三峡左岸地下电站混凝土施工关键技术（林金良,王志明）

时间：2021-01-12 08:11:49　来源：柠檬阅读网本文已影响人

摘要: 地下电站混凝土施工主要分洞室衬砌混凝土施工和主厂房混凝土施工。如何保证隧洞形体和混凝土外观以及顶拱混凝土浇筑密实是洞室施工的重点和难点;如何保证主厂房施工过程中钢衬尾水肘管平段和蜗壳底部阴角部位混凝土的密实，以及在浇筑结束后如何保证钢衬底部回填灌浆的密实，并减少或避免对钢衬的破坏，是地下主厂房混凝土施工的重点和难点。三峡左岸地下电站洞室衬砌施工过程中，采用钢模台车浇筑标准段，非标准段（扭面）采用木模板，并在其表面涂刷一种新型防水涂料的方法，取得了较好的形体和外观质量。在进行衬砌顶拱浇筑过程中，采用大陷度自密实混凝土，克服了一般泵送混凝土进行顶拱浇筑时经常堵管和不易浇筑密实的问题。

关键词: 施工工艺;混凝土施工;地下电站;三峡水利枢纽

中图分类号: TV731.6:TV544+ 91 文献标识码: A

1 工程简述

三峡左岸地下电站（又称电源电站）是三峡水利枢纽运行期厂用电的主供电源，厂址位于升船机冲沙闸与左岸电站之间山体内，为地下厂房型式，装有2台混流式水轮发电机组，单机容量50MW。其中尾水肘管和蜗壳均采用钢衬，引水系统内衬为压力钢管，其它洞室均为钢筋混凝土衬砌。

2 混凝土配合比

主要采用二级配泵送混凝土，厂房部位可用桥机辅助浇筑二级配常态混凝土。衬砌顶拱部位浇筑自密实混凝土。混凝土含气量一般按3.5%～4.5%控制，水灰比按0.45控制，此时强度与流动性协调较好，如混凝土流动性太大，则混凝土后期收缩变化大。

自密实混凝土于1988年由日本首先研究成功，后传入欧美，又引入我国。采用大陷度自密实混凝土浇筑衬砌顶拱部位，可克服一般泵送混凝土进行顶拱部位浇筑时，经常堵管和不易浇筑密实的问题。从后期顶拱部位的回填灌浆量看，回填量仅为一般泵送混凝土的3%～6%。与一般泵送混凝土相比节约成本约50%以上。混凝土脱模后外观质量也非常好。

3 温控要求

地下电站混凝土施工一般为薄衬砌混凝土，施工环境冬暖夏凉，湿度大，混凝土温控条件相对较好。主要是做好冬季的保温工作。

但蜗壳层温控要求相对较高，一般按强约束区标准控制。施工中蜗壳层分层超过2m，就要布设两层冷却水管，水管采用φ25.4mm的黑铁管，冷却水管水平间距1.5m，垂直间距按1.4m，层与层之间垂直布置，在开仓前预先埋好，并固定牢靠。每组长度在180m左右，做到混凝土每覆盖1组通水1组，通水流量30～35L/min，初期通水时间10～15d，前3～5d要特别注意，保持连续通水。开仓前埋设测温管掌握混凝土内温，混凝土内部温度降温4～7℃后停止通水。

4 模板工艺

洞室标准段混凝土衬砌一般采用钢模台车，钢模台车因在各个隧洞大量采用，模板设计已经相当成熟，本文不再对其模板设计进行论述。

洞室非标准段，有外观要求的，模板一般采用新型材料竹夹板，竹夹板不但耐潮湿，不易变形，而且混凝土外观质量也好于一般宝丽板等复合板材;非标准段，无外观要求的，侧墙一般采用组合钢模板，顶拱采用竹夹板。

对于尾水圆弧段、渐变段等顶拱体型复杂部位，因洞室施工无法采用起重设备吊装，导致定制顶拱异型钢模板无法使用。故一般全部采用定型木模，先期在内厂加工进行预拼装后再运输至现场人工进行组装。衬板采用竹夹板，变形曲面或渐变圆弧处无法采用竹夹板部位采用木衬板，以往施工一般在衬板上再贴一层优质胶合板来保证混凝土拆模外观质量，但存在2个缺点:①个别尺寸较小的曲面无法粘贴胶合板;②个别渗水较大部位，拆模后，发现胶合板出现了起皮、起鼓的现象，混凝土表面坑坑洼洼，外观质量极差。武警水电二总队在施工中，经大量试验，在木衬板表面满刮一种丙烯酸类高聚物改性的水泥基防水涂料，有效解决了这一难题。顶拱拆模后外观质量极高。该种涂料具有防水性能好、耐老化强、变形适应性强、绿色环保、性价比高、施工方便等特点，该项模板施工工艺在参加三峡总公司2007年劳动竞赛中被评为“工艺改进和技术革新奖”。

5 混凝土浇筑工艺

5.1 洞室衬砌混凝土浇筑关键技术

（1）泵管布置。有钢衬洞室衬砌采用退管法浇筑，无钢衬洞室衬砌采用冲天法浇筑。

（2）开仓前基岩渗水部位必须妥善处理，最好是就近引出仓外，在渗水部位打孔埋引管，向下就近在上一层仓面混凝土打斜孔引出仓外，后期回填处理，从实际应用效果看，此法最好，切忌向上或长距离外引。

（3）顶拱仓内导管的埋设高度要特别注意，一般距基岩要留有25cm以上的距离，否则泵送混凝土阻力太大，将造成无法泵送。

（4）钢模台车顶拱预先焊接好的进料管，要采用1备1用的接法。在对顶拱进行混凝土泵送作业时，要将上引泵管全部预接好，减少换管时间。在两段已完成衬砌段之间进行混凝土浇筑时，注意要在最高处预埋排气管。

（5）在下料口5m范围的模板表面挂1块长5m、宽1.5m的彩条布，防止下料时水泥浆溅到模板上，引起拉毛现象。

（6）如基岩渗水较大，为便于排水，每层混凝土亦可由一边向另一边放坡，仓内混凝土高差以不大于1m为原则。

（7）在换高一层观察窗下料前应及时将仓内积水和浮浆全部排出，并留下一层观察窗中最低的一个作为排水和排浮浆用，直至上层浇筑的混凝土料从该观察窗将要溢出时，将其迅速关闭，继续从上层观察窗下料浇筑。

5.2 肘管层混凝土浇筑关键技术

考虑到主厂房钢衬肘管底部有大面积平段且筋板把底部分成多个区，该阴角区域是振捣的死角和盲区，常态混凝土因排气困难、流动性差而难以浇筑密实。一般要在肘管钢衬平段开若干个进料孔，泵送自密实混凝土。

肘管层平段一般分3个坯层浇筑，分层厚度40～50cm，底下2坯层浇筑二级配泵送混凝土，第3坯层浇筑一级配泵送混凝土，从进料导管进料时，要边下料边振捣，振捣时要充分利用所有振捣孔进行振捣，以确保混凝土的密实性。贴近钢衬的第4个坯层采用扩散度55～65cm二级配自密实混凝土，振捣过程中通过振捣孔观察自密实混凝土的流动分布情况，以便及时调整泵管进料位置，使混凝土均匀上升。当自密实混凝土快接近钢衬底部时，及时封堵多余的预留孔，最后留2个泵送进料孔加压泵送自密实混凝土。

5.3 蜗壳层混凝土浇筑关键技术

蜗壳层仓位面积太大，运输手段无法满足浇筑强度时，可采用分区对称浇筑，但最好是通过提高入仓强度，不进行分区，采用整体浇筑方法，这样不但可缩短工期，节约成本，而且对结构也非常有利。

考虑到主厂房蜗壳底部、座环及基础环下部有垂直向筋板把阴角部位分成若干个区，该区域是振捣的死角和盲区，常态混凝土难以浇筑密实。以往施工时，一般在该阴角部位预先埋设泵管，在浇筑时采用砂浆先期回填，但由于砂浆费用高，温控困难，后期收缩大等缺点，近年随着自密实混凝土的大量成功应用，现实际多采用自密实混凝土对阴角部位先期回填。施工中要注意将预埋泵管固定牢靠，并与主管做好预接试验，将管子做好编号标记，以便现场依序安装。主管与预埋的泵管连接前要将主管内泵送混凝土排尽后方可连接。其它可参考肘管层浇筑方法。

6 回填灌浆管安装工艺

尾水肘管钢衬平段和蜗壳座环及基础环阴角区，虽布置了振捣排气孔，但混凝土脱空却难以绝对避免。因此为提高钢衬与混凝土之间的密实度，均采用预埋回填灌浆管，以便后期进行回填灌浆的处理。回填灌浆管以往多采用预埋灌浆盒的方式，随着充气拔管材料和施工工艺的成熟，目前已普遍采用充气拨管的方式。

充气拔管埋设一般在两个肋板间设1个灌浆区，每个区布置4根灌浆管，1备1用。预埋灌浆管采用充气式透明聚乙烯塑料软管，管径φ25mm。拔管两端熔焊封死，并在外部一端安装充气嘴，使用前进行气密性检查，不合格立即处理。

为防止浇筑时拔管移位，采用“Ω”形钢托架将拔管固定在钢衬底部和侧面，拔管充气后用力拉直使其与钢衬紧贴，但要避开钢衬上的平板锚和振捣孔。待混凝土初凝后，即可放气拔管，拔管形成后及时插上黑铁管保护上引。

蜗壳层预埋充气拔管时，阴角区向外至仓面部位的拔管要插入φ28mm硬聚乙烯塑料管内进行保护，这样可确保混凝土浇筑完毕后充气拔管的顺利拔出，否则由于弯曲半径和长度过长会影响拔管的成功率。

7 弹性垫层铺设工艺

弹性垫层主要应用在2个部位:①引水系统坝后镇墩，由于压力管道直径特大（直径623cm），采用常规伸缩节难以满足安全要求。一般采用5cm弹性垫层管取代伸缩节的方案。②厂房水轮机，考虑三峡水轮机蜗壳与外围混凝土结构型式，先后研究了充水加压，半包（上部铺设垫层）和全包（全部铺设垫层）3个方案;前期在三峡应用保温保压方式较多，后期由于技术成熟，多采用垫层施工方案。

垫层材料采用高压聚乙烯闭孔泡沫板，厚度为3～5cm，垫层在钢筋安装前铺设，沿钢管外表面将粘贴垫层部分打磨光滑，经验收后在钢管表面和泡沫板面均匀涂抹氯丁胶，待氯丁胶呈不拉丝状再涂第2层，待板面和钢管表面氯丁胶呈不拉丝状后将泡沫板与蜗壳表面粘合。粘合后的泡沫板接缝应严密，并用沥青嵌缝保护。焊接钢筋时，用石棉网对垫层进行保护。

8 结语

三峡左岸地下电站是三峡建设的第一个地下电站，在建设中采用了多项新技术、新工艺和新材料。工程施工质量优良，为三峡右岸大型地下电站混凝土施工提供了宝贵经验。本文总结的关键技术对其它类似工程也有借鉴。

作者简介: 林金良，男，武警水电第二总队第七支队，工程师。

相关热词搜索：电站 混凝土 关键技术 左岸地下

三峡左岸地下电站混凝土施工关键技术（林金良,王志明）

最新文章

热门文章