泄洪闸快速施工技术的应用
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摘 要：黄河海勃湾水利枢纽位于黄河干流内蒙古自治区境内，工程左岸为乌兰布和沙漠，右岸为内蒙古新兴工业城市乌海市。工程距乌海市区3km，距110国道1km，距包兰铁路乌海火车站4km，下游87km处为已建的内蒙古三盛公水利枢纽。海勃湾水利枢纽是一座防凌、发电等综合利用工程，主要由土石坝、泄洪闸、电站坝等建筑物组成。水库正常蓄水位1076.0m，总库容4.87亿m3。电站总装机容量90MW，年发电量3.817亿度。就闸坝工程快速施工技术的应用，总结经济合理的施工经验、技术、工序，从闸坝混凝土施工、混凝土模板工艺及混凝土施工配合比等角度，逐一研究和解决大坝大体积混凝土快速施工相关技术难题的过程。
关键词：泄洪闸;快速施工技术
1 泄洪闸概况
黄河海勃湾水利枢纽坝址地处黄河弯道段，河谷区为黄河冲积地貌类型，左岸为风成地貌类型、河流堆积侵蚀地貌，右岸主要为河流堆积侵蚀地貌。坝址区在勘探深度范围内，地层为第四系全新统风积（Q4eol）、冲积（Q4al）和上更新统冲湖积物（Q3al+l），岩性主要以粉砂、细砂、砂砾石为主，夹有粘性土、中砂薄层和透镜体。针对普通硅酸盐水泥，黄河水无腐蚀性，除局部区域外，地下水无腐蚀性。坝址存在开挖边坡稳定、地基土地震液化、抗滑稳定、地基土沉降稳定、地基渗透和渗透稳定、抗冲刷和右坝肩边坡稳定问题。
从坝址地形地貌和地层岩性等因素判断，没有修建混凝土重力坝和拱坝的地形和地质条件，仅适宜修建土石坝。本阶段在土石坝坝型比较中，对粘土斜墙坝、复合土工膜斜墙坝、粘土心墙坝、复合土工膜心墙坝和沥青混凝土心墙坝等坝型进行了技术经济比较。从防渗材料、防渗效果、施工条件、工程投资等诸方面综合考虑，确定坝型为粘土心墙土石坝，坝基防渗措施采用混凝土防渗墙。推荐方案枢纽从右到左依次布置为：右岸连接坝段（坝0-041.5m～0+013.5m）、电站坝段（坝0+013.5m～0+150.5m，包括主安装场、4个机组段和电站隔墩坝）、泄洪闸坝段（坝0+150.5m～0+438.5m，共16孔）、泄洪闸与土石坝连接段（坝0+438.5m～0+493.0m）以及土石坝段（坝0+493.0m～6+864.2m）。
2 泄洪闸快速施工方案
2.1 施工道路及机械布置
（1）混凝土施工道路主要是沿上下游围堰内侧修建下基坑的开挖道路，结合采用的混凝土入仓方式布置，道路宽8m，路面为混凝土，利用开挖道路不仅节约成本，同时道路布置较为合理，避免各工作面相互干扰制约。
（2）施工区内垂直通道：闸墩均为独立建筑，施工时人员通行必须保证，为保证人员通行安全，在闸墩间布置上下通过Z字型安全钢转梯可同时保证两个闸墩通行要求，达到安全快速的目的。
（3）混凝土的水平运输主要采用15～20t自卸汽车，运距大于2km或混凝土泵浇筑部位采用6～8m3混凝土搅拌车;混凝土垂直运输主要采用布置在溢流坝上游、下游2台TC7050塔机和混凝土泵，基础溢流堰大体积混凝土配置长臂挖掘机、布料机入仓。
2.2 混凝土分块分层的优化应用
初设阶段泄洪闸坝施工方案按先台阶，后闸墩，然后进行溢流面混凝土施工。施工阶段进行方案评审时，要求高程54m以下闸墩与溢流面必须同步平层浇筑，因此增加了单仓混凝土工程量和施工难度，且溢流堰面施工时段位于雨季，施工作业面多，同时施工干扰大，施工质量影响较大，施工难度极大，对工期影响明显。针对闸墩溢流面同步施工的要求，有针对性的进行了专项研究，多方优化比较最终确定先进行52.5m高程以下溢流堰体和溢流堰面混凝土施工，尾部闸墩40.5m高程以下随溢流堰面同步施工，40.5m高程以上闸墩在溢流堰面浇筑至52.5m高程后再施工。
根据设计要求，结合施工现场实际情况和设备配置能力，针对闸坝施工关键点在各个环节进行了充分全面的优化，在满足设计要求的前提下，主要采取了以下措施加快闸坝混凝土浇筑速度：
（1）采用定型大尺寸翻升模板和定型模板，增加闸墩的分层高度，减少备仓时间，充分发挥施工效率。
（2）按要求调整分层分块，为缩短工期，工期较长的溢流堰面52.5m～54m高程（最后一层）待闸墩到顶后再进行浇筑。
（3）施工布置上分时间分高程采取了不同的施工方式：54m高程以下主要采用长臂挖机、布料机等入仓方式，54m高程以上采用混凝土泵入仓为主，塔机为辅，加快混凝土入仓速度。通過优化混凝土分层分块方式，优化堰面与闸墩混凝土的浇筑顺序，合理选择混凝土入仓手段，通过对各个环节的细致调整优化，不仅满足了设计要求，还保证了各个坝段的施工进度，使施工质量、成本都得到了有效的控制，合同目标得以顺利完成。
2.3 闸墩模板设计
混凝土结构施工中，模板工序是进度、质量保证的关键环节，在桑河闸坝施工中，为保证施工进度和质量，在前期策划时有针对性的对模板进行了研究，根据桑河闸坝工程闸墩高、体型相同等特点，结合国内外相关的施工经验对模板进行了专项设计。
泄洪闸墩墩头混凝土为异形结构，上游为1/2椭圆，下游为1/2圆。闸墩外观如何与墩头形体及异形结构关系甚大，异形结构质量不易保证，施工难度大，为确保混凝土的外观质量及施工进度，墩头采用大型定型模板，墩身采用平面定型钢模板，根据以往类似工程经验并结合本项目实际，在充分考虑混凝土的层间接缝、定型模板面板整体性、便于施工等方面，进行异型钢模板设计。
按照施工方案，闸墩混凝土每一层浇筑高度为3m，上、下游各采用两块弧面定型模板拼装，单块高度3.1m。根据现场设备布置条件，可满足吊装要求条件下，闸墩两侧平面模板采用5×3.1m大平面定型钢模板，利用大平面尺寸模板有接缝少特点，可减少模板接缝，有利外观质量控制。传统方式模板采用拉模筋斜拉固定在老混凝土面，在混凝土浇筑过程中难以避免会跑模，施工过程中还需专人调整模板，为此根据闸墩特点，闸墩模板采用了对拉方式固定，有效防止浇筑过程中的模板变形，闸墩混凝土浇筑完毕后，墩头墩尾通过采用专门设计的定型钢模板，有效减少混凝土层间错台、挂帘，质量通病得到有效控制，闸墩混凝土整体性较强、色泽均一，外观质量好，达到了预期效果，同时充分利用塔机拆除、安装模板，发挥大尺寸模板的优势，施工进度也得到了有效的保证。
3 结束语
水电站在前期断层处理、设计提高要求后增加施工难度等诸多不利因素影响下造成一定进度滞后，但通过后续施工工艺的不断改进和优化，闸坝得以快速施工完成。通过施工资源分时间分仓位优化配置、混凝土外观质量控制及配合比优化等工艺的研究，极大的增加了混凝土的入仓强度，加快了闸坝施工速度。
参考文献：
[1] 代正江，胡传鸿，龚黎明.航电枢纽工程快速施工浅析[J].城市建设理论研究，2015，5（9）.
[2] 尹剑平，甘茂辉.株洲航电枢纽船闸混凝土施工模板工艺[J].水运工程，2010（5）：138～141.
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