三峡工程三期碾压混凝土围堰快速施工研究

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按照三峡工程总体施工计划安排，三期碾压混凝土围堰是三峡工程初期蓄水的控制性工程。计划导流明渠截流后，2003年元月～6月修建该围堰，其碾压混凝土总量为110万m3，要求153天时间完成，考虑不利天气和必要的施工停歇后有效施工天数仅115天。该围堰需从高程50 m浇至堰顶高程140 m，共上升90 m，平均月上升16.9 m；计划最大月浇筑强度33.59万m3，最大日浇筑强度达1.6万m3，平均月浇筑19.4万m3，日平均浇筑强度0.96万m3。为了确保该工程按期完成，三峡总公司工程建设部、长江委三峡工程设代局及葛洲坝股份有限公司三峡工程施工指挥部针对三期碾压混凝土围堰快速施工方案作了深入细致的研究。
    1、工程概况
    三期碾压混凝土围堰为Ⅰ级临时挡水建筑物，围堰轴线位于大坝轴线上游114 m处，围堰全长约580 m，围堰右侧同白岩尖山坡相接，左侧与混凝土纵向围堰堰内段相连。三期碾压混凝土围堰为重力式坝型，围堰顶高程140 m，顶宽8 m，最大底宽107 m，最大堰高115 m，迎水面高程70 m以上部分为直立面，高程70 m以下为1∶0.3的边坡，背水面高程130 m以上为直立面，高程130 m至高程50 m平台间为1∶0.75的边坡。坝体在高程40 m、高程90 m分设排水廊道，在高程107.5 m设爆破拆除廊道。
    三期碾压混凝土围堰分两阶段实施，第一阶段工程已于1998年年底前完成，工程内容包括右岸一期纵向围堰堰内段（已浇至140 m高程）、三期碾压混凝土围堰河床段（已浇至50 m高程）、三期碾压混凝土围堰岸坡2#～5#坝段（已浇至140 m高程）。剩余部分为第二阶段施工内容，第二阶段修建的堰体全长380 m，最大坝高90 m，共110万m3碾压混凝土。
    2、坝体优化设计
    由于三期碾压混凝土围堰工期紧、浇筑强度大，因此，结构设计时充分考虑了满足快速施工的坝体结构，最终的设计方案具有以下特点：①坝体结构简捷，细部结构少；②不设纵缝，仅设横缝和诱导缝；③同一层面混凝土标号单一；④防渗层采用变态混凝土方式，施工简便；⑤坝体排水管采用机钻孔，在廊道内施工，避免了与混凝土浇筑的施工干扰；⑥坝体廊道采用预制方式，适合于快速吊装。
    3、施工方案
    3.1 总体施工方案
    三期碾压混凝土围堰采取大通仓平层碾压、薄层铺筑、连续上升的施工方案。入仓方式在高程90 m以下以汽车直接运输入仓为主，在高程90 m以上以塔带机为主，辅以Mybox溜管；上游面模板采用三层翻转模板，下游面采用小型拼装模板，廊道采用预制混凝土模板；混凝土料摊铺采用平仓机；碾压采用条带搭接法；成缝采用切缝机切缝；防渗采取变态混凝土加外表面刷防渗材料的防渗手段。
    3.2 设备布置
    3.2.1 塔(顶)带机布置
    根据浇筑计划安排，坝体在2003年3月底浇至90 m高程后，入仓方式将转为以塔带机运料入仓为主。两台塔带机分别布置在围堰下游的50 m平台和58 m平台混凝土面上，可覆盖大部分仓面范围。两台塔带机各配1条供料线，直接连接到右岸150 m高程拌和系统。
    3.2.2 胎带机布置
    胎带机布置在三期围堰6#堰块下游的90 m平台（填筑的入仓道路），用汽车运料至胎带机接料斗，仓内汽车转运至塔带机的浇筑盲区，可作为90～100 m高程的辅助入仓手段。
    3.2.3 Mybox溜管布置
    Mybox溜管布置在右坝头高程140 m平台，汽车运料至接料斗，仓内汽车转运至塔带机的浇筑盲区，可作为100～130 m高程的辅助入仓手段。
    3.2.4 门机布置
    MQ2000高架门机布置在14#～15#堰段的下游斜坡面上，在高程50～54 m之间，主要承担90 m高程以上预制模板和预制廊道的吊运，以及90 m高程以上仓面设备进出仓的吊运。
    3.3 模板工程
    三期碾压混凝土围堰工期紧，仓面连续不间歇上升，要求模板拆装速度快、稳定性好，模板拆装时对仓面干扰小。
    总立模面积7.74万m2，其中翻升模板立模面积为4.44万m2，用于堰体直立面及上游斜坡面；下游斜坡面采用小型组合模板，立模面积为2.9万m2。高程90 m廊道和107.5 m廊道采用预制廊道，宽200 cm，高325 cm，共490块。
    3.3.1 翻升模板施工
    上游翻升模板分三层交替上升，模板拆装采用仓内8 t汽车吊。按堰体最大日上升0.92 m，每台吊车平均拆立模速度为18 m2/h，工作时间15 h/d计算，上游面模板拆装需用两台吊车。
    当上升到高程130 m后，上下游面模板各需1台吊车同时拆装，由于仓面只有8 m宽，仓面干扰很大，需合理地安排仓面作业顺序。
    3.3.2 小型组合钢模施工
    下游面小型组合钢模利用斜坡台阶作为安装平台，采用人工拆装.