让世界级难题俯首（下）

――双线五级船闸施工回顾
□ 本报记者 吴豪强
把混凝土“粘”在墙上
 为了充分利用双线五级船闸基岩强度高、稳定性好的有利条件，双线五级船闸地面工程的闸室和闸首大部分采用衬砌式钢筋混凝土结构和重力式与薄衬砌式相混合的结构。其中，闸室底板采用重力式混凝土结构，用于把闸室水体和基础岩体隔离开来。闸首和闸室墙采用钢筋混凝土薄衬砌结构，充分利用已开挖形成的高直立岩体作为支撑，将混凝土“粘”在岩体上，使岩体与混凝土二位一体，联合受力。
 如何将一层薄薄的钢筋混凝土平整牢固地“粘”在高陡直立岩石上，是双线五级船闸混凝土施工面临的难题之一。它的难度主要表现在，混凝土衬砌墙既高又薄，墙体内钢筋密布，墙后排水管网纵横交错，衬砌墙和保留岩体之间贯穿有大量锚杆，衬砌墙上永久性的水平分缝和纵向分缝把闸墙分为一块一块的狭小块体，块体间结构复杂，分缝处埋设有铜止水片，闸墙迎水面每隔一定距离布置有浮式系船柱槽等。衬砌墙复杂的结构使得混凝土施工工序繁多，交叉作业干扰大；此外，衬砌墙混凝土施工多属高空作业，并有严格的温控要求和质量要求。具体到施工中的难题是：采用什么样的模板工艺？采用什么样的手段和方式入仓卸料？混凝土浇筑怎样进行温度控制？
新工艺严防混凝土裂缝产生
 双线五级船闸混凝土浇筑有别于三峡大坝的混凝土浇筑。双线五级船闸因其结构特点，混凝土表面平整度要求比较高，数十米高的闸墙，垂直误差必须控制在１‰以内。混凝土浇筑仓面狭小，浇筑体积也较小，混凝土钢筋含量也较低，在０．３‰至１．６‰之间。温控防裂在双线五级船闸结构混凝土施工中占突出地位。
 温控措施贯穿于船闸混凝土从生产、浇筑到养护的全过程。温控防裂的重点是闸室底板和衬砌墙。这是由于船闸衬砌是位于强约束区的薄壁结构，相当于混凝土施工中薄层长间歇的大体积混凝土，容易产生温度裂缝。闸室底板也大致如此。
为此，有关专家对双线五级船闸结构混凝土施工温控防裂进行了专门研究，中国三峡总公司向国内一些知名专家进行了专题咨询。在专家的建议下，具体施工中采取了如下一些温控措施：在设计上适当调整了混凝土龄期，适当增加了闸室墙及闸室底板结构块分缝。并优化设计，在浇筑混凝土时埋设冷却水管，根据混凝土养护需要和监测情况进行通水冷却。在混凝土生产方面，尽可能优化混凝土配合比，使用了高效减水剂和优质引气剂，使用了新研制的低热高性能硅酸盐水泥，降低了混凝土发热量，减少了胶凝 材料水化热升温。在施工组织方面，充分利用三峡工地的制冷设施，尽可能地减少混凝土运输途中的温度回升，适当增加冷却水容量等。施工结果表明，这些措施的采用，有效预防了船闸混凝土温度裂缝的产生。
新技术大显身手
 船闸混凝土浇筑的难题并不表现在浇筑量上，而是体现在混凝土结构复杂、质量要求高、浇筑难度大等方面。其中，闸首和闸室边墙是双线五级船闸混凝土浇筑施工的难点和重点。如果采用传统的施工方案，根据当时的情况，不仅混凝土的质量控制存在很大难度，而且难以保证船闸混凝土浇筑在规定的工期内完成。为此，三峡工程参建四方联合组成的科研小组从混凝土配合比、温度控制标准、施工工艺等方面进行了科研攻关后，在船闸混凝土浇筑中大量采用了新技术、新工艺。如在船闸竖井混凝土浇筑中，采用了先进的ｍｙ－ｂｏｘ缓降器。在船闸竖井混凝土垂直输送浇筑中，混凝土经过ｍｙ－ｂｏｘ缓降器呈螺旋式下降，有效地防止了混凝土骨料的分离，从而保证了混凝土的浇筑质量；还有在施工方案上创造性地采用了滑模施工方案，等等。本文仅以滑模施工为例对双线五级船闸混凝土施工中的科技创新与应用略作说明。
 为了保证船闸衬砌墙混凝土浇筑的质量，专家对滑模施工制定了严格的工艺流程，先是搭设脚手架、清理验收基岩面，然后架设墙后排水管网、墙体内层钢筋及铜止水、浮式系船柱等，接着拆脚手架、安装滑模体，经过验仓，才开始浇筑混凝土。其中衬砌墙部位采用单侧分离式液压滑模方案。该方案将液压控制平台与模板分开布置在不同的支撑杆上，通过控制千斤顶提升液压平台，同时间接提升模板。滑模施工一旦开仓则必须连续浇筑，每浇筑至离模板上缘５厘米时，模板和平台就滑升一个高度，如此往复，直至达到设计高程。在混凝土入仓方面，采用高排架、斜溜槽入仓方式，即在操作平台上安装斜溜槽作为受料装置。混凝土倒进槽中后，立即顺着溜槽滑落到模板内侧的仓面里。实践证明，滑模施工不仅提高了工艺质量，保证了施工安全，同时使混凝土施工表面平整、压实、抹光，滑模可一次性滑升到顶，保证了混凝土浇筑的连续性，还较好地解决了混凝土料入仓难的问题。
 地下输水廊道的混凝土浇筑，是双线五级船闸混凝土施工的又一难题。地下输水廊道根据水流动态设计，其多变的形态、复杂的钢筋结构（每立方米混凝土最高含筋量达３７６公斤，是普通钢筋混凝土的４倍左右）以及为船闸运行需要所设计的竖井、斜井多等，决定了地下输水廊道混凝土仓面的形态 各异。其浇筑难度主要表现在混凝土浇筑仓面狭小，模板制作与安装的难度较大，混凝土入仓难（其中竖井混凝土入仓高度达８０多米）、振捣难等。
 为解决船闸混凝土浇筑的难题，参建单位进行了各种方式的科技创新和工艺革新，其中以模板的创新设计与制造最具代表性。有人说，双线五级船闸混凝土浇筑中模板的创新与使用，代表了目前国内外水利水电工程建设的最高水平。据了解，仅双线五级船闸混凝土浇筑中创新与使用的模板技术就有４项获国家专利，如三联总公司设计并应用于地下输水廊道浇筑的新型斜井全断面变径滑模技术就是一例。
 双线五级船闸的混凝土施工中新工艺、新技术、新材料的使用，保证了船闸混凝土的施工质量，保证了船闸混凝土施工在规定的工期内完成，确保了双线五级船闸建设的顺利进行，同时也为同类工程的施工积累了丰富的经验。
 

发布日期：2003年04月30日