摘要：地下電站混凝土施工主要分洞室襯砌混凝土施工和主廠房混凝土施工。如何保證隧洞形體和混凝土外觀以及頂拱混凝土澆筑密實是洞室施工的重點和難點;如何保證主廠房施工過程中鋼襯尾水肘管平段和蝸殼底部陰角部位混凝土的密實，以及在澆筑結(jié)束后如何保證鋼襯底部回填灌漿的密實，并減少或避免對鋼襯的破壞，是地下主廠房混凝土施工的重點和難點。三峽左岸地下電站洞室襯砌施工過程中，采用鋼模臺車澆筑標準段，非標準段（扭面）采用木模板，并在其表面涂刷一種新型防水涂料的方法，取得了較好的形體和外觀質(zhì)量。在進行襯砌頂拱澆筑過程中，采用大陷度自密實混凝土，克服了一般泵送混凝土進行頂拱澆筑時經(jīng)常堵管和不易澆筑密實的問題。
關(guān)鍵詞：施工工藝;混凝土施工;地下電站;三峽水利樞紐
1 工程簡述
三峽左岸地下電站（又稱電源電站）是三峽水利樞紐運行期廠用電的主供電源，廠址位于升船機沖沙閘與左岸電站之間山體內(nèi)，為地下廠房型式，裝有2臺混流式水輪發(fā)電機組，單機容量50MW。其中尾水肘管和蝸殼均采用鋼襯，引水系統(tǒng)內(nèi)襯為壓力鋼管，其它洞室均為鋼筋混凝土襯砌。
2 混凝土配合比
主要采用二級配泵送混凝土，廠房部位可用橋機輔助澆筑二級配常態(tài)混凝土。襯砌頂拱部位澆筑自密實混凝土?；炷梁瑲饬恳话惆?.5%～4.5%控制，水灰比按0.45控制，此時強度與流動性協(xié)調(diào)較好，如混凝土流動性太大，則混凝土后期收縮變化大。
自密實混凝土于1988年由日本首先研究成功，后傳入歐美，又引入我國。采用大陷度自密實混凝土澆筑襯砌頂拱部位，可克服一般泵送混凝土進行頂拱部位澆筑時，經(jīng)常堵管和不易澆筑密實的問題。從后期頂拱部位的回填灌漿量看，回填量僅為一般泵送混凝土的3%～6%。與一般泵送混凝土相比節(jié)約成本約50%以上。混凝土脫模后外觀質(zhì)量也非常好。
3 溫控要求
地下電站混凝土施工一般為薄襯砌混凝土，施工環(huán)境冬暖夏涼，濕度大，混凝土溫控條件相對較好。主要是做好冬季的保溫工作。
但蝸殼層溫控要求相對較高，一般按強約束區(qū)標準控制。施工中蝸殼層分層超過2m，就要布設(shè)兩層冷卻水管，水管采用φ25.4mm的黑鐵管，冷卻水管水平間距1.5m，垂直間距按1.4m，層與層之間垂直布置，在開倉前預(yù)先埋好，并固定牢靠。每組長度在180m左右，做到混凝土每覆蓋1組通水1組，通水流量30～35L/min，初期通水時間10～15d，前3～5d要特別注意，保持連續(xù)通水。開倉前埋設(shè)測溫管掌握混凝土內(nèi)溫，混凝土內(nèi)部溫度降溫4～7℃后停止通水。
4 模板工藝
洞室標準段混凝土襯砌一般采用鋼模臺車，鋼模臺車因在各個隧洞大量采用，模板設(shè)計已經(jīng)相當(dāng)成熟，本文不再對其模板設(shè)計進行論述。
洞室非標準段，有外觀要求的，模板一般采用新型材料竹夾板，竹夾板不但耐潮濕，不易變形，而且混凝土外觀質(zhì)量也好于一般寶麗板等復(fù)合板材;非標準段，無外觀要求的，側(cè)墻一般采用組合鋼模板，頂拱采用竹夾板。
對于尾水圓弧段、漸變段等頂拱體型復(fù)雜部位，因洞室施工無法采用起重設(shè)備吊裝，導(dǎo)致定制頂拱異型鋼模板無法使用。故一般全部采用定型木模，先期在內(nèi)廠加工進行預(yù)拼裝后再運輸至現(xiàn)場人工進行組裝。襯板采用竹夾板，變形曲面或漸變圓弧處無法采用竹夾板部位采用木襯板，以往施工一般在襯板上再貼一層優(yōu)質(zhì)膠合板來保證混凝土拆模外觀質(zhì)量，但存在2個缺點:①個別尺寸較小的曲面無法粘貼膠合板;②個別滲水較大部位，拆模后，發(fā)現(xiàn)膠合板出現(xiàn)了起皮、起鼓的現(xiàn)象，混凝土表面坑坑洼洼，外觀質(zhì)量極差。武警水電二總隊在施工中，經(jīng)大量試驗，在木襯板表面滿刮一種丙烯酸類高聚物改性的水泥基防水涂料，有效解決了這一難題。頂拱拆模后外觀質(zhì)量極高。該種涂料具有防水性能好、耐老化強、變形適應(yīng)性強、綠色環(huán)保、性價比高、施工方便等特點，該項模板施工工藝在參加三峽總公司2007年勞動競賽中被評為“工藝改進和技術(shù)革新獎”。
5 混凝土澆筑工藝
5.1 洞室襯砌混凝土澆筑關(guān)鍵技術(shù)
?。?）泵管布置。有鋼襯洞室襯砌采用退管法澆筑，無鋼襯洞室襯砌采用沖天法澆筑。
（2）開倉前基巖滲水部位必須妥善處理，最好是就近引出倉外，在滲水部位打孔埋引管，向下就近在上一層倉面混凝土打斜孔引出倉外，后期回填處理，從實際應(yīng)用效果看，此法最好，切忌向上或長距離外引。
?。?）頂拱倉內(nèi)導(dǎo)管的埋設(shè)高度要特別注意，一般距基巖要留有25cm以上的距離，否則泵送混凝土阻力太大，將造成無法泵送。
?。?）鋼模臺車頂拱預(yù)先焊接好的進料管，要采用1備1用的接法。在對頂拱進行混凝土泵送作業(yè)時，要將上引泵管全部預(yù)接好，減少換管時間。在兩段已完成襯砌段之間進行混凝土澆筑時，注意要在最高處預(yù)埋排氣管。
?。?）在下料口5m范圍的模板表面掛1塊長5m、寬1.5m的彩條布，防止下料時水泥漿濺到模板上，引起拉毛現(xiàn)象。
（6）如基巖滲水較大，為便于排水，每層混凝土亦可由一邊向另一邊放坡，倉內(nèi)混凝土高差以不大于1m為原則。
?。?）在換高一層觀察窗下料前應(yīng)及時將倉內(nèi)積水和浮漿全部排出，并留下一層觀察窗中最低的一個作為排水和排浮漿用，直至上層澆筑的混凝土料從該觀察窗將要溢出時，將其迅速關(guān)閉，繼續(xù)從上層觀察窗下料澆筑。
5.2 肘管層混凝土澆筑關(guān)鍵技術(shù)
考慮到主廠房鋼襯肘管底部有大面積平段且筋板把底部分成多個區(qū)，該陰角區(qū)域是振搗的死角和盲區(qū)，常態(tài)混凝土因排氣困難、流動性差而難以澆筑密實。一般要在肘管鋼襯平段開若干個進料孔，泵送自密實混凝土。
肘管層平段一般分3個坯層澆筑，分層厚度40～50cm，底下2坯層澆筑二級配泵送混凝土，第3坯層澆筑一級配泵送混凝土，從進料導(dǎo)管進料時，要邊下料邊振搗，振搗時要充分利用所有振搗孔進行振搗，以確?；炷恋拿軐嵭浴ＹN近鋼襯的第4個坯層采用擴散度55～65cm二級配自密實混凝土，振搗過程中通過振搗孔觀察自密實混凝土的流動分布情況，以便及時調(diào)整泵管進料位置，使混凝土均勻上升。當(dāng)自密實混凝土快接近鋼襯底部時，及時封堵多余的預(yù)留孔，最后留2個泵送進料孔加壓泵送自密實混凝土。
5.3 蝸殼層混凝土澆筑關(guān)鍵技術(shù)
蝸殼層倉位面積太大，運輸手段無法滿足澆筑強度時，可采用分區(qū)對稱澆筑，但最好是通過提高入倉強度，不進行分區(qū)，采用整體澆筑方法，這樣不但可縮短工期，節(jié)約成本，而且對結(jié)構(gòu)也非常有利。
考慮到主廠房蝸殼底部、座環(huán)及基礎(chǔ)環(huán)下部有垂直向筋板把陰角部位分成若干個區(qū)，該區(qū)域是振搗的死角和盲區(qū)，常態(tài)混凝土難以澆筑密實。以往施工時，一般在該陰角部位預(yù)先埋設(shè)泵管，在澆筑時采用砂漿先期回填，但由于砂漿費用高，溫控困難，后期收縮大等缺點，近年隨著自密實混凝土的大量成功應(yīng)用，現(xiàn)實際多采用自密實混凝土對陰角部位先期回填。施工中要注意將預(yù)埋泵管固定牢靠，并與主管做好預(yù)接試驗，將管子做好編號標記，以便現(xiàn)場依序安裝。主管與預(yù)埋的泵管連接前要將主管內(nèi)泵送混凝土排盡后方可連接。其它可參考肘管層澆筑方法。
6 回填灌漿管安裝工藝
尾水肘管鋼襯平段和蝸殼座環(huán)及基礎(chǔ)環(huán)陰角區(qū)，雖布置了振搗排氣孔，但混凝土脫空卻難以絕對避免。因此為提高鋼襯與混凝土之間的密實度，均采用預(yù)埋回填灌漿管，以便后期進行回填灌漿的處理?；靥罟酀{管以往多采用預(yù)埋灌漿盒的方式，隨著充氣拔管材料和施工工藝的成熟，目前已普遍采用充氣撥管的方式。
充氣拔管埋設(shè)一般在兩個肋板間設(shè)1個灌漿區(qū)，每個區(qū)布置4根灌漿管，1備1用。預(yù)埋灌漿管采用充氣式透明聚乙烯塑料軟管，管徑φ25mm。拔管兩端熔焊封死，并在外部一端安裝充氣嘴，使用前進行氣密性檢查，不合格立即處理。
為防止?jié)仓r拔管移位，采用“Ω”形鋼托架將拔管固定在鋼襯底部和側(cè)面，拔管充氣后用力拉直使其與鋼襯緊貼，但要避開鋼襯上的平板錨和振搗孔。待混凝土初凝后，即可放氣拔管，拔管形成后及時插上黑鐵管保護上引。
蝸殼層預(yù)埋充氣拔管時，陰角區(qū)向外至倉面部位的拔管要插入φ28mm硬聚乙烯塑料管內(nèi)進行保護，這樣可確?；炷翝仓戤吅蟪錃獍喂艿捻樌纬?，否則由于彎曲半徑和長度過長會影響拔管的成功率。
7 彈性墊層鋪設(shè)工藝
彈性墊層主要應(yīng)用在2個部位:①引水系統(tǒng)壩后鎮(zhèn)墩，由于壓力管道直徑特大（直徑623cm），采用常規(guī)伸縮節(jié)難以滿足安全要求。一般采用5cm彈性墊層管取代伸縮節(jié)的方案。②廠房水輪機，考慮三峽水輪機蝸殼與外圍混凝土結(jié)構(gòu)型式，先后研究了充水加壓，半包（上部鋪設(shè)墊層）和全包（全部鋪設(shè)墊層）3個方案;前期在三峽應(yīng)用保溫保壓方式較多，后期由于技術(shù)成熟，多采用墊層施工方案。
墊層材料采用高壓聚乙烯閉孔泡沫板，厚度為3～5cm，墊層在鋼筋安裝前鋪設(shè)，沿鋼管外表面將粘貼墊層部分打磨光滑，經(jīng)驗收后在鋼管表面和泡沫板面均勻涂抹氯丁膠，待氯丁膠呈不拉絲狀再涂第2層，待板面和鋼管表面氯丁膠呈不拉絲狀后將泡沫板與蝸殼表面粘合。粘合后的泡沫板接縫應(yīng)嚴密，并用瀝青嵌縫保護。焊接鋼筋時，用石棉網(wǎng)對墊層進行保護。
8 結(jié)語
三峽左岸地下電站是三峽建設(shè)的第一個地下電站，在建設(shè)中采用了多項新技術(shù)、新工藝和新材料。工程施工質(zhì)量優(yōu)良，為三峽右岸大型地下電站混凝土施工提供了寶貴經(jīng)驗。本文總結(jié)的關(guān)鍵技術(shù)對其它類似工程也有借鑒。
關(guān)鍵詞：施工工藝;混凝土施工;地下電站;三峽水利樞紐
1 工程簡述
三峽左岸地下電站（又稱電源電站）是三峽水利樞紐運行期廠用電的主供電源，廠址位于升船機沖沙閘與左岸電站之間山體內(nèi)，為地下廠房型式，裝有2臺混流式水輪發(fā)電機組，單機容量50MW。其中尾水肘管和蝸殼均采用鋼襯，引水系統(tǒng)內(nèi)襯為壓力鋼管，其它洞室均為鋼筋混凝土襯砌。
2 混凝土配合比
主要采用二級配泵送混凝土，廠房部位可用橋機輔助澆筑二級配常態(tài)混凝土。襯砌頂拱部位澆筑自密實混凝土?；炷梁瑲饬恳话惆?.5%～4.5%控制，水灰比按0.45控制，此時強度與流動性協(xié)調(diào)較好，如混凝土流動性太大，則混凝土后期收縮變化大。
自密實混凝土于1988年由日本首先研究成功，后傳入歐美，又引入我國。采用大陷度自密實混凝土澆筑襯砌頂拱部位，可克服一般泵送混凝土進行頂拱部位澆筑時，經(jīng)常堵管和不易澆筑密實的問題。從后期頂拱部位的回填灌漿量看，回填量僅為一般泵送混凝土的3%～6%。與一般泵送混凝土相比節(jié)約成本約50%以上。混凝土脫模后外觀質(zhì)量也非常好。
3 溫控要求
地下電站混凝土施工一般為薄襯砌混凝土，施工環(huán)境冬暖夏涼，濕度大，混凝土溫控條件相對較好。主要是做好冬季的保溫工作。
但蝸殼層溫控要求相對較高，一般按強約束區(qū)標準控制。施工中蝸殼層分層超過2m，就要布設(shè)兩層冷卻水管，水管采用φ25.4mm的黑鐵管，冷卻水管水平間距1.5m，垂直間距按1.4m，層與層之間垂直布置，在開倉前預(yù)先埋好，并固定牢靠。每組長度在180m左右，做到混凝土每覆蓋1組通水1組，通水流量30～35L/min，初期通水時間10～15d，前3～5d要特別注意，保持連續(xù)通水。開倉前埋設(shè)測溫管掌握混凝土內(nèi)溫，混凝土內(nèi)部溫度降溫4～7℃后停止通水。
4 模板工藝
洞室標準段混凝土襯砌一般采用鋼模臺車，鋼模臺車因在各個隧洞大量采用，模板設(shè)計已經(jīng)相當(dāng)成熟，本文不再對其模板設(shè)計進行論述。
洞室非標準段，有外觀要求的，模板一般采用新型材料竹夾板，竹夾板不但耐潮濕，不易變形，而且混凝土外觀質(zhì)量也好于一般寶麗板等復(fù)合板材;非標準段，無外觀要求的，側(cè)墻一般采用組合鋼模板，頂拱采用竹夾板。
對于尾水圓弧段、漸變段等頂拱體型復(fù)雜部位，因洞室施工無法采用起重設(shè)備吊裝，導(dǎo)致定制頂拱異型鋼模板無法使用。故一般全部采用定型木模，先期在內(nèi)廠加工進行預(yù)拼裝后再運輸至現(xiàn)場人工進行組裝。襯板采用竹夾板，變形曲面或漸變圓弧處無法采用竹夾板部位采用木襯板，以往施工一般在襯板上再貼一層優(yōu)質(zhì)膠合板來保證混凝土拆模外觀質(zhì)量，但存在2個缺點:①個別尺寸較小的曲面無法粘貼膠合板;②個別滲水較大部位，拆模后，發(fā)現(xiàn)膠合板出現(xiàn)了起皮、起鼓的現(xiàn)象，混凝土表面坑坑洼洼，外觀質(zhì)量極差。武警水電二總隊在施工中，經(jīng)大量試驗，在木襯板表面滿刮一種丙烯酸類高聚物改性的水泥基防水涂料，有效解決了這一難題。頂拱拆模后外觀質(zhì)量極高。該種涂料具有防水性能好、耐老化強、變形適應(yīng)性強、綠色環(huán)保、性價比高、施工方便等特點，該項模板施工工藝在參加三峽總公司2007年勞動競賽中被評為“工藝改進和技術(shù)革新獎”。
5 混凝土澆筑工藝
5.1 洞室襯砌混凝土澆筑關(guān)鍵技術(shù)
?。?）泵管布置。有鋼襯洞室襯砌采用退管法澆筑，無鋼襯洞室襯砌采用沖天法澆筑。
（2）開倉前基巖滲水部位必須妥善處理，最好是就近引出倉外，在滲水部位打孔埋引管，向下就近在上一層倉面混凝土打斜孔引出倉外，后期回填處理，從實際應(yīng)用效果看，此法最好，切忌向上或長距離外引。
?。?）頂拱倉內(nèi)導(dǎo)管的埋設(shè)高度要特別注意，一般距基巖要留有25cm以上的距離，否則泵送混凝土阻力太大，將造成無法泵送。
?。?）鋼模臺車頂拱預(yù)先焊接好的進料管，要采用1備1用的接法。在對頂拱進行混凝土泵送作業(yè)時，要將上引泵管全部預(yù)接好，減少換管時間。在兩段已完成襯砌段之間進行混凝土澆筑時，注意要在最高處預(yù)埋排氣管。
?。?）在下料口5m范圍的模板表面掛1塊長5m、寬1.5m的彩條布，防止下料時水泥漿濺到模板上，引起拉毛現(xiàn)象。
（6）如基巖滲水較大，為便于排水，每層混凝土亦可由一邊向另一邊放坡，倉內(nèi)混凝土高差以不大于1m為原則。
?。?）在換高一層觀察窗下料前應(yīng)及時將倉內(nèi)積水和浮漿全部排出，并留下一層觀察窗中最低的一個作為排水和排浮漿用，直至上層澆筑的混凝土料從該觀察窗將要溢出時，將其迅速關(guān)閉，繼續(xù)從上層觀察窗下料澆筑。
5.2 肘管層混凝土澆筑關(guān)鍵技術(shù)
考慮到主廠房鋼襯肘管底部有大面積平段且筋板把底部分成多個區(qū)，該陰角區(qū)域是振搗的死角和盲區(qū)，常態(tài)混凝土因排氣困難、流動性差而難以澆筑密實。一般要在肘管鋼襯平段開若干個進料孔，泵送自密實混凝土。
肘管層平段一般分3個坯層澆筑，分層厚度40～50cm，底下2坯層澆筑二級配泵送混凝土，第3坯層澆筑一級配泵送混凝土，從進料導(dǎo)管進料時，要邊下料邊振搗，振搗時要充分利用所有振搗孔進行振搗，以確?；炷恋拿軐嵭浴ＹN近鋼襯的第4個坯層采用擴散度55～65cm二級配自密實混凝土，振搗過程中通過振搗孔觀察自密實混凝土的流動分布情況，以便及時調(diào)整泵管進料位置，使混凝土均勻上升。當(dāng)自密實混凝土快接近鋼襯底部時，及時封堵多余的預(yù)留孔，最后留2個泵送進料孔加壓泵送自密實混凝土。
5.3 蝸殼層混凝土澆筑關(guān)鍵技術(shù)
蝸殼層倉位面積太大，運輸手段無法滿足澆筑強度時，可采用分區(qū)對稱澆筑，但最好是通過提高入倉強度，不進行分區(qū)，采用整體澆筑方法，這樣不但可縮短工期，節(jié)約成本，而且對結(jié)構(gòu)也非常有利。
考慮到主廠房蝸殼底部、座環(huán)及基礎(chǔ)環(huán)下部有垂直向筋板把陰角部位分成若干個區(qū)，該區(qū)域是振搗的死角和盲區(qū)，常態(tài)混凝土難以澆筑密實。以往施工時，一般在該陰角部位預(yù)先埋設(shè)泵管，在澆筑時采用砂漿先期回填，但由于砂漿費用高，溫控困難，后期收縮大等缺點，近年隨著自密實混凝土的大量成功應(yīng)用，現(xiàn)實際多采用自密實混凝土對陰角部位先期回填。施工中要注意將預(yù)埋泵管固定牢靠，并與主管做好預(yù)接試驗，將管子做好編號標記，以便現(xiàn)場依序安裝。主管與預(yù)埋的泵管連接前要將主管內(nèi)泵送混凝土排盡后方可連接。其它可參考肘管層澆筑方法。
6 回填灌漿管安裝工藝
尾水肘管鋼襯平段和蝸殼座環(huán)及基礎(chǔ)環(huán)陰角區(qū)，雖布置了振搗排氣孔，但混凝土脫空卻難以絕對避免。因此為提高鋼襯與混凝土之間的密實度，均采用預(yù)埋回填灌漿管，以便后期進行回填灌漿的處理?；靥罟酀{管以往多采用預(yù)埋灌漿盒的方式，隨著充氣拔管材料和施工工藝的成熟，目前已普遍采用充氣撥管的方式。
充氣拔管埋設(shè)一般在兩個肋板間設(shè)1個灌漿區(qū)，每個區(qū)布置4根灌漿管，1備1用。預(yù)埋灌漿管采用充氣式透明聚乙烯塑料軟管，管徑φ25mm。拔管兩端熔焊封死，并在外部一端安裝充氣嘴，使用前進行氣密性檢查，不合格立即處理。
為防止?jié)仓r拔管移位，采用“Ω”形鋼托架將拔管固定在鋼襯底部和側(cè)面，拔管充氣后用力拉直使其與鋼襯緊貼，但要避開鋼襯上的平板錨和振搗孔。待混凝土初凝后，即可放氣拔管，拔管形成后及時插上黑鐵管保護上引。
蝸殼層預(yù)埋充氣拔管時，陰角區(qū)向外至倉面部位的拔管要插入φ28mm硬聚乙烯塑料管內(nèi)進行保護，這樣可確?；炷翝仓戤吅蟪錃獍喂艿捻樌纬?，否則由于彎曲半徑和長度過長會影響拔管的成功率。
7 彈性墊層鋪設(shè)工藝
彈性墊層主要應(yīng)用在2個部位:①引水系統(tǒng)壩后鎮(zhèn)墩，由于壓力管道直徑特大（直徑623cm），采用常規(guī)伸縮節(jié)難以滿足安全要求。一般采用5cm彈性墊層管取代伸縮節(jié)的方案。②廠房水輪機，考慮三峽水輪機蝸殼與外圍混凝土結(jié)構(gòu)型式，先后研究了充水加壓，半包（上部鋪設(shè)墊層）和全包（全部鋪設(shè)墊層）3個方案;前期在三峽應(yīng)用保溫保壓方式較多，后期由于技術(shù)成熟，多采用墊層施工方案。
墊層材料采用高壓聚乙烯閉孔泡沫板，厚度為3～5cm，墊層在鋼筋安裝前鋪設(shè)，沿鋼管外表面將粘貼墊層部分打磨光滑，經(jīng)驗收后在鋼管表面和泡沫板面均勻涂抹氯丁膠，待氯丁膠呈不拉絲狀再涂第2層，待板面和鋼管表面氯丁膠呈不拉絲狀后將泡沫板與蝸殼表面粘合。粘合后的泡沫板接縫應(yīng)嚴密，并用瀝青嵌縫保護。焊接鋼筋時，用石棉網(wǎng)對墊層進行保護。
8 結(jié)語
三峽左岸地下電站是三峽建設(shè)的第一個地下電站，在建設(shè)中采用了多項新技術(shù)、新工藝和新材料。工程施工質(zhì)量優(yōu)良，為三峽右岸大型地下電站混凝土施工提供了寶貴經(jīng)驗。本文總結(jié)的關(guān)鍵技術(shù)對其它類似工程也有借鑒。
