摘要:砼趾板設(shè)于砼面板與基巖接觸處,其主要作用是保證面板與壩基間的不透水連接,延長(zhǎng)滲徑,同時(shí)作為壩基灌漿的蓋板,是砼面板堆石壩防滲體系中至關(guān)重要的組成部分。趾板施工程序繁多,施工工藝復(fù)雜,技術(shù)要求高,是大壩工程中一個(gè)主要部分。本文主要介紹了**水庫(kù)砼面板堆石壩趾板施工技術(shù)。
關(guān)鍵詞:施工技術(shù);趾板;砼面板堆石壩;**水庫(kù)
1 工程概況
**省**縣**水庫(kù)是一項(xiàng)以農(nóng)業(yè)灌溉為主,兼顧農(nóng)村人畜生活供水的綜合利用中型水利工程。工程采用混凝土面板堆石壩,大壩壩高69.9米,設(shè)計(jì)壩頂高程1817.40米,上下游邊坡1:1.4,壩頂寬6米,壩頂線長(zhǎng)156.53米。
趾板是連接地基防滲體與面板的混凝土板,布置在防滲面板的周邊,座落在河床及兩岸基巖上的混凝土結(jié)構(gòu)。趾板與面板通過(guò)設(shè)有止水的周邊縫共同作用,形成壩基以上的防滲體;同時(shí)趾板與經(jīng)過(guò)固結(jié)灌漿、帷幕灌漿處理后的穩(wěn)定基巖連成整體,封閉地面以下的滲流通道,形成一個(gè)完整的防滲體系。砼趾板設(shè)于砼面板與基巖接觸處,其主要作用是保證面板與壩基間的不透水連接,延長(zhǎng)滲徑,同時(shí)作為壩基灌漿的蓋板,是砼面板堆石壩防滲體系中至關(guān)重要的組成部分。
**水庫(kù)大壩趾板總長(zhǎng)289.27米,坡比1:1.46至1:2.11,寬度分為4.0米和6.0米兩種。水庫(kù)河床狹窄,兩岸邊坡陡峭,施工難度大。趾板砼厚60cm,寬度由上至下從4m聚變?yōu)?6m,其中左側(cè)頂部1塊長(zhǎng)49.588m,4m寬,右側(cè)頂部2塊共63.5m,4m寬;6m寬共4塊,長(zhǎng)176.155m。趾板塊間設(shè)收縮縫,共7道,收縮縫內(nèi)設(shè)一道橡膠止水帶?p面刷瀝青乳膠(3mm厚)。趾板與面板間周邊縫內(nèi)設(shè)一道F型銅止水,縫頂嵌GB塑性填料,縫間夾填12mm厚瀝青木板。趾板內(nèi)設(shè)25錨筋與基礎(chǔ)連接,并進(jìn)行固結(jié)灌漿和帷幕灌漿處理。趾板砼強(qiáng)度為R28250#,設(shè)計(jì)抗?jié)B等級(jí)S8。
依據(jù)設(shè)計(jì)施工圖紙,**水庫(kù)砼面板堆石壩趾板分七種結(jié)構(gòu)形式,具體特性見(jiàn)表1。
表1 壩趾特性表
分段
|
趾板名稱
|
高程范圍(m)
|
寬度(cm)
|
高差(m)
|
坡比
|
長(zhǎng)度(m)
|
B~D
|
Ⅰ型趾板
|
1814.60—1787.58
|
400
|
27.02
|
1:1.539
|
49.588
|
D~F
|
Ⅱ型趾板
|
1787.58—1744.30
|
600
|
43.28
|
1:1.456
|
76.422
|
F~H
|
Ⅲ型趾板
|
1744.30—1759.49
|
600
|
0
|
0
|
16.000
|
H~J
|
Ⅳ型趾板
|
1744.30—1744.30
|
600
|
15.19
|
1:2113
|
35.516
|
J~L
|
Ⅴ型趾板
|
1759.49—1779.66
|
600
|
20.17
|
1:1.954
|
44.217
|
L~N
|
Ⅵ型趾板
|
1779.66—1799.07
|
400
|
19.419
|
1:1.776
|
39.590
|
N~P
|
Ⅶ型趾板
|
1799.07—1816.66
|
400
|
15.521
|
1:1.497
|
27.940
|
2 趾板施工
2.1 施工程序
趾板的施工必須在大壩填筑之前一個(gè)月內(nèi)完成,為減少工序干擾和加快施工進(jìn)度,先將河床常水位以上至第一期度汛斷面高程以上的趾板澆筑完成,然后進(jìn)行堆石體的填筑,當(dāng)填筑到澆好的趾板頂部時(shí)把剩余的部分澆筑完成,再進(jìn)行壩體填筑。
趾板施工的程序是:作業(yè)面清理→測(cè)量放線→鉆錨筋孔→埋設(shè)錨筋→立側(cè)模、安裝止水片→鋼筋制安→埋設(shè)預(yù)埋件→沖洗倉(cāng)面→
質(zhì)量檢查驗(yàn)收→砼澆筑→養(yǎng)護(hù)趾板。
2.2 施工方法
2.2.1 趾板基礎(chǔ)處理
按設(shè)計(jì)線剝離覆蓋層,對(duì)覆蓋層及表面全強(qiáng)風(fēng)化巖層,用推土機(jī)、挖土機(jī)、風(fēng)鎬等直接開(kāi)挖;對(duì)比較堅(jiān)硬的風(fēng)化巖層則要用爆炮方法開(kāi)采。
**水庫(kù)左岸趾板基礎(chǔ)開(kāi)挖深度15~21m,右岸趾板基礎(chǔ)開(kāi)挖15~17m,河床開(kāi)挖深度5~9m,將強(qiáng)風(fēng)化巖石挖除,開(kāi)挖時(shí)以不破壞基巖為原則,挖至設(shè)計(jì)面0.3~0.5m處不放炮開(kāi)挖,只采用撬,使巖石平順完整,清理面不允許留下任何疏散顆粒,并在澆筑砼之前用高壓水進(jìn)行基面清理沖洗工作。趾板建基面有易風(fēng)化、易崩解的巖石,對(duì)其加深開(kāi)挖回填砼,趾板地基存在夾層、斷層、破碎帶等地質(zhì)缺陷部位,采用200#砼置換,其處理深度為破碎帶寬度的2倍。超挖深度大于1m,長(zhǎng)度大于2m的部分采用200#鋼筋砼回填,基礎(chǔ)砼與岸坡接觸處采用75#漿砌石回填處理。
當(dāng)趾板基礎(chǔ)面開(kāi)挖出來(lái)以后,進(jìn)行精確的測(cè)量放線,根據(jù)測(cè)量放線數(shù)據(jù)及設(shè)計(jì)要求人工采用風(fēng)鎬、撬杠處理,保證砼的澆筑厚度及外行尺寸,不能有欠挖面存在。
2.2.2 錨筋施工
2.2.2.1 錨筋加工運(yùn)輸
根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙要求,在鋼筋加工棚將鋼筋加工成型,用20T斯太爾載重車將錨筋運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng),再由人工運(yùn)至工作面。
2.2.2.2 鉆孔
錨桿孔布設(shè)呈方格型,孔、排距1.5×1.5m,孔深3.0m,采用YT27手鳳鉆造孔,鉆孔與坡面垂直。錨孔成孔后應(yīng)進(jìn)行保護(hù),避免碎石雜物掉進(jìn)形成廢孔。
2.2.2.3 錨筋安設(shè)
錨筋采用Ⅱ級(jí)鋼筋,直徑25mm,按方格型布置,間距為1.5×1.5m,長(zhǎng)3.9m,頂部用90°彎鉤(長(zhǎng)50cm)與面層鋼筋連接。
安設(shè)錨筋前,采用高壓風(fēng)進(jìn)行清孔,并測(cè)量孔深。然后將按設(shè)計(jì)要求拌制的砂漿,采用注漿器注入孔內(nèi),用細(xì)鋼筋插入孔內(nèi)上下移動(dòng),避免孔內(nèi)形成空腔,根據(jù)孔徑當(dāng)漿液達(dá)到孔深的三分之二至四分之三時(shí)停止注漿,插入錨筋,測(cè)定頂部高程達(dá)到設(shè)計(jì)要求,最后,用小石子塞緊孔口。施工中保證孔內(nèi)砂漿飽滿,在砂漿凝固前不能搖動(dòng)錨桿,以避免造成錨桿松動(dòng)。
錨桿孔砂漿選用42.5MPa硅酸鹽水泥,注漿體配合比見(jiàn)表2。
表2 注漿體配合比
水泥標(biāo)號(hào)
|
水灰比
(w/c)
|
注漿體單位材料用量(kg/m3)
|
||
水
|
水泥
|
人工砂
|
||
42.5MPa 硅酸鹽水泥
|
0.59
|
478
|
811
|
811
|
2.2.3 鋼筋制安
鋼筋在鋼筋加工棚加工成型,用20T斯太爾載重車運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng),人工運(yùn)至工作面進(jìn)行綁扎焊接。在鋼筋安設(shè)前應(yīng)對(duì)基礎(chǔ)超挖回填200#砼,用錨筋作為趾板鋼筋的架立筋,以保證鋼筋的保護(hù)層尺寸,然后按規(guī)范和設(shè)計(jì)要求對(duì)結(jié)構(gòu)鋼筋進(jìn)行從下而上安設(shè)、焊接施工。
2.2.4 預(yù)埋件埋設(shè)
為防止趾板灌漿孔鉆孔過(guò)程中,地質(zhì)鉆機(jī)頭破壞趾板鋼筋而影
響趾板整體受力結(jié)構(gòu),在趾板砼中埋設(shè)灌漿預(yù)埋管。灌漿預(yù)埋管材采用Φ108鋼筋制作,長(zhǎng)度約為40~120cm。管口切成斜角,斜角角度與趾板砼表面傾角相同。將埋管鉛直放置在測(cè)量放樣的趾板固結(jié)、帷幕灌漿孔孔位上,管頂面與趾板砼面齊平,并用鋼筋加以固定與趾板鋼筋焊接在一起,管內(nèi)采用廢水泥袋嵌塞,砼澆筑完拆模后掏出廢水泥。
2.2.5 銅止水施工
2.2.5.1 銅止水加工
**水庫(kù)工程趾板施工中銅止水有兩種型號(hào),趾板與防浪墻連接縫采用W型銅止水,趾板與面板連接縫采用F型銅止水(趾板伸縮縫之間采用橡膠止水)。具體特性見(jiàn)銅止水特性表3。
表3 銅止水特性表
序號(hào)
|
銅止水 型式
|
厚度(mm)
|
寬度(cm)
|
簡(jiǎn) 圖
|
數(shù)量(m)
|
備 注
|
1
|
W型
|
1.0
|
60.0
|
9
|
趾板與防浪墻連接縫
|
|
2
|
F型
|
1.2
|
54.0
|
|
300
|
趾板與面板連接縫
|
按設(shè)計(jì)要求加工成型后,在安裝或砼澆筑前對(duì)止水片進(jìn)行檢驗(yàn),如有砂眼、釘孔、缺口等缺陷,應(yīng)予焊補(bǔ)或置換,還應(yīng)清除止水片表面浮土、銹跡、瀝青等。
2.2.5.2 銅止水安裝
將銅止水片放置于經(jīng)測(cè)量定位的設(shè)計(jì)部位,一側(cè)設(shè)置固定支架支撐,支撐與趾板鋼筋焊接在一起,然后在銅止水片鼻子下部空腔
中填塞泡沫片,并進(jìn)行封閉,然后支立側(cè)模板加固。
2.2.5.3 銅止水搭接
兩段趾板之間銅止水采用搭接焊接,搭接長(zhǎng)度不得小于20mm,采用黃銅條氣焊方法,雙面焊接。銅止水的搭接焊接段位置應(yīng)避開(kāi)
施工縫位置。
趾板砼澆筑后放置較長(zhǎng)時(shí)間才能進(jìn)行面板砼施工,止水銅片的后澆部分暴露時(shí)間過(guò)久,很容易損壞,采用木板及方木加工的防護(hù)罩對(duì)止水銅片進(jìn)行保護(hù)。
2.2.6 模板施工
2.2.6.1 河床段趾板施工
河床段趾板一次澆筑完成,總長(zhǎng)度28.0m,其中河床段Ⅲ型趾板16.0m,岸坡段Ⅱ型、Ⅳ型趾板各6.0m。河床段模板施工采用鋼木組合模板,用拉錨、鋼管圍檁加固,兩岸岸坡段模板施工采用加工成型的反桁架,砼澆筑時(shí)邊澆筑邊掛模板。
岸坡段趾板坡比比較大,左岸在1:1.5,右岸在1:1.497~1:2.113之間,必須對(duì)砼面進(jìn)行一定的約束方能使砼施工達(dá)到設(shè)計(jì)要求,故采用鋼木組合模板翻模施工,模板采用反桁架加以固定。
① 反桁架部分
在趾板平面1.5m范圍內(nèi)作成反桁架,以25錨桿作為拉錨及支撐架立筋,每1.5m間距布置100mm槽鋼當(dāng)作模板,用腳手架鋼管圍檁固定,模板采用3015和2015鋼模板。
② 澆筑前固定部分
趾板型式多,且尺寸不一,標(biāo)準(zhǔn)尺寸采用反桁架,剩余尺寸一部分在澆筑前以木模為主拼裝加固成型,以滿足砼澆筑速度和連續(xù)
性。
③ 側(cè)模板
側(cè)模板采用3015和2015鋼模板,以25錨桿作為拉錨,每隔1.5m間距布置100mm槽鋼當(dāng)作模板,以Φ12拉錨鋼筋穿過(guò)槽鋼,采
用螺母連接蝶型扣反扣鋼管圍檁加固剛模板。
2.2.6.3 檔頭模板
對(duì)設(shè)置結(jié)構(gòu)縫之間趾板較大的部分,可進(jìn)行合理分塊(分塊為砼臨時(shí)施工縫),檔頭模板采用木模,在端頭模板中進(jìn)行穿孔并做好止?jié){措施,以防砼漏漿,穿透筋在搭接錯(cuò)茬時(shí)不能大于50%。
2.2.7 砼澆筑
2.2.7.1 砼澆筑順序
首先進(jìn)行Ⅲ型(河床段)趾板砼澆筑,然后左右岸坡基本同時(shí)上升,保證壩體填筑強(qiáng)度的要求,滿足2005年4月底達(dá)到壩體填筑防洪渡汛1790m高程。
2.2.7.2 砼澆筑分塊
對(duì)設(shè)置結(jié)構(gòu)縫之間趾板較長(zhǎng)的部分,施工時(shí)根據(jù)實(shí)際情況,增加施工縫,對(duì)趾板型式進(jìn)行合理化分塊。施工縫按冷縫處理,只打毛而不設(shè)金屬止水,要求鋼筋穿過(guò)施工縫,鋼筋的主要作用是限裂。砼澆筑分塊見(jiàn)表4。
表4 砼澆筑分塊表
序號(hào)
|
趾板名稱
|
總長(zhǎng)(m)
|
段數(shù)
|
每塊長(zhǎng)(m)
|
備 注
|
1
|
Ⅰ型
|
49.588
|
2
|
24.794
|
|
2
|
Ⅱ型
|
76.422
|
3
|
23.474
|
6m與Ⅲ型趾板一塊澆筑
|
3
|
Ⅲ型
|
16.0
|
1
|
28.0
|
兩按坡Ⅱ型、Ⅲ型各澆6m
|
4
|
Ⅳ型
|
35.516
|
1
|
29.516
|
6m與Ⅲ型趾板一塊澆筑
|
5
|
Ⅴ型
|
44.217
|
2
|
22.108
|
|
6
|
Ⅵ型
|
39.599
|
2
|
19.795
|
|
7
|
Ⅶ型
|
27.940
|
1
|
27.940
|
|
選擇新鮮的42.5MPa硅酸鹽水泥、中細(xì)砂、粗骨料,最大集料直徑不超過(guò)40mm,按照選定的配合比用混凝土攪拌機(jī)拌和并確認(rèn)均勻后方可運(yùn)輸入倉(cāng)澆筑。砼配合比見(jiàn)表5。
表5 趾板砼設(shè)計(jì)和試驗(yàn)配合比(kg/m3)
序號(hào)
|
水泥
|
細(xì)骨料
|
粗骨料
|
水
|
沙率(%)
|
外加劑
|
坍落度(cm)
|
||
小石
|
中石
|
型號(hào)
|
摻量%
|
||||||
1
|
320
|
823
|
569
|
569
|
170
|
42
|
FDN-2
|
0.8
|
15.1
|
2
|
300
|
834
|
552
|
599
|
165
|
42
|
FDN-2
|
0.8
|
6.7
|
3
|
300
|
834
|
576
|
576
|
165
|
42
|
FDN-2
|
0.8
|
15.6
|
4
|
270
|
852
|
565
|
612
|
151
|
42
|
FDN-2
|
0.8
|
7.1
|
根據(jù)設(shè)計(jì)和施工工藝的要求進(jìn)行4組砼配合比設(shè)計(jì)和試驗(yàn),在滿足強(qiáng)度、抗?jié)B性、坍落度及考慮施工要求的和易性、節(jié)約原材料的情況下,選擇第二組砼配合比,即1:2.78:1.84:2.00,水膠比0.55。
2.2.7.4 砼運(yùn)輸、入倉(cāng)
河床段Ⅲ型趾板采用6m3斯太爾砼灌車將拌制好的砼由拌合站運(yùn)至基坑前,砼灌車配合溜槽入倉(cāng)。左岸坡Ⅱ型趾板及右岸坡Ⅲ型趾板前兩塊,即左岸高程1765.94m以下趾板、右岸1759.49m以下趾板在下邊的平臺(tái)設(shè)立砼泵送站。其以上部分分別在高程1830m平臺(tái)外搭設(shè)溜槽入倉(cāng),和由砼灌車運(yùn)至壩頂,在壩頂設(shè)立砼泵送站。在澆筑過(guò)程中材料要準(zhǔn)備充足,保證砼澆筑連續(xù)施工。
2.2.7.5 砼振搗及表面處理
由于坡面砼振搗難度大,每層澆筑高度控制在40~50cm左右,70軟軸插入式振搗棒振搗,在有銅止水的邊緣采用50軟軸插入式振搗棒振搗。未立模部分采用翻模方法臨時(shí)模板覆蓋,當(dāng)砼初凝前拆掉臨時(shí)模板人工壓光收面。
振搗時(shí),振搗器不得觸及滑動(dòng)模板、鋼筋、止水片。振搗器應(yīng)在模板前沿振搗,不得插入模板底下。必須做到振搗均勻,振搗密實(shí),尤其是止水結(jié)構(gòu)附近。以混凝土表面無(wú)氣泡、無(wú)明顯下沉且表面泛漿為準(zhǔn),不漏振、不欠振、不過(guò)振。
在混泥土初凝前,及時(shí)對(duì)混泥土表面進(jìn)行修整,用表面光滑平整的長(zhǎng)木抹子或鋼抹子進(jìn)行壓面和收光,以確保趾板砼表面平整、無(wú)裂痕、無(wú)細(xì)微通道。
2.2.7.6 砼拆模、養(yǎng)護(hù)及防雨措施
砼達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的75%后即可拆模,拆模時(shí)應(yīng)避免破壞砼菱角和銅止水片。砼澆筑完畢后,派專人對(duì)趾板加以覆蓋和灑水養(yǎng)護(hù),保持表面一直處于濕潤(rùn)狀態(tài),養(yǎng)護(hù)時(shí)間不少于28天。
由于**地區(qū)雨季長(zhǎng)雨量充沛,趾板砼澆筑遇到下雨天時(shí),用彩條布搭設(shè)臨時(shí)遮雨棚防雨。
3 質(zhì)量控制措施
開(kāi)工前,由項(xiàng)目專業(yè)技術(shù)負(fù)責(zé)人編制詳細(xì)的施工組織設(shè)計(jì),對(duì)人力和物力、技術(shù)和組織、時(shí)間和環(huán)境等各方面做出一個(gè)全面合理的安排,并報(bào)監(jiān)理工程師審批。
項(xiàng)目技術(shù)部門(mén)有針對(duì)地向有關(guān)施工人員進(jìn)行技術(shù)交底,同時(shí)學(xué)習(xí)質(zhì)量管理標(biāo)準(zhǔn),嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求和規(guī)程、規(guī)范施工。施工工藝要求施工目標(biāo)管理由班組自檢、現(xiàn)場(chǎng)工程師復(fù)檢,監(jiān)理工程師抽檢,使每道工序都符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),消除質(zhì)量事故隱患。
在趾板施工過(guò)程中重點(diǎn)注意以下幾個(gè)方面:
①必須在基礎(chǔ)開(kāi)挖驗(yàn)收合格后才能進(jìn)行趾板鋼筋、模板等工序的施工。
②澆筑砼之前必須對(duì)施工縫進(jìn)行沖毛或打毛處理,縫面必須沖洗干凈,無(wú)積水。
③鋼筋及錨筋的品種、規(guī)格、尺寸、數(shù)量、安裝位置應(yīng)符合設(shè)計(jì)圖紙要求,綁扎、焊接應(yīng)符合技術(shù)規(guī)范要求。
④砼澆筑過(guò)程中,質(zhì)檢員應(yīng)跟班檢查,并填寫(xiě)《混泥土澆筑質(zhì)量檢查記錄表》。
⑤趾板澆筑完成后,2天內(nèi)20米范圍內(nèi)不得進(jìn)行爆炮;20米以外爆炮時(shí)最大一段起爆藥量必須嚴(yán)格控制;在上游鋪蓋填筑或蓄水前,應(yīng)組織人員并借助設(shè)備和儀器對(duì)全段趾板進(jìn)行裂縫檢查,對(duì)查出的裂縫做好編錄,包括縫長(zhǎng)、縫寬、縫深、走向、所在部位等,為裂縫處理提供依據(jù)。
4 結(jié)語(yǔ)
**水庫(kù)工程趾板,施工程序繁多,施工工藝復(fù)雜,技術(shù)要求高,在砂石材料困難、交通運(yùn)輸不便、雨季長(zhǎng)雨量多、工期短及趾板較長(zhǎng)坡度大等條件下,按質(zhì)按量地完成,保證了大壩填筑的順利完工,并提前達(dá)到度汛高程,完成安全度汛任務(wù)。**水庫(kù)混泥土面板堆石壩趾板施工技術(shù)符合實(shí)際情況,效果顯著,同時(shí)顯示了其方便快捷、高效、優(yōu)質(zhì)等特點(diǎn),在其他類似水利工程中值得推廣借鑒。