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溢洪道泄槽衬砌施工工艺基础处理→模板安装→混凝土浇筑→养护
📅 2026年6月2日 · 🏗 混凝土坝/溢洪道方向 · 第07篇
📖 核心导读
溢洪道泄槽衬砌承受高速水流冲刷,质量直接关系枢纽安全。本文以"基础处理→模板→浇筑→养护"为主线,详解8道工序要点、质控参数与规范依据,含三峡、五强溪、向家坝三大工程实测案例。
一、工艺概述
溢洪道是水利枢纽中保障大坝安全的关键泄水建筑物,其泄槽段承受高速水流冲刷、空蚀及脉动压力作用,衬砌质量直接决定工程运行安全。泄槽衬砌采用钢筋混凝土结构,沿纵坡分段浇筑,需同时满足结构强度、抗冲耐磨和防渗三项核心要求。
· 适用范围:开敞式溢洪道及泄洪洞明渠段混凝土衬砌,纵坡坡度1:2~1:6、流速15~40m/s
· 核心工序链:基础处理 → 测量放样 → 模板安装 → 钢筋制安 → 混凝土浇筑 → 养护 → 接缝止水 → 质量验收
· 主要规范:SL 253-2018、DL/T 5144-2015、SL 631-2012、DL/T 5110-2013
二、施工准备
2.1 材料准备
| 衬砌混凝土 | ||
| 抗冲磨混凝土 | ||
| 钢筋 | ||
| 止水材料 |
2.2 设备与人员
· 拌和站(强制式,≥60m³/h)+ 泵车(输送距离≥50m)+ 滑模/组合钢模板
· 附着式振捣器 + 插入式振捣棒(φ50~φ70)+ 喷淋养护系统
· 模板工8~12人、钢筋工6~10人、浇筑工10~15人、测量员2人、质检员1人
三、工艺流程图示
四、关键工序详解
4.1 基础处理
泄槽基础处理是衬砌质量的前提。SL 253-2018第7.3节要求,衬砌基础必须为完整基岩或经处理的压实填筑体。
基面清理:采用机械凿毛+人工清撬,清除全部松动岩块、浮渣及泥化夹层。基面起伏差控制在10cm以内,局部超挖采用C15混凝土回填找平。
地质缺陷处理:对断层破碎带、溶蚀洞穴等地质缺陷,按设计要求进行混凝土塞回填或灌浆加固。断层宽度>0.5m时,须开挖至完整岩体后再回填,回填混凝土强度等级不低于C20。
锚杆施工:衬砌底板与基岩之间设系统锚杆,φ22~φ25砂浆锚杆,间排距1.5m×1.5m~2.0m×2.0m,入岩深度3.0~4.5m。锚杆抗拔力按DL/T 5148-2021检验,设计值不低于120kN。
📌 案例:三峡工程泄洪坝段泄槽基础处理中,对F23断层(宽度1.2~2.8m)采用深挖2倍宽度后C25混凝土回填+帷幕灌浆联合处理,处理后变形模量由0.8GPa提升至6.5GPa,满足衬砌基础刚度要求。(来源:《三峡工程泄洪坝段施工技术》,中国水利水电出版社,2009年)
4.2 模板安装
泄槽衬砌模板系统需兼顾线形精度和高速水流对表面的平整度要求。
模板选型:纵坡坡度≤1:3时,优先采用滑模施工;坡度>1:3时,采用翻模或组合钢模板。DL/T 5110-2013第5.2节规定,泄槽衬砌模板面板平整度允许偏差≤3mm/2m,相邻面板高差≤1mm。
安装精度:侧模以泄槽中心线和纵坡线为基准,放样点间距2~3m。支撑采用内拉外撑方式,拉杆间距0.8m×0.8m,确保浇筑不跑模。模板面涂水性脱模剂,禁用废机油。
拆除时机:侧模混凝土强度≥2.5MPa后拆除,底模在强度达设计75%后拆除(DL/T 5144-2015第8.5节)。
4.3 混凝土浇筑
配合比设计:衬砌混凝土C30~C40,水胶比0.40~0.45,掺粉煤灰20%~25%+高效减水剂。流速>30m/s区段,底板面层10cm范围采用C50抗冲磨混凝土,掺硅粉5%~10%,28d抗压强度≥50MPa。
浇筑方法:沿泄槽纵向分段、横向分块浇筑,每段10~15m,分层厚度40~50cm。插入式振捣器振捣,间距不超过有效半径1.5倍,振捣时间15~25秒。底板与侧墙交接处须加强振捣。
抹面与收光:底板浇筑后,先2m刮杠刮平→木抹子找平→铁抹子收光2~3遍。过流面平整度:底板≤5mm/2m,侧墙≤8mm/2m(SL 631-2012)。
温控要求:入仓温度≤20℃,浇筑温度与气温差≤3℃。底板通水冷却+表面覆盖保温,养护期内外温差≤20℃。
📌 案例:五强溪水电站溢洪道泄槽衬砌,单段最大浇筑面积280m²,采用滑模施工,日浇筑强度320m³/d,混凝土入仓温度≤18℃,28d强度合格率99.3%,过流面平整度偏差3.2mm/2m,远优于规范5mm/2m限值。(来源:《水力发电》1998年第6期)
4.4 养护
泄槽衬砌混凝土养护是防裂的关键环节。DL/T 5144-2015第9.1节规定,水工混凝土养护期不少于28天。
· 覆盖养护:浇筑完毕12~18小时后开始,土工布+塑料薄膜双层覆盖,保持表面湿润
· 喷淋养护:泄槽顶部布设喷淋管,高温季节每1小时喷淋一次,持续28天
· 温控养护:冬季覆盖保温被+热风幕,表面温度≥5℃;夏季加强洒水,内外温差≤20℃
五、质量检测与验收
5.1 检测项目与频次
5.2 单元工程质量评定
依据SL 631-2012,泄槽衬砌单元工程分"主控项目"和"一般项目":
· 主控项目(全部合格):混凝土强度、抗渗等级、过流面平整度、衬砌厚度
· 一般项目(合格率≥90%):表面缺陷面积率、钢筋间距偏差、保护层厚度偏差
· 评定等级:主控全部合格+一般合格率≥90%→合格;合格+外观优良→优良
六、常见问题与处理
🔴 问题1:高速水流区空蚀破坏
现象:泄槽底板及侧墙下部出现凹坑、麻面,局部混凝土剥落。
原因:过流面平整度超标(偏差>10mm),或泄槽体型突变产生负压区。
处理方案:
· 深度<20mm:环氧砂浆修补(环氧树脂:固化剂:石英砂=100:30:200)
· 深度20~50mm:凿除松动混凝土后,聚合物混凝土回填
· 深度>50mm:凿至坚实面,立模浇筑C50混凝土+锚筋加固
· 根本措施:施工期严格控制过流面平整度≤5mm/2m
📌 案例:向家坝水电站泄洪消能设施2013年首次泄洪后,泄槽底板出现局部空蚀坑,最大深度35mm,后采用环氧砂浆+硅粉混凝土联合修补,经3个汛期运行检验,修补区完好无脱落。(来源:《人民长江》2015年第3期)
🟠 问题2:衬砌混凝土裂缝
现象:底板及侧墙出现横向或龟裂状裂缝,宽度0.1~0.5mm。
原因:温度应力(内外温差>20℃)、干缩应力或基础约束。
处理方案:
· 宽度<0.2mm:表面封闭法,涂刷环氧基液2遍
· 宽度0.2~0.5mm:化学灌浆法,低黏度环氧浆液灌注
· 宽度>0.5mm:凿槽嵌缝法,V型槽内嵌止水条+环氧砂浆封堵
· 预防:降低入仓温度、加强养护、合理分缝(横缝10~15m,纵缝按板宽6~9m)
🟡 问题3:接缝止水失效
现象:伸缩缝处渗漏,缝两侧混凝土潮湿或流水。
原因:止水片安装偏位、焊接不牢、混凝土振捣不密实导致止水片与混凝土脱空。
处理方案:
· 局部脱空:凿除脱空区混凝土→重新安装止水片→高强无收缩灌浆料回填
· 止水片断裂:更换新止水片,搭接长度≥50mm,双面焊接
· 预防:止水片安装后设专人看护,浇筑时对称下料、小心振捣
七、规范依据
① SL 253-2018《溢洪道设计规范》——泄槽衬砌设计要求、体型尺寸及水流参数
② DL/T 5144-2015《水工混凝土施工规范》——混凝土配合比、浇筑、养护及温控
③ SL 631-2012《水利水电工程混凝土单元工程质量评定标准》——质量检测与评定
④ DL/T 5110-2013《水工混凝土模板施工规范》——模板安装精度及拆除
⑤ DL/T 5148-2021《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》——基础灌浆处理
⑥ SL/T 352-2020《水工混凝土试验规程》——抗冲磨试验方法
八、引用来源
[1] SL 253-2018《溢洪道设计规范》,中国水利水电出版社,2018年
[2] DL/T 5144-2015《水工混凝土施工规范》,中国电力出版社,2015年
[3] SL 631-2012《水利水电工程混凝土单元工程质量评定标准》,2012年
[4] DL/T 5110-2013《水工混凝土模板施工规范》,2013年
[5]《三峡工程泄洪坝段施工技术》,中国水利水电出版社,2009年
[6]《水力发电》1998年第6期,五强溪水电站溢洪道施工
[7]《人民长江》2015年第3期,向家坝泄洪消能设施空蚀修补
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