別滿足基礎溫差和內外溫差要求來確定，選擇其小者定為設計允許的最高溫度。根據計算，需按內外溫差控制確定最高溫度:Tmax=20℃。根據混凝土的水化熱溫升計算，混凝土溫升峰值將會在5d后出現，理論峰值將達到50℃左右，加之環(huán)境溫度最低為～7℃，如不采取措施，將嚴重影響到混凝土的結構安全。冷卻水管采用2．5cm鋼管，在澆筑混凝土時埋入。水管間距按2m控制，平面上呈蛇形布置，斷面上呈梅花型布置。由于管圈長度＜200m，采用單根管圈。澆筑混凝土時管口做好保護措施，以防堵塞。冷卻水采用河水，利用水槽儲水，MD－20R泵送水，每天變換一次管內冷卻水流向，使混凝土能均勻冷卻。為了防止初期水管冷卻時水溫與混凝土塊體溫度的溫差過大、冷卻速度過快和冷卻幅度太大而產生裂縫，需對冷卻水溫、初期冷卻速度、允許冷卻時間進行適當控制。根據《水工混凝土施工規(guī)范》DL/T5144－2001相關要求，水管冷卻溫差按20℃控制，冷卻速度控制為1．0～1．5m3/d，冷卻時間控制在15d以內。

四結語

導流洞封堵堵頭作為關鍵的水工建筑物，事關工程安全運行及效益發(fā)揮，且往往因為工期安排、導流洞斷面等問題制約其混凝土澆筑工藝。云南吉沙水電站導流洞封堵混凝土施工在客觀條件的限制下突出大體積泵送混凝土溫度控制措施，分析有利因素和不利因素，從主動控制上著手制約不利因素，從被動控制上合理利用有利因素。在保證混凝土質量和施工工期的前提下，取得了導流洞堵頭混凝土施工的成功，為高原高寒地區(qū)大體積泵送混凝土施工積累了經驗。

作者：劉莉英 單位：葛洲壩集團