向建：（1964--  ）中国大坝协会理事、中国水利水电第七工程局有限公司总工程师、教授级高级工程师。

主要专业工作经历：

1995年12月~2001年4月。在中国水电七局、九局联营公司总工程师，1999年8月兼任副总经理。参与湖南湘江大源渡航电枢纽的建设。

2001年4月~2002年4月，在中国水电七局新疆吉林台电站工程项目部任常务副经理，参与新疆吉林台水电站的建设。

2002年4月~2003年6月，在中国水电七局工程管理部任主持工作的副主任。

2003年6月~2006年3月 在马来西亚巴贡项目部担任副总经理兼总工程师，2006年4月，任项目部总经理。

2003年8月任中国水电七局副总工程师；2006年12月任中国水电七局局长助理；2008年9月~今，任中国水电七局有限公司总工程师。

主要技术业绩：

1、  研究成果《混凝土骨料风冷节能技术研究》获水力发电科学技术二等奖。此课题减少电能耗费，节约资金约4000余万元。

2、  研究了《复杂地质高陡边坡施工技术与安全》这一课题。成果获电力科技进步三等奖。

3、  参与制定的电力行业规范《水利水电工程边坡施工技术规范》及《水利水电工程砾石土心墙坝施工技术规范》已经由国家能源局公开发布。

4、  组织实施了马来西亚巴贡水电站的建设，并进行了《200m级高混凝土面板堆石坝关键施工技术研究及国内外工程应用》课题的研究。成果已通过中国电机工程学会组织的国内最具权威性专家组的鉴定。鉴定水平为：国际领先。正在申报今年的电力科技一等奖。课题创效2亿多元。该工程获得国家优质工程金奖。

5、  专利《在混凝土压重体中形成灌浆孔的袋装散立体及成孔方法》 ZL 2009 2 0078786.3

CFRD混凝土结构施工的几项特殊工艺介绍

中国水电七局有限公司         向建

【提要】混凝土面板堆石坝是由趾板、面板及防浪墙等堆石体与混凝土结构组成的。其混凝土结构的主要功能是防渗、防漏。混凝土结构的施工质量是决定大坝防渗效果好坏的。在施工中也是关键工序之一，混凝土结构施工进展是否顺利同时也决定了整个大坝工程是否顺利。因此，面板堆石坝的混凝土施工工艺亦是CFRD的关键施工工艺。本文将介绍几种有关面板堆石坝混凝土结构的施工工艺。包括混凝土趾板、面板、防浪墙的施工工艺及其应用效果。供业内人士参考。

【关键词】面板堆石坝、面板、趾板、防浪墙、混凝土结构、施工工艺

面板堆石坝的混凝土结构主要由：防渗面板、趾板、趾板后的托板、坝体后的量水堰及其附属结构、坝体的观测室、坝顶的防浪墙组成。 其中混凝土面板、趾板、防浪墙是面板堆石坝最重要的混凝土结构，其施工的质量水平直接决定大坝整体的质量水平。混凝土结构的施工速度亦影响着整个大坝工程的施工速度。而施工工艺的改善是实现优质快速施工的有效途径。以下介绍关于面板、趾板及防浪墙混凝土结构的施工工艺。

 

§1、面板混凝土施工水平布料工艺：

面板混凝土的结构特点是：1）面板的结构形式为长薄混凝土板，且要求板与坝面间有一定的变形自由度。2）堆石坝体的沉陷对面板混凝土有着较大的影响。3）其结构缝的止水材料有其特殊性要求。4）主要施工作业环境是在坝面斜坡上。5）以混凝土溜槽为入仓手段，无规滑模为成型方式的混凝土施工方法。对混凝土的和易性、塌落度有一定要求。根据这一特点，其混凝土的入仓、浇筑成型施工工艺、各关键工序的质量保证手段、施工工序是关键。

在进行长度较大的面板堆石坝面板混凝土浇筑施工时，混凝土浇筑一般采用滑模进行施工，而其混凝土入仓均采用溜槽直接入仓。在单个仓号的宽度较大的情况下，一道溜槽的混凝土布料控制范围为3m宽左右，无法保证整个仓面的混凝土铺摊均匀。其解决办法一般有两种：一种方法是增加仓号内溜槽道数，每隔3m左右设一道溜槽，此种方法虽然能解决均匀布料的问题，但是，由于每道溜槽的供料间断不连续，当停止供料后，溜槽中会残留部分混凝土，待重新供料时，原残留在溜槽中的混凝土已基本初凝，增大了溜槽表面的摩擦系数，阻碍新鲜混凝土的下滑，造成溜槽堵料。同时，此种方法需要很多溜槽，安装、拆除这些溜槽要耗费很多人工。另一种方法是根据仓号的宽度，在仓号内设置一定数量的主溜槽，主溜槽在临近混凝土浇筑面附近时再设一定数量的分支溜槽，此种方法虽然解决了均匀连续布料的问题，但是，由于混凝土浇筑面要不停的向上推移，所以，分支溜槽也就要随着浇筑面的推移而不停的拆除、安装，需要耗费大量的人工来完成此项工作。

针对上述的常用溜槽方案中供料间断不连续、容易发生堵料，安装、拆除溜槽所耗费人工较多的问题，在巴贡面板堆石坝应用了一种保证溜槽供料均匀连续，移动方便，不用频繁拆除溜槽的混凝土布料器。其技术方案如下：

它包括溜槽以及滑模，其关键技术是有一连接钢板，在连接钢板上固定2—4根支撑架，支撑架另一端呈发散状固定在滑模的前沿，在支撑架上靠近滑模的一端与支撑架交叉设有弧形轨道。在连接钢板上安装旋转溜槽与主溜槽相接，旋转溜槽另一端位于弧形轨道上。实际运用和设计平面布置图分别见图1和图2。

与原有技术相比的有益效果是：

（1）、旋转溜槽的设置，可以保证主溜槽均匀连续不断的供料，进行混凝土摊铺，避免了溜槽堵料的可能性。

（2）、取消了分支溜槽，减少了主溜槽的使用量，相对于现有溜槽，大大节省了安装、拆除溜槽所需要的人工投入。

（3）、由于布料器设置于滑模上，移动时随滑模一同进行，移动方便，不需要专人负责，节约了程序，节约了人工。

图一 混凝土布料器在巴贡工程的应用

图二 混凝土布料器设计平面图

溜槽断面形式的选择：

矩形断面与半圆弧形断面优劣对比：

假定1：这两种形式的溜槽同一过混凝土断面，且统一过混凝土断面高度。见图3：

图3 圆形断面和矩形断面对比图

假定2：园形面积为S; 矩形面积亦为S;

假定3：圆形半径为H,矩形高度亦为H，

矩形宽度为B;混凝土与圆形溜槽接触面弧长为L1；混凝土与矩形接触面周长为L2

则：圆形面积S=πH2 ；  矩形面积S=HB；

πH2=HB；B=πH;

L1=πH；L2=B+2H； L2=πH +2H；

则： L1< L2；可知：同一断面，同一高度的圆形溜槽，混凝土与圆形溜槽接触面弧长为L1小于混凝土与矩形接触面周长。其圆形断面溜槽与混凝土间的粘滞力<矩形断面溜槽与混凝土间的粘滞力。

由此可知：溜槽断面制作成圆弧形优于制作成矩形。

§2、趾板混凝土连续浇筑工艺

趾板是位于面板堆石坝面板基础部位的一种混凝土结构，一般按照15米分段。目前，趾板浇筑大多采用传统常规施工方法，即每个仓号单独按照立模、浇筑混凝土、拆模的工序进行施工。如果在断面型式规则、线路变化不大的趾板施工中，也按照这种传统常规方法施工，就显得费时费力，而且在拆除模板之后必须对混凝土表明进行单独的缺陷修补。

针对现有技术的问题提出一种趾板混凝土连续浇筑装置，它克服了上述不足，并且使施工过程中结构缝/施工缝中的填缝材料如止水、分隔板等安装更方便、快速、准确。

趾板混凝土连续浇筑装置，由滑模结构体、行走机构、牵引装置组成，所述滑模结构体由滑模面板及滑模台车构成，滑模面板的形状及尺寸根据趾板的结构尺寸设计并固定在滑模台车上；滑模台车由钢构件构成，主要包括受料斗、施工平台，并与行走机构在台车底部连接，牵引装置的电动卷扬机的电动卷扬机安装在滑模台车内。

进一步滑模面板在趾板与面板止水处断开，上部采用角钢固定在台车钢构上，下部采用角钢固定在台车钢构上并贴厚橡胶皮，在止水上部及下部分别采用橡胶轮定位止水。

行走机构由轨道和安装在台车底部的轮组成，轨道由铺在平整地面的槽钢和焊接固定在槽钢内的角钢组成。

牵引装置由安装在滑模结构体上的电动卷扬机、钢丝绳及滑轮组构成，滑轮组由固定在前方的一个定滑轮和一个动滑轮组构成。

根据趾板的结构设计尺寸及止水位置设计趾板滑模面板的形状及尺寸，滑模系统由行走机构、牵引装置、滑模结构体三部分组成。轨道由铺在平整地面的槽钢和焊接固定在槽钢内的角钢组成，以限制滑模的钢轮在固定的线路上滑行；牵引装置由安装在滑模结构体上的电动卷扬机、钢丝绳及滑轮组构成，滑轮组由固定在前方的一个定滑轮和一个动滑轮组构成；滑模结构体由滑模钢面板及滑模台车组成，具体包括了受料斗、成型模板、施工平台等几个部分。

由于采用滑模施工，趾板仓面之间结构缝/施工缝中的填缝材料如止水、分隔板等可预先安装固定好，在同一直线段上的趾板仓面可以一次性连续完成混凝土浇筑。

本实用新型的有益效果是：使用趾板滑模施工，可以使趾板施工的模板安装、混凝土浇筑和混凝土表面修补工序一次性完成，大大提高趾板施工的进度和趾板混凝土施工外观质量。

具体实施方式

滑模设计：滑模台车构件采用型钢，滑模面板采用δ＝6mm的钢板，背面采用角钢支撑，以保证钢板不变形。滑模面板在趾板与面板铜止水处断开，上部直接采用∠63角钢固定在台车钢构上，下部采用∠63角钢固定在台车钢构上并贴20mm厚橡胶皮，为保证铜止水位置准确，在止水上部及下部分别采用橡胶轮定位铜止水。橡胶轮通过螺栓固定在上下支架上，利用上下橡胶轮固定铜止水，避免铜止水在混凝土浇筑期间偏移，同时用硬橡胶材料避免把铜止水划伤。

轨道安装及整平：轨道安装前，应严格按设计高程铺设砂浆垫层作为轨道基础，轨道型式如图4中的大样图；对轨道基础的平整度要求，平整度差不超过10mm，轴线误差控制在20mm内，但不得有突变，应保证平滑过渡，轨道由铺在平整地面的槽钢和焊接固定在槽钢内的角钢组成。

牵引装置：牵引装置采用电动卷扬机及滑轮组。由安装在滑模结构体上的电动卷扬机、钢丝绳及滑轮组构成，滑轮组由固定在前方的一个定滑轮和一个动滑轮组构成。

为保证滑轮组顺利滑动且不影响钢筋，在钢筋网上铺设木板，放置滑轮组。同样，在滑轮组前方放置铁板凳，将滑轮组架空搁置，以免钢丝绳摩擦封头模板。趾板滑模在电动卷扬机的带动下向前滑行，滑行速度为2～3m/h。

趾板混凝土浇筑：根据当时气温情况，混凝土塌落度控制在3～7cm，采用反铲挖装混凝土卸入料斗，滑模沿着固定的设计轨道线路行走；止水下部振捣较为困难，必须小心并加强止水附近混凝土振捣，以免出现空洞；滑模滑出后，如出现小的麻面，应及时用原浆抹面，以保证混凝土的外观质量；如出现较大的空洞，应及时用砼封堵，人工振捣，然后用木板护面。改进传统的施工工艺，根据趾板结构的设计特点，在苏丹麦洛维大坝工程中，经过反复实践和改进，自行设计制造了趾板混凝土连续浇筑设备，采用此滑模施工，立模、浇筑及混凝土表面修补一次性完成，滑模平均滑行速度2～3m/h，大大提高了趾板施工进度，而且混凝土外观质量优良。

§3、防浪墙混凝土连续浇筑施工技术

为减少坝体填筑(浇筑)工程量，同时克服风浪爬高的不利影响，在大坝坝顶上游迎水面一侧设置一道高约1.5～4m的砼防浪墙成为水利水电大坝工程设计惯例。传统的防浪墙浇筑施工程序为采用普通组合钢木模板方式立模、支撑加固模板、模板校正、模板缝处理、混凝土浇筑、拆模。这种常规方法材料消耗大，备仓时间长，工作面占用多，模板加固质量差，模板接缝多刚度弱，砼质量无法保证，上游面处于坝坡上操作困难存在安全隐患。

一种自行式液压悬臂门式防浪墙混凝土浇筑装置，要解决的问题是提供一种一体自行式构造能充分满足混凝土跳仓浇筑各项要求，应用于水利水电工程坝顶防浪墙施工的混凝土浇筑装置。

自行式液压悬臂门式防浪墙混凝土浇筑装置，由台车、牵引装置、定型模板系统和支撑系统组成，其中台车包括门字架、丝杆斜撑、操作平台、配重平台及行走机构，其特征在于：门字架下部一端与配重平台一端连接、门字架上部通过可调丝杆斜撑与配重平台另一端连接；配重平台设置行走机构；定型模板系统通过液压支撑系统悬挂固定在门字架上。

定型模板系统中上游模板底脚靠近防浪墙基座处安设水平橡胶软管，橡胶软管有突出部，螺栓穿过突出部将橡胶软管固定在模板底脚防止漏浆。

定型模板系统中两端头模板有预焊角钢以形成浇筑体凹槽。

行走机构由轨道和安装在配重平台底部的导轮组成。

牵引装置由安装在配重平台下部的卷扬机、钢丝绳和滑轮组构成。

根据浇筑需要所述定型模板系统通过截面6根一组、共三组液压支撑杆悬挂固定在门字架上。

为更好固定门架所述门字架下部一端可通过液压支撑杆固定在地面。

为了更好固定模板所述定型模板系统下部可用螺栓对穿拉杆加固。

所述台车门架框内有绕过混凝土的爬梯，爬梯与操作平台连通构成施工通道，施工通道有效解决了迎水面难以架设模板支撑系统且没有工作面的难题。

液压支撑杆还可以用可调式丝杆代替。

一体自行式构造充分满足混凝土跳仓浇筑各项要求，通常应用于水利水电工程坝顶防浪墙施工中。因其具有操作简便，施工快捷，安全低耗，占用工作面少和成品砼质量好等优点，可广泛应用于各种线性混凝土工程如防浪墙、挡土墙、围墙等，局部改造后还可用于隧洞洞壁衬砌和公路隔离带施工。使用该一体移动式液压悬臂门式钢模台车，大大简化模板安装流程，该装置有效解决了迎水面难以架设模板支撑系统且没有工作面的难题，混凝土浆液流失大为减少，单循环备仓时间较常规方式缩短了2/3，施工安全高效，节约材料和费用，砼外观质量大幅提高。

准备工作：

工作面完成清理，放样，完成钢筋绑扎。将门式构件焊接成一整体钢模台车，并通过液压支撑杆与模板拼装。安装操作平台。现场钢模台车安装：

工作面架设爬梯和安装地锚。轨道铺好后，利用吊车先安装行走机构、配重平台和牵引装置，再安放配重砼块。用吊车吊起门式钢模台车，与配重平台铰接，并用可调法兰丝杆斜撑拉固。按放样结果对模板系统进行精确定位并用液压支撑杆加固撑紧。安装对穿拉杆。

一序防浪墙混凝土浇筑使用端头模板；浇筑二序砼块时将端头模板去掉。

防浪墙混凝土浇筑：根据当时气温情况，混凝土坍落度控制在10～15cm，采用混凝土车式泵卸入料斗，按常规方法分层下料，分层振捣。控制混凝土上升速度不超过2m/小时。

采用此装置进行长线砼结构施工，安全高效、节约降耗，占用工作面少，大大减轻操作人员劳动强度，节省了可观的直线工期。由于其本身为定型钢模，接缝少，极少漏浆，浇筑成品光洁平顺，横平竖直，面观质量上乘，满足清水墙技术要求。该项技术成功应用于麦罗维大坝工程，效果良好。

 

§4、小结：

（1）混凝土水平布料器解决了混凝土仓面横向布料的难题。可实现溜槽供料均匀连续，移动方便，不用频繁拆除溜槽的目的。

（2）C型溜槽替代U型溜槽，使溜槽与混凝土间的粘滞力达到最小。

（3）趾板混凝土连续浇筑装置，替代传统的趾板分仓浇筑。在适宜的条件下实现了混凝土的连续浇筑，可加快进度，且提高混凝土的表面平整度。

（4）自行式液压悬臂门式防浪墙混凝土浇筑装置，替代传统的放浪墙立模分仓浇筑，可实现一次成型，并提高混凝土的表面平整度。