混凝土仓面设计在三峡二期工程中的应用
摘要：三峡二期主体工程浇筑手段以塔带机为主，为适应浇筑强度高、入仓速度快的特点，已推行混凝土单元工程施工组织设计(以下简称仓面设计)。仓面设计作为混凝土浇筑前必要的技术准备及指导浇筑作业的一种重要措施，对规范施工作业、保证工程质量、加快进度等方面发挥了重要的作用。
关键词：混凝土工程 仓面设计 应用
1 概述
三峡二期混凝土工程Ⅰ＆ⅡB标由左厂11～14坝段、左导墙坝段、左导墙、泄洪坝段和纵向围堰坝身段加高部分等项目组成，混凝土工程量巨大，合同工程量775.88万m3，是葛洲坝水利枢纽的0.75倍，是清江隔河岩工程的2.15倍。泄洪坝段是控制三峡二期工程工期的关键线路。按2003年大坝蓄水发电工期目标，施工期为5年，高峰期月浇筑强度达30万m3，日最高浇筑强度达1.1万m3。
Ⅰ＆ⅡB标坝体结构复杂，过流孔洞达73个，钢筋制安量大，混凝土施工强度高，施工技术复杂，质量要求高，且与金属结构及机电埋件安装等项目平行交叉进行。
针对上述特点，推行仓面设计，作为混凝土浇筑前必要的技术准备及浇筑作业指导的一种重要措施，对规范施工作业、保证工程质量、加快进度等方面发挥了重要的作用。
仓面设计由承建单位编制，经现场监理工程师审核批准后执行。
2 混凝土仓面设计依据、内容和要求
2.1 依据
仓面设计根据三峡开发总公司关于“使用塔(顶)带机浇筑大坝混凝土铺料方法的规定”、长江委监理部关于“二期混凝土工程监理规程”及每个仓面的具体情况进行设计。
2.2 仓面设计主要内容及步骤
2.2.1 分析仓面特征
仓面特征主要包括混凝土品种及配筋情况、升层厚度和周边干扰等因素。
(1)升层厚度
浇筑层厚度对混凝土施工速度、施工质量和施工费用有很大影响，根据结构特点、仓面面积、浇筑难度、入仓手段、温控要求及气象等因素确定升层厚度。大体积混凝土浇筑层厚，基础约束区一般11月～次年3月采用1.5～2m，4～10月采用1.5m，脱离约束区一般为2m或3m。
对于钢筋密集区，提前进行分层设计。例如两层及两层以上水平钢筋网部位，其最下层钢筋距前一升层的收仓面为30cm，控制一次卸料的堆料高度在50cm以下，浇筑坯层厚度控制在30～40cm范围。
(2)混凝土标号级配及配筋情况
混凝土标号级配应符合设计要求，对于垫底混凝土、钢筋密集区和浇筑盲区混凝土，采取小级配(或富浆)替代方案，减少混凝土骨料分离。
仓位分为大体积素混凝土仓、少筋混凝土仓和多筋混凝土仓。仓面设计及审核人员要求熟悉仓内钢筋分布情况，认真分析钢筋部位的施工难度及浇筑强度。
(3)分析周边影响浇筑的因素
相邻坝块高差、备仓安排及其它专业平行作业等对混凝土浇筑均有一定影响，需提前审查施工计划及制定相应的质量保证措施。
2.2.2 确定浇筑参数
(1)浇筑手段
确定浇筑方案时应综合考虑设备性能、拌和楼维护、钢筋密集区及盲区平仓振捣困难和混凝土标号切换占用时间等因素，作为仓面设计的依据。
大体积混凝土一般采用塔(顶)带机或高架门机入仓，如存在浇筑盲区，可采用多种入仓手段配合浇筑。塔带机设计生产率为240m3/h左右，实际最大入仓强度约130m3/h～150m3/h，经统计，综合入仓强度约60m3/h～80m3/h；门(塔)机入仓强度约30m3/h～40m3/h。
(2)允许铺料间歇时间
综合考虑不同标号混凝土初凝时间、气温影响及温控要求，确定合理的混凝土接头覆盖时间。夏季按2～4h，冬季按5h控制。如超过允许间隔时间，由现场质检员和监理工程师共同判断混凝土接头是否出现初凝。当出现初凝时，应视初凝面积、部位决定采取处理措施后继续浇筑或停仓处理。
(3)铺料方法
平浇法具有分层清楚不易漏振、提高机械设备生产率和保证层间结合质量、仓面设计及现场施工控制均较容易等优点，应优先考虑。平浇法升层厚度可达3m，坯层厚度为0.3～0.5m。除高温季节外，大体积素混凝土或少筋混凝土仓，若无大的浇筑盲区，尽量采用平浇法。对于面积小于500m2的仓位，尽可能采用平浇法；对于钢筋密集或盲区面积较大等浇筑困难仓，采用台阶法，并要求在仓面设计上注明原因。
台阶法在泄洪坝段台阶不超过三层，厂房坝段台阶不超过四层。坯层厚度为0.4～0.55m。大体积素混凝土仓或少筋混凝土仓，铺料宽度8～12m，台阶宽度为2～4m。钢筋密集区或浇筑盲区铺料宽度适当缩短。铺料宽度在满足间歇时间前提下，尽可能取大值，以充分发挥机械生产效率和避免接头处漏振。采用台阶法浇筑，应重点复核每个混凝土接头能否在允许间歇时间前覆盖，若不满足要求，则需调整铺料宽度。
2.2.3 确定资源配置
资源配置主要包括机械设备和人员两个方面。主要机械设备有：平仓振捣机、平仓铲、手持振捣器、降(保)温设施；一般工具有：分散骨料工具、排除积泌水工具、仓内保洁工具等。人员包括：仓面指挥、盯仓质检员、安全员、下料指挥、振捣工、辅助工及各工种值班人员。对大体积素混凝土仓、少筋混凝土仓和多筋混凝土仓的资源配置应根据浇筑强度明确规定。对存在浇筑盲区、抹面层区或有特殊要求的仓位，根据实际情况增加资源投入。
2.2.4 制定质量保证措施
对于一般仓位，在仓面设计图表“注意事项”栏加以说明；对于结构复杂、浇筑难度大及有特殊要求的仓位，要求承建单位技术部门提供专项质量保证措施，作为仓面设计的补充，并在仓内组织技术交底，使仓面指挥、盯仓质检员直至施工班组均做到心中有数。
3 仓面设计审核与监督执行
3.1 仓面设计审核
仓面设计由承建单位技术部编制，在施工复检员、终检员内审核合格的基础上，报监理工程师审核。
为确保仓面设计审核工作的科学性、严谨性，长江委监理部对审核人的资质、责任有明确的界定，并制定了内部审核程序，对仓面设计审核实行双控制：由混凝土专业监理重点审核浇筑方案、资源配置及质量保证措施；由结构专业监理重点审核混凝土标号级配分区、升层厚度和结构尺寸。
3.2 仓内执行情况
为使仓画设计不流于形式，切实发挥指导仓内施工的作用，监理部编制了仓面设计图表标准执行格式。
开仓前，要求将仓面设计分层、分区线放样到模板或先浇块混凝土侧面上。仓面设计图表放在专用镜框内，挂在醒目位置，使仓内施工人员均能了解本仓浇筑要求。
混凝土浇筑过程中旁站监理对照监督执行。因机械故障、下雨等外界因素影响，造成中断浇筑时间较长或局部浇筑温度超标，由监理工程师与盯仓质检员确认可续浇的情况下，根据仓内实际情况，调整铺料次序，优先覆盖混凝土接头，然后按仓面设计继续浇筑。调整过程中，盯仓质检员与旁站监理重点控制接头处坯层宽度，避免欠振或漏振。正常情况下，必须严格执行仓面设计。因仓面设计不合理、实施困难而修改的，则做好详细记录，并反馈给仓面设计编制人员及审核人员，以利下仓优化。
现场监理每班对仓面设计的执行情况进行检查，并做好记录，监理站长及时审核。仓面设汁执行情况与单元工程一检合格率考核相同，与单元工程评定和质量特别奖挂钩。
监理站与承建单位每周召开1次仓面设计讨论会。对上周仓面设计执行不力提出整改措施，对未严格按仓面设计施工的质检员和仓面指挥采取口头警告，严重者提请承建单位对其待岗培训直至清退等处罚措施。同时，分析下周计划施工仓位的特点和难点，提出仓面设计的指导性意见。
仓面设计由监理站归类存档，与TGPMS质量管理系统对应，便于查询和分析。并在监理周报上及时反映执行情况。
4 典型仓面设计实例及执行情况分析
4.1 仓面设计的实例
以下为左岸厂房钢管坝段13-1乙-46(95.3～96.8)仓面设计的实例。
(1)分析仓位特征：因结构需要，确定起止高程为95.3～96.8m，升层1.5m。仓内有1个横向交通廊道和压力钢管预留槽，廊道及预留槽周边布1层钢筋网，属大体积少筋混凝土仓。设计混凝土品种有R90250#D250S10和R90150#D100S8。相邻坝块高差均在允许范围内，周边无影响混凝土浇筑的因素。2000年11月份浇筑，属低温季节施工，采取自然入仓，允许间歇时间按5h控制。
(2)确定浇筑参数：①用法国波坦公司制造的顶带机(编号为TB5#)为入仓手段。TB5#入仓强度达130m3/h，经监理对左厂13-1乙坝块实际浇筑强度统计，实际最大平均工效为60～80m3/h。②因采用顶带机入仓，用40cm厚富浆混凝土垫底。③廊道钢筋网间距@15～20cm，周边2m范围以同标号3级配混凝土替代4级配混凝土。④允许间歇时间：因冬季施工，混凝土标号不超过R90250，故定为5h。⑤铺料方法：仓位面积为579.3m2，优先考虑用平浇法。分三个坯层，坯层厚度分别为40cm、55cm和55cm，最大1坯层混凝土量为318.6m3，浇筑强度按70m3/h计，通过计算复核，覆盖混凝土接头时间为4.55小时，在允许间歇时间以内。
确定资源配置，主要机械设备：8头平仓振捣机1台，手持式振捣棒5个，保温被及防雨布各580m2，仓内排水及保洁工具齐全。人员配置为：仓面指挥员、盯仓质检员、专职安全员和下料指挥员各1人，浇筑工10人，辅助浇筑工2人，值班木工2人，值班钢筋工、预埋工和电工各1人。本仓浇筑无特殊要求，故未要求制定专门质量保证措施。
4.2 左厂13-1乙-46(95.3～96.8m)仓面设计执行情况
左厂13-1乙-46(95.3～96.8m)仓混凝土浇筑严格按仓面设计执行，施工有序。每班监理对盯仓质检员和仓面指挥的考评均为“称职”，单元工程质量评定为优良。
5 结语
(1)仓面设计对规范施工行为，保证混凝土工程质量，提高生产率，促进施工管理科学化和规范化发挥了重要作用。
(2)仓面设计的推行，对承建单位和监理机构提出了较高要求。仓面设计的编制和审核人员，不仅需要较强的专业理论知识，还需具备丰富的实践经验(综合素质)，才能不断提高仓面设计水平，使其发挥重要作用。
(3)目前三峡二期工程实行仓面设计的主要对象为混凝土单元工程的浇筑，已发挥了较大的作用。长江委监理部正在研究灌浆和金结安装工程的单元工程施工组织设计，使单元工程施工组织设计在三峡二期工程的其它项目中推广应用，为实现三峡工程的“三个一流”目标打下坚实的基础。
