沙坡头水利枢纽混凝土施工
中国水利水电第四工程局
2004年7月4日
沙坡头水利枢纽混凝土施工
黄河沙坡头水利枢纽位于宁夏回族自治区中卫县境内的黄河干流上，距中卫县城20Km 。沙坡头水利枢纽工程是以引水灌溉、发电为主的综合性水利工程。 沙坡头水利枢纽工程总库容0.26亿m 3，装机容量120.3MW ，总灌溉面积为87.7万亩，最大发电水头11.00m ，枢纽电站保证出力51.0MW ，装机多年平均发电量6.06亿kw.h 。机组为灯泡贯流式。
我局施工的主坝标范围为隔墩坝、河床电站、北干渠首电站、安装场坝段、主副坝连接段和开关站等。混凝土总量约26万m 3。混凝土施工工期16个月。其中大体积混凝土25万m 3，施工工期12个月。浇筑手段采用3台高架门机及1台塔机。
沙坡头水利枢纽主坝最大坝高37.8m ，由我局施工的标段体形结构复杂，孔洞较多，如采用定型模板，模板的周转性、利用率较低，经济性较差。根据工程特点在保证质量的前提下，考虑经济性、工程施工工期等综合因素，采用了定型模板与散装模板相结合的施工方法。
混凝土施工的主要特点：①导流明渠桥桥墩采用定型模板施工。②边坡采用柔性滑模的施工。③夏季温控混凝土的施工温升要求高。④进口临时封堵预制混凝土迭梁精度要求高。⑤流道混凝土浇筑，施工难度大。⑥坝顶防浪墙的施工。⑦混凝土日常控制。
一、流道混凝土浇筑
灯泡贯流式机组流道混凝土浇筑是该类型工程施工的主要难点。①结构复杂：曲线段多于直线段，断面各异，模板工程难以做到标准化、系列化，整个流道在水轮机组段8.19m 及锥管段9.11m 为钢结构衬护外，其余均为混凝土过流段，占流道全长的76.6%。②质量要求高：模板及支撑系统的施工必须具有足够的稳定性、刚度和强度，保证浇筑混凝土结构面的形状、尺寸与相互位置符合设计规定。
流道进口结构型式为方变圆，流道出口结构型式为圆变斜方。虽然流道横剖面各异，圆心轨迹多变，但对于同一横剖面，却具有相同的圆弧半径，厂房四台机组的结构形式相同，从工期要求并结合质量控制方面及经济性综合考虑，确定为：1）混凝土过流面采用定形钢木桁架作为面板模架或支撑系统。2）锥面板
采用木板条拼合，表面钉三合板。3）同一机组中心线的上、下部分桁架翻转利用。4）过流面为平直段的部分，采用的常规P3015钢模板立模。
桁架设计：根据施工段的结构尺寸、面板受力要求布置桁架位置，确定各桁架的形式，取多榀分别计算，按强度条件选配材料，再用刚度进行校核。利用同一流道断面具有相同的锥面半径，将同一流道断面的上部与下部的桁架周转使用。
锥形面板设计：在计算机上将施工段锥面体进行展开、绘制平面展开图、计算其展开半径、圆心角等数据，结合桁架的布置进行分块并编号。加工木板条及三合板，制作锥形面板。在加工平台上以1：1的实际比例放样，并对加工好钢桁架进行组装。在桁架顶部与木条间采用螺栓连接，外敷三合板。形成流道锥面大模板。
固定与支撑，流道中心断面以下采用内撑（蛇形柱）与内拉（ф14钢筋）相结合的方式，中心线以上的边墙部分采用内拉（反拉）。顶拱，采用满堂红脚手架。
进口段施工，主要解决流道进口胸模架及顶拱模板支撑问题，曾先后考虑过钢桁架方案、倒T 形梁和满堂红脚手架支撑三种方案，最终确定采用后者，这样充分利用工地上较多的脚手架管。边墙混凝土浇筑与脚手架搭设同步进行，不占直线工期。进口胸墙和圆弧顶部采用角钢加工成定型排架，面板采用P3015和P1015模板拼装。
尾水扩散段，全长27.79m 。底、顶为两条不相平行的倾斜线，斜圆锥的圆心轨迹为空间7折段组成，至使锥面展开图各不相同，这样给模板的设计与施工都带来诸多不便。为了即能保证施工精度又能满足施工工期且造价经济，经反复比较后确定：前半段，圆锥面较大，采用钢木桁架铺钢模的方式。后半段圆锥面较小，采用定型模板，其他直平段采用常规钢木模板，顶拱施工时搭设满堂红脚手架。
效果：在流道模板拆除后，对流道平整度、变形进行了全面的检测，各项数据均达到设计及规范值，混凝土密实情况良好，并实现了预定的工期要求。
二、柔性滑模的施工
沙坡头水利枢纽左护岸混凝土，高30m ，宽7.5m ，厚0.5m ，设双层钢筋网，边坡坡比1：2，每一条块设计分三段施工。按照常规的施工方法，先立模，后
浇筑，每次立模高度不能大于1m ，否则水平宽度大于2m ，下料、振捣成为难题。鉴于该种情况，采用了柔性滑模施工。
根据混凝土浇筑宽度及坡比，进行了柔性滑模的加工。柔性滑模斜长1.5m ，桁架间距0.5m ，并采用5根[10槽钢连接，面板采用5mm 厚钢板。采用沙袋做配重。坡顶埋设地锚，倒链提升滑模。
施工时，钢筋安装完毕后，采用定型钢模板作为侧模及滑模轨道。然后放上滑模及配重。在岸坡顶部埋设的地锚，作为滑模提升装置倒链的悬挂点。
浇筑时，先将滑模底部浇满，在混凝土即将初凝时，采用倒链提升0.5~0.7m，并进行浇筑，混凝土振捣时严格控制软轴振捣棒的插入深度，插入先浇混凝土5~10cm，不能深也不能浅。太深先浇混凝土将鼓出，太浅与先浇混凝土不能很好的结合。同时底部外露的混凝土人工站在滑模上进行收面。依次循环，连续浇筑。
效果：通过实际浇筑，柔性滑模每1.5h 即可提升一次，连续浇筑，避免了常规立模施工的很多不便。并且浇筑混凝土密实度及表面平整度均达到了设计要求。唯一不足是，与其他大体积混凝土相比，人员不能连续作业。由于沙坡头边坡混凝土施工面积较小，从经济的角度出发，没有制作第二套滑模，否则即可很好的解决此问题。
三、夏季温控混凝土施工
沙坡头水利枢纽地处腾格理沙漠边缘，夏季日照强，太阳直晒时温度相对较高。而坝体没有设计混凝土冷却设施，只能从混凝土出机口温度及运输过程中温升来控制坝体浇筑混凝土温度。采取混凝土温控措施：待浇混凝土面进行经常洒水，保持湿润；对运输车辆进行了遮阳，自混凝土出机卸入自卸车开始即时采用土工膜进行覆盖，避免混凝土直晒；卸入卧罐后立即吊入仓号，摊铺振捣，振捣完毕后及时采用彩条布覆盖，顶面隔一定时间洒水；加大混凝土水平、垂直运输协调管理，使得混凝土在运输线上的每个环节不停留等待；控制仓号开盘的具体时间，减少仓号高温时段的浇筑时间；降低混凝土浇筑层高，减少每次浇筑方量，缩短仓号的浇筑时间。
效果：在两个夏季混凝土温控施工过程中，混凝土浇筑温度完全满足合同要求的夏季混凝土浇筑温度要求。
四、进口预制混凝土迭梁
沙坡头水利枢纽由我局施工的5台机组共9个进水口，进口永久闸门设计只有4套。剩余5个进水口均采用混凝土迭梁封堵。
根据常规混凝土预制施工，其外形尺寸偏差不能满足迭梁封水及入槽的要求，以保证机组安装，因此对迭梁门预制精度要求按金属结构制作的标准进行。
在预制时，堵头模板采用定型模板，侧模采用钢模拼装。两侧模围棱采用[10槽钢，两侧模围棱采用拉杆套丝连接，初步安装就位后，测量人员定出纵横轴线，根据纵横轴线，模板工通过拉杆进行外形尺寸的调整。在调整整体精度达到3mm 以下后，开始与周围的加固。开盘浇筑前测量人员进行复测验收。验收通过后进行浇筑。浇筑混凝土入仓采用人工入仓，尽量减少混凝土下落时对侧模的冲击。振捣采用软轴振捣棒，在振捣过程中避免振捣棒接触模板。
效果：通过对预制件的外形尺寸检查，变形控制均在5mm 以内，并且安装水封后，因为工期原因，对所有迭梁门只进行外形尺寸的检查，没有全部进行试槽，即进行安装，一次性安装成功。蓄水后漏水量与钢闸门漏水量相比较，漏水量满足钢结构闸门安装规范的要求，完全满足机电安装需要。
五、导流明渠桥桥墩施工
导流明渠桥作为枢纽开工后唯一交通道路，也是各级领导、游客来枢纽必经之路，其观瞻性要求较高。为保证其外观质量，设计桥面采用了钢架结构。因此对砼桥墩及墩台的外观质量要求相对较高。
桥墩及墩台施工时，若采用散模板拼装，虽经济但外观质量无法保证。为此，项目部决定采用定型模板，面板采用5mm 厚钢板。安装时，为防止定型模板间接缝的不严密，出现漏浆。模板安装完毕后接缝处采用胶布进行粘贴。浇筑时，没有将所立模板浇满而是欠10~15cm。拆模时顶层模板没有拆，上部接着立模板浇筑。
效果：有效防止了挂帘、漏浆等浇筑常见缺陷，外观平整度好，浇筑密实，无论是远看还是近看，效果都非常好，受到监理、设计、业主好评。
六、坝顶防浪墙的施工
坝顶防浪墙墙高1.45m 、宽20cm 。未设计装修工程，为保证外观质量要求，采用竹胶板制作定型模板，在制作模板时控制模板整体强度及周边平整度，竹胶
板与木围棱采用铁钉固定，铁钉钉入竹胶板后，刮腻子找平，保证平整度；安装时控制外观尺寸；模板之间拉杆采用对拉方式，穿墙时套PVC 管，避免拆模后拉杆处理对外观的影响。
效果：表面平整、光滑，整体感观效果良好。
七、混凝土日常控制
混凝土拌和由AC 标拌和，我局负责混凝土运输及现场控制。
1、合理的布置水平及垂直运输设备，加大协调管理力度，保证混凝土浇筑强度。
2、模板工艺是保证外观质量的前提，在永久面施工时，虽大部分采用了散装模板，但对散装模板平整度及强度要求精益求精，模板缝采用刮腻子、夹4mm 厚海面条，贴胶带等措施，很好的保证了外观质量。
3、在下层立模时，采取对上层混凝土顶层模板不允许拆除或对已拆除的模板施工缝面采取三检验收制度。避免浇筑后的挂帘。
4、提前制定缺陷处理措施，浇筑完的仓号在拆模的过程中，质检员现场检查，发现的缺陷要求按缺陷处理措施及时处理，并记录在案。
5、充分发挥三检在施工中的作用，各级领导支持质检人员的工作，是保证工程质量的前提。
6、定期进行职工的技能培训及质量意识教育。
沙坡头项目施工局
工程技术部
二○○四年六月二十四日
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中国水利水电第四工程局
2004年7月4日
沙坡头水利枢纽混凝土施工
黄河沙坡头水利枢纽位于宁夏回族自治区中卫县境内的黄河干流上，距中卫县城20Km 。沙坡头水利枢纽工程是以引水灌溉、发电为主的综合性水利工程。 沙坡头水利枢纽工程总库容0.26亿m 3，装机容量120.3MW ，总灌溉面积为87.7万亩，最大发电水头11.00m ，枢纽电站保证出力51.0MW ，装机多年平均发电量6.06亿kw.h 。机组为灯泡贯流式。
我局施工的主坝标范围为隔墩坝、河床电站、北干渠首电站、安装场坝段、主副坝连接段和开关站等。混凝土总量约26万m 3。混凝土施工工期16个月。其中大体积混凝土25万m 3，施工工期12个月。浇筑手段采用3台高架门机及1台塔机。
沙坡头水利枢纽主坝最大坝高37.8m ，由我局施工的标段体形结构复杂，孔洞较多，如采用定型模板，模板的周转性、利用率较低，经济性较差。根据工程特点在保证质量的前提下，考虑经济性、工程施工工期等综合因素，采用了定型模板与散装模板相结合的施工方法。
混凝土施工的主要特点：①导流明渠桥桥墩采用定型模板施工。②边坡采用柔性滑模的施工。③夏季温控混凝土的施工温升要求高。④进口临时封堵预制混凝土迭梁精度要求高。⑤流道混凝土浇筑，施工难度大。⑥坝顶防浪墙的施工。⑦混凝土日常控制。
一、流道混凝土浇筑
灯泡贯流式机组流道混凝土浇筑是该类型工程施工的主要难点。①结构复杂：曲线段多于直线段，断面各异，模板工程难以做到标准化、系列化，整个流道在水轮机组段8.19m 及锥管段9.11m 为钢结构衬护外，其余均为混凝土过流段，占流道全长的76.6%。②质量要求高：模板及支撑系统的施工必须具有足够的稳定性、刚度和强度，保证浇筑混凝土结构面的形状、尺寸与相互位置符合设计规定。
流道进口结构型式为方变圆，流道出口结构型式为圆变斜方。虽然流道横剖面各异，圆心轨迹多变，但对于同一横剖面，却具有相同的圆弧半径，厂房四台机组的结构形式相同，从工期要求并结合质量控制方面及经济性综合考虑，确定为：1）混凝土过流面采用定形钢木桁架作为面板模架或支撑系统。2）锥面板
采用木板条拼合，表面钉三合板。3）同一机组中心线的上、下部分桁架翻转利用。4）过流面为平直段的部分，采用的常规P3015钢模板立模。
桁架设计：根据施工段的结构尺寸、面板受力要求布置桁架位置，确定各桁架的形式，取多榀分别计算，按强度条件选配材料，再用刚度进行校核。利用同一流道断面具有相同的锥面半径，将同一流道断面的上部与下部的桁架周转使用。
锥形面板设计：在计算机上将施工段锥面体进行展开、绘制平面展开图、计算其展开半径、圆心角等数据，结合桁架的布置进行分块并编号。加工木板条及三合板，制作锥形面板。在加工平台上以1：1的实际比例放样，并对加工好钢桁架进行组装。在桁架顶部与木条间采用螺栓连接，外敷三合板。形成流道锥面大模板。
固定与支撑，流道中心断面以下采用内撑（蛇形柱）与内拉（ф14钢筋）相结合的方式，中心线以上的边墙部分采用内拉（反拉）。顶拱，采用满堂红脚手架。
进口段施工，主要解决流道进口胸模架及顶拱模板支撑问题，曾先后考虑过钢桁架方案、倒T 形梁和满堂红脚手架支撑三种方案，最终确定采用后者，这样充分利用工地上较多的脚手架管。边墙混凝土浇筑与脚手架搭设同步进行，不占直线工期。进口胸墙和圆弧顶部采用角钢加工成定型排架，面板采用P3015和P1015模板拼装。
尾水扩散段，全长27.79m 。底、顶为两条不相平行的倾斜线，斜圆锥的圆心轨迹为空间7折段组成，至使锥面展开图各不相同，这样给模板的设计与施工都带来诸多不便。为了即能保证施工精度又能满足施工工期且造价经济，经反复比较后确定：前半段，圆锥面较大，采用钢木桁架铺钢模的方式。后半段圆锥面较小，采用定型模板，其他直平段采用常规钢木模板，顶拱施工时搭设满堂红脚手架。
效果：在流道模板拆除后，对流道平整度、变形进行了全面的检测，各项数据均达到设计及规范值，混凝土密实情况良好，并实现了预定的工期要求。
二、柔性滑模的施工
沙坡头水利枢纽左护岸混凝土，高30m ，宽7.5m ，厚0.5m ，设双层钢筋网，边坡坡比1：2，每一条块设计分三段施工。按照常规的施工方法，先立模，后
浇筑，每次立模高度不能大于1m ，否则水平宽度大于2m ，下料、振捣成为难题。鉴于该种情况，采用了柔性滑模施工。
根据混凝土浇筑宽度及坡比，进行了柔性滑模的加工。柔性滑模斜长1.5m ，桁架间距0.5m ，并采用5根[10槽钢连接，面板采用5mm 厚钢板。采用沙袋做配重。坡顶埋设地锚，倒链提升滑模。
施工时，钢筋安装完毕后，采用定型钢模板作为侧模及滑模轨道。然后放上滑模及配重。在岸坡顶部埋设的地锚，作为滑模提升装置倒链的悬挂点。
浇筑时，先将滑模底部浇满，在混凝土即将初凝时，采用倒链提升0.5~0.7m，并进行浇筑，混凝土振捣时严格控制软轴振捣棒的插入深度，插入先浇混凝土5~10cm，不能深也不能浅。太深先浇混凝土将鼓出，太浅与先浇混凝土不能很好的结合。同时底部外露的混凝土人工站在滑模上进行收面。依次循环，连续浇筑。
效果：通过实际浇筑，柔性滑模每1.5h 即可提升一次，连续浇筑，避免了常规立模施工的很多不便。并且浇筑混凝土密实度及表面平整度均达到了设计要求。唯一不足是，与其他大体积混凝土相比，人员不能连续作业。由于沙坡头边坡混凝土施工面积较小，从经济的角度出发，没有制作第二套滑模，否则即可很好的解决此问题。
三、夏季温控混凝土施工
沙坡头水利枢纽地处腾格理沙漠边缘，夏季日照强，太阳直晒时温度相对较高。而坝体没有设计混凝土冷却设施，只能从混凝土出机口温度及运输过程中温升来控制坝体浇筑混凝土温度。采取混凝土温控措施：待浇混凝土面进行经常洒水，保持湿润；对运输车辆进行了遮阳，自混凝土出机卸入自卸车开始即时采用土工膜进行覆盖，避免混凝土直晒；卸入卧罐后立即吊入仓号，摊铺振捣，振捣完毕后及时采用彩条布覆盖，顶面隔一定时间洒水；加大混凝土水平、垂直运输协调管理，使得混凝土在运输线上的每个环节不停留等待；控制仓号开盘的具体时间，减少仓号高温时段的浇筑时间；降低混凝土浇筑层高，减少每次浇筑方量，缩短仓号的浇筑时间。
效果：在两个夏季混凝土温控施工过程中，混凝土浇筑温度完全满足合同要求的夏季混凝土浇筑温度要求。
四、进口预制混凝土迭梁
沙坡头水利枢纽由我局施工的5台机组共9个进水口，进口永久闸门设计只有4套。剩余5个进水口均采用混凝土迭梁封堵。
根据常规混凝土预制施工，其外形尺寸偏差不能满足迭梁封水及入槽的要求，以保证机组安装，因此对迭梁门预制精度要求按金属结构制作的标准进行。
在预制时，堵头模板采用定型模板，侧模采用钢模拼装。两侧模围棱采用[10槽钢，两侧模围棱采用拉杆套丝连接，初步安装就位后，测量人员定出纵横轴线，根据纵横轴线，模板工通过拉杆进行外形尺寸的调整。在调整整体精度达到3mm 以下后，开始与周围的加固。开盘浇筑前测量人员进行复测验收。验收通过后进行浇筑。浇筑混凝土入仓采用人工入仓，尽量减少混凝土下落时对侧模的冲击。振捣采用软轴振捣棒，在振捣过程中避免振捣棒接触模板。
效果：通过对预制件的外形尺寸检查，变形控制均在5mm 以内，并且安装水封后，因为工期原因，对所有迭梁门只进行外形尺寸的检查，没有全部进行试槽，即进行安装，一次性安装成功。蓄水后漏水量与钢闸门漏水量相比较，漏水量满足钢结构闸门安装规范的要求，完全满足机电安装需要。
五、导流明渠桥桥墩施工
导流明渠桥作为枢纽开工后唯一交通道路，也是各级领导、游客来枢纽必经之路，其观瞻性要求较高。为保证其外观质量，设计桥面采用了钢架结构。因此对砼桥墩及墩台的外观质量要求相对较高。
桥墩及墩台施工时，若采用散模板拼装，虽经济但外观质量无法保证。为此，项目部决定采用定型模板，面板采用5mm 厚钢板。安装时，为防止定型模板间接缝的不严密，出现漏浆。模板安装完毕后接缝处采用胶布进行粘贴。浇筑时，没有将所立模板浇满而是欠10~15cm。拆模时顶层模板没有拆，上部接着立模板浇筑。
效果：有效防止了挂帘、漏浆等浇筑常见缺陷，外观平整度好，浇筑密实，无论是远看还是近看，效果都非常好，受到监理、设计、业主好评。
六、坝顶防浪墙的施工
坝顶防浪墙墙高1.45m 、宽20cm 。未设计装修工程，为保证外观质量要求，采用竹胶板制作定型模板，在制作模板时控制模板整体强度及周边平整度，竹胶
板与木围棱采用铁钉固定，铁钉钉入竹胶板后，刮腻子找平，保证平整度；安装时控制外观尺寸；模板之间拉杆采用对拉方式，穿墙时套PVC 管，避免拆模后拉杆处理对外观的影响。
效果：表面平整、光滑，整体感观效果良好。
七、混凝土日常控制
混凝土拌和由AC 标拌和，我局负责混凝土运输及现场控制。
1、合理的布置水平及垂直运输设备，加大协调管理力度，保证混凝土浇筑强度。
2、模板工艺是保证外观质量的前提，在永久面施工时，虽大部分采用了散装模板，但对散装模板平整度及强度要求精益求精，模板缝采用刮腻子、夹4mm 厚海面条，贴胶带等措施，很好的保证了外观质量。
3、在下层立模时，采取对上层混凝土顶层模板不允许拆除或对已拆除的模板施工缝面采取三检验收制度。避免浇筑后的挂帘。
4、提前制定缺陷处理措施，浇筑完的仓号在拆模的过程中，质检员现场检查，发现的缺陷要求按缺陷处理措施及时处理，并记录在案。
5、充分发挥三检在施工中的作用，各级领导支持质检人员的工作，是保证工程质量的前提。
6、定期进行职工的技能培训及质量意识教育。
沙坡头项目施工局
工程技术部
二○○四年六月二十四日