金安桥水电站厂房混凝土快速施工技术

(中国葛洲坝集团股份有限公司金安桥水电站厂房施工项目部，云南 丽江，674104)

1 工程概述

金安桥水电站位于云南省丽江市境内，是金沙江中游河段水电规划“一库八级”开发方案的第五级电站，枢纽工程主要由碾压混凝土重力坝、右岸溢流表孔及消力池、右岸泄洪(冲沙)底孔、左岸冲沙底孔、坝后式厂房及开关站等永久建筑物组成。电站总装机容量240万kW，安装4台单机容量60万kW的混流式水轮发电机组。电站多年平均发电量110.43亿kW.h,上游龙头水库电站建成投入运行后,年发电量可达129亿kW.h，是国家西电东送的骨干电站之一。

电站坝后式厂房长215m(其中主机段148.5m，安装间66.5m)，宽34m，高73m。机组安装高程1285.0m，发电机层高程1303.25m，机组间距34m。上游电气副厂房6层，布置在厂坝分缝线上游，下游水机副厂房7层，布置在下游尾水管上方。

2007年1月20日，C3标向C4标移交厂房工作面，较合同要求推迟了107天，且基础保护层开挖、欠挖处理等大量遗留问题需要进一步处理，综合压缩厂房关键线路工期约150天。

2007年3月1日，厂房首台发电机组的基础开始浇筑第一仓混凝土，建设方要求采取赶工措施，至2008年9月，必须回归到“发电机层以下混凝土浇筑完成”的合同节点目标，即18个月的时间内，须赶回5个月的工期。因此，厂房混凝土浇筑，必须采取相应的快速施工技术措施。

2 厂房的结构特点及快速施工难点

2.1 厂房混凝土分缝分块

厂房各机组间用横缝分隔，每台机组段中间另设一条横缝，将其分为左右两块；顺水流向再设一条纵缝，将其分为主机段和尾水段两部分，即主发电机层以下，每层四块。

厂房建基面高程1256m，上下游墙顶高程1329m，总高73m，共分26层。其中，基础及底板部位2层，尾水管、肘管、锥管部位10层，蜗壳及发电机部位7层，发电机层以上墙体7层。大体积部位最小层厚1m，最大层厚3m；墙体部位最大层厚4.2m。上下游墙体部位从底到顶分别须完成13到14个浇筑升程。

各机组段的横缝、纵缝在各层均为错缝布置，因而，各混凝土浇筑块必须均匀上升，这对整体施工组织提出了极高的要求。

2.2 厂坝联合受力

厂房与大坝联合受力是提高大坝抗滑稳定性的一项重要设计措施，要求厂房下部大体积混凝土与大坝之间进行接缝灌浆，以实现厂坝共同受力。为此，厂房基础混凝土内设置了帷幕灌浆廊道，大断面廊道与厂房复杂的结构施工存在较大干扰。同时，厂房基础必须采取更加可靠的固结灌浆措施，增加了厂房混凝土快速施工的难度。

2.3 厂房上下游墙联合受力

发电机组的转子单元吊装重量大，在转子吊装处于最不利工况时，桥机轨顶位移须控制在10mm以内，而上、下游墙刚度相对较小，设计采用钢网架屋顶将上下游墙联为一体，联合受力，以改善厂房结构的抗震性能。因此，厂房上下游墙体钢筋混凝土结构施工，对其质量要求很高。

2.4 金属结构埋件工作量大

电站机组进水、尾水水道几乎全部为钢衬，座环、蜗壳、门槽埋件等金属结构数量庞大，安装要求高，大部分须现场拼装，与混凝土施工在工序衔接、施工手段的协调、空间交叉作业、施工环境等方面干扰较大，矛盾突出。

3 厂房混凝土实现快速施工的主要措施

3.1 厂房整体采用预留井施工方案

影响厂房混凝土快速上升的一个重大因素，是机组座环的现场拼接和安装。机组座环整体重量达240吨，分4瓣到货，单瓣最大重量69t。按原计划，座环及蜗壳须在基坑现场采用常规手段拼接并安装，占用工期长，且采用普通吊装手段，安装难度较大，安全性差。

施工中，采用了整体“预留井”的方案。即，厂房尾水肘管以上，锥管和座环、蜗壳周边及其以上部分混凝土整体预留，其他部位混凝土及厂房上下游墙体快速上升至主厂房桥机轨道安装高程，锥管安装及其周边二期混凝土浇筑穿插完成。同时，在安装间提前完成桥机的安装投产，并完成座环在安装间的整体拼接。主机上下游墙到顶，机组段桥机轨道投运后，将提前拼接好的座环一次吊装到机坑就位，再利用桥机进行蜗壳挂装，然后进行预留井内座环及蜗壳二期混凝土及发电机层其他混凝土浇筑施工。上下游墙体上升过程中，所有与上下游副厂房联接的梁端结构，全部采用在墙体预留阴牛腿，后期副厂房施工时连接的方式处理。

这一方案的显著优点是，节约了金属结构埋件施工占用的的直线工期，同时主机段桥机轨道的形成，提前发挥了桥机的作用，增加了厂房的施工手段，大大方便了其工作范围内的各项工作，提高了整个厂房的施工效率。

3.2 厂房混凝土浇筑入仓，采用“泵送+吊罐”相结合的方式

厂房部位施工场地狭窄，无法布置足够的大型门塔机以同时满足混凝土浇筑吊罐入仓和大量的仓面施工用材的吊进吊出。但厂房混凝土尤其是下部大体积混凝土，温控要求高，对水泥用量控制比较严格；上部混凝土结构复杂，泵管拐弯太多，杨程损失大等，不利于采用大塌落度的泵送混凝土。实践中，通过优化混凝土配合比、使用三级配混凝土输送泵、加强温控甚至多泵接力等综合措施，成功通过泵送混凝土的大量使用，克服了吊罐入仓速度慢的缺点，提高了入仓速度，并保证了厂房混凝土的施工质量。通过后期检验，厂房混凝土质量完全满足了规范要求。

3.3 厂房固结灌浆，采用“埋管+钻孔+边升边灌”施工方法

厂房基础面积约7310m2，需要完成固结灌浆钻孔1956个，钻孔长度约18822m，钻灌段数4158段，大量占用直线工期。同时，厂房基础混凝土钢筋网密集，大号钢筋密布，钻孔成功率低。

施工中，采用钻孔、埋管、边升边灌相结合的方法，即钢筋少的部位，采用直接钻孔灌浆的方法；钢筋密集的部位，基础混凝土浇筑前，按照设计钻孔孔位，利用钢筋网固定，预埋钢管，混凝土上升到设计灌浆高程后，直接通过预埋钢管完成基岩段钻孔并灌浆；对工期紧张的部位，利用仓面浇筑间歇，每次完成一定数量的钻灌后，将其他埋管继续上引，利用若干个升程间歇，完成灌浆。上述施工方法，有效地解决了固结灌浆占用直线工期的问题。

3.4 厂房尾水管施工，采用分段、分期成型方案

厂房尾水管为西式结构，自上而下分为锥管段、肘管段和扩散段，在厂房尾水形成大规模空腔结构。锥管段、肘管段采用了钢衬，用一期混凝土浇灌+接触灌浆的施工方法。扩散段为钢筋混凝土结构，结构上分为底板、中墩、边墩、顶板等结构单元，形成两个腔体。单跨最大11.64m，断面高度与肘管相接处5.81m，由内向外递增，至出口处腔高10.15m，底板顶板均有一定斜度，四边角均为与肘管平顺连接的曲面。扩散段采用了分期成型的方法，即先采用现浇形成形状较为规整的四方形空腔，使上部混凝土可以继续上升，待顶板模版拆除、空腔混凝土温度稳定后，再根据设计曲线制作边角修型钢衬与肘管钢衬连接，安装定位后，灌注混凝土最终成型。这种方法使上部混凝土施工和尾水复杂曲面施工分开进行，既保证了厂房整体上升速度，也从技术措施上解决了快速施工时，曲面混凝土浇筑质量不易保证的问题。

3.5 厂房尾水平台采用混合叠梁施工

为加快形成尾水平台门机安装及门槽二期混凝土施工工作面，采取了将尾水平台现浇混凝土大梁改为预制、现浇混合的叠合梁的施工工艺。即，大梁下部采用预制，便于快速安装并形成尾水平台模板支撑，上部采用现浇与尾水平台混凝土板梁一起浇筑。该施工工艺不仅解决了整体预制梁制作、运输、吊装方面存在困难的问题，也减少了平台封顶模板施工的工作量，大大加快了尾水平台的形成速度，对于厂房整体尾工施工及土建向机电安装施工的快速转换，创造了有利条件。

4 结语

通过采取一系列的施工改进措施及方案优化，金安桥水电站厂房混凝土浇筑实现了连续快速施工。厂房上下游墙体提前到顶，创造了厂房桥机提前安装投产、整体吊装机组座环、方便蜗壳挂装的有利条件，有力地保证了厂房内部发电机层的快速施工。

总体上，金安桥水电站厂房在基础交面推迟5个月，基础约束区大体积混凝土错峰到夏季高温季节施工等不利的施工条件下，实现了首台机组如期具备安装条件的工程赶工目标。