锦屏二级水电站厂房吊顶施工技术

向旭辉

(葛洲坝集团第二工程有限公司，成都，610091)

1 工程概况

锦屏二级水电站主厂房吊顶结构位于主厂房顶部，呈圆拱形，为现浇钢筋混凝土结构。吊顶结构主要由上下游两侧支撑梁柱结构、拱梁、吊顶锚杆及拉杆、混凝土肋板组成。主厂房吊顶长度320.4m，拱梁跨距27.1m，拱梁安装高程1355.2m～1359.53m，主要由骨架角钢、腹杆、焊接箍筋外包钢模板、拉杆等部分组成。拱梁共83榀，断面为400mm×500mm，每榀分3段制作，3段拱梁通过法兰连接。拱梁现场制作，拱梁外侧包一层3mm镀锌压制薄钢板，钢板焊接在角钢架上。拱梁上面铺设镀锌压型钢板，混凝土肋板下部为镀锌压型钢板，具有模板功能，同时又具有美化和装饰吊顶结构的作用。压型钢板安装验收后，在上面绑扎钢筋，现浇12cm厚C30混凝土。

2 吊装方式及施工平台设计

2.1 吊装方式

主厂房吊顶施工工期较长，安装间以机电设备为主，且场地有限，结合现场安装情况，吊顶安装将采用5t卷扬机作为主要吊装手段。5t卷扬机布置在进厂房交通洞上方厂1#施工支洞内，用12根M16×250mm膨胀螺栓与混凝土地面固定，同时以厂房顶部天锚作为主吊点，采用滑轮组导向。

2.2 施工平台设计

主厂房吊顶结构拱梁及混凝土肋板，距安装间混凝土底板约25m，距机组段底板约49m，距集水井底板77m，高度较高。根椐主厂房吊顶结构布置特点，考虑使用大、小桥机作为支撑平台，在桥机主梁上搭设型钢施工平台，进行拱梁及混凝土肋板施工。施工平台宽12m长24m，覆盖整个桥机上方，主要由主梁、斜梁、立柱、主平台、延伸平台、斜梁平台、顶杆装置等部分组成，总重约60.8t。

3 吊顶施工技术

3.1 施工顺序

主厂房吊顶结构拱梁及混凝土肋板施工，先进行安装间段施工，然后按照从厂左向厂右的顺序依次施工，依次为集水井段、1#机组段～8#机组段、安装间段拱梁和混凝土肋板。

3.2 工艺流程

由于桥机主梁外缘宽7.35m，拱梁间距为4.4m，确定一榀拱梁作为一个安装单元进行一次安装，一段肋板作为一个安装单元进行一次安装。一个安装单元先进行拱梁钢结构安装，然后进行肋板安装，拱梁与肋板连接固定。拱梁安装时，必须边安装、边固定拉杆;肋板安装时，必须边安装、边固定肋板，最后焊接在拱梁上。

为充分利用桥机空闲时间，提高施工效率，加快施工进度，减小安全隐患，待拱梁和肋板安装了一定长度后，再进行混凝土浇筑施工。混凝土浇筑考虑一个机组段吊顶结构为一个混凝土浇筑仓，结构缝按设要求处理，由远而近进行施工。

主厂房吊顶结构拱梁及混凝土肋板施工工艺:拱梁与肋板加工、制作→桥机定位与施工平台搭设→拱梁安装与拉杆连接→肋板安装与固定→钢筋安装→模板、止水、埋件安装→仓位验收→混凝土浇筑→养护。

3.3 拱梁及压型钢板安装

3.3.1 拱梁吊装

拱梁采用5t卷扬机利用天锚吊装到施工平台托架上待安装。吊装时将3节(1榀)用专用吊梁托架整体吊装，并将3节拱梁左右方向重叠放置，吊装时应在吊具两端拴揽风绳，防止拱梁在空中自由旋转碰伤设备。安装到最后1榀拱梁时，可采用25t汽车吊分3节单独吊装，拱梁吊装到平台托架上后，采用导链临时固定，防止运输时滑移。

3.3.2 拱梁安装

(1)利用升降台车安装中间搭接段的吊杆，同时在吊杆上焊接吊环;

(2)用2台3t导链将拱梁中间节吊起，并调整中心、高程位置;

(3)根据中间节拱梁位置，确定两侧拱梁长度，修割配割余量;

(4)将中间节拱梁用导链抬高0.6m左右，留出两端拱梁安装位置，采用导链、顶杆调整就位两端拱梁;

(5)松3t导链，中间拱梁就位，连接节间螺栓;

(6)焊接吊杆螺栓，精确调整拱梁高程，加固焊接筋板等附件;

(7)降顶杆、松导链，安装镀锌钢板。

结构缝处两榀紧邻的拱梁安装时，在安装好第一榀后，安装油毡等附件，再安装第二榀拱梁。为了保证拱梁的稳定，在安装2榀拱梁后，要在2榀拱梁之间加固3个支撑，当压型钢板安装到位时再拆除支撑。

3.3.3 压型钢板安装

吊顶结构肋板底部采用YX65－170－510镀锌压型钢板(Q235)，厚度为1.4mm。安装前由测量队进行放线，保证压型钢板排列整齐，安装时做到“铺设一块，固定一块”，严禁采用“批量铺设，批量固定”的方式。压型钢板公母肋扣合处扣合紧密，按厂家要求连接或用铆钉固定，间距不大于30cm。压型钢板与岩锚梁的结合处进行折弯处理，用专用密封胶封堵，并用射钉固定牢靠，防止渗水。

3.4 吊顶混凝土施工

3.4.1 混凝土分仓

拱梁与压型钢板安装时，桥机定位一次，进行一个安装单元施工，进行一仓混凝土浇筑。为充分利用桥机空闲时间，提高施工效率，加快安装施工进度，减小安全隐患，待拱梁和压型钢板安装一定长度后，再进行混凝土浇筑施工。因此，混凝土浇筑考虑一个机组段吊顶结构31.20m为一个混凝土浇筑仓，根据仓位与出料口距离由远而近进行施工。

混凝土施工时，若因不可避免原因造成混凝土浇筑不能进行，可在拱梁中心线部位设置施工缝，下仓混凝土施工时，需凿毛处理。

主厂房吊顶钢筋混凝土浇筑共分11仓，其中安装间2仓，每个机组段各对应1仓，集水井段1仓。拱梁结构缝设置一层油毛毡隔开，混凝土肋板结构缝宽2cm，设置651型止水带，缝间填闭孔泡沫板两侧涂刷沥青。

3.4.2 仓面准备

主厂房吊顶钢筋混凝土强度等级为C30，采用一级配混凝土。

安装间段混凝土入仓，吊顶钢筋混凝土浇筑采用混凝土泵机入仓。安装间吊顶钢筋混凝土施工时，混凝土泵机放置在厂1#施工支洞与厂房连接处，第一榀拱梁与厂1#施工支洞(高程1357.30m)之间使用“工”字钢搭设3m宽施工通道，用于布置泵管。仓面内混凝土转运时，在混凝土泵管末端接一根φ150mm螺旋橡胶管，以便于出料口转向出料，局部采用灰桶提运，人工撮锹整平。

集水井及1#～8#机组段混凝土采用泵机入仓。混凝土泵机布置在第三层排水廊道D3－5或D3－6或D3－7内，泵管竖直方向沿厂房上游岩壁固定在锚杆上，泵管穿过岩壁梁后，沿岩壁梁内侧紧贴岩壁平铺，在适当位置沿结构支撑柱上升至拱梁部位，然后沿拱梁向厂房中心线位置平铺至拱顶，拱顶设置出料口。泵管固定在岩壁锚杆上，采用φ10mm拉筋紧紧环绕每节泵管焊接在锚杆上，焊接牢固、可靠。岩壁梁以下部分泵管安装、固定时，采用成品人行转梯沿泵管布置辅助安装，在混凝土浇筑过程中起到对泵管维护的作用。

3.4.3 振捣方式

拱梁混凝土主要采用软管振捣器振捣。肋板混凝土摊铺后，先使用软管振捣器振捣一遍，再使用自制附着式振捣器进行平整与振捣。

混凝土施工前，在每榀拱梁上设置弧形钢筋导轨，以便于附着式振捣器按预定轨迹行走，导轨外边线为混凝土肋板设计外轮廓线。

3.4.4 混凝土浇筑

混凝土入仓前，使用高压风将仓面灰尘吹洗干净。下料时，人工转动出料橡胶管慢慢出料，轻轻倒出混凝土，并使用铁锹摊铺至设计厚度;橡胶管无法达到的地方，采用人工手提灰桶将混凝土提至浇筑部位。

混凝土厚度控制。肋板混凝土厚度为12cm，在拉杆上标示设计厚度基准点，在拱梁位置设置弧形导轨，采用附着振捣器整平，使用刮尺刮平，作为混凝土浇筑厚度控制手段。

为防止浇筑过程中肋板变形，应控制混凝土浇筑速度，从厂房上、下游两侧拱脚向拱顶方向对称下料，两侧下料要均匀，防止一侧下料过多变形。

混凝土浇筑完成后，进行肋板混凝土拱形面抹面，然后洒水养护。

3.5 拱梁稳定措施

(1)肋板安装后，肋板两端焊接在拱梁角钢上，起到一定的稳定作用;

(2)混凝土肋板底层钢筋安装后，与拱梁角钢、肋板三位焊接成一体，起一定的稳定作用。肋板顶层钢筋网与底层钢筋连接成整体后，可增强稳定性;

(3)采用斜撑加固稳定，在拉杆两端打“×”字钢管斜撑，每两组拱梁打8组斜撑，以保证拱梁不沿厂房中心线纵向摆动。

3.6 施工技术措施控制

(1)施工期拱梁因上部作业影响，易受侧向荷载作用而失稳，应该在拱梁之间(特别是分段拼接位置)设置横向支撑，保证拱梁施工期拱梁的稳定;

(2)混凝土浇筑过程中，拱梁外包钢模板和拱梁的焊接连接牢固，保证其施工期不出现掉落、外鼓和起翘;

(3)拱梁外包钢模板兼作其永久装饰，宜采用等离子切割，保证分块均匀、拼接整齐、拼接缝紧密;同时为了方便施工，应该先焊接好拱梁外包钢模板后再吊装拼装拱梁，吊装拼装过程中应保护好外包钢模板，避免受到损伤;

(4)各个拱梁分段螺栓连接后，应及时进行连接钢板间焊接，进行拱梁和吊顶拉杆连接，在此期间应该避免拱梁承受较大的荷载，防止其失稳;

(5)压型钢板基材不得有裂纹，镀锌板面不能有锈点，涂层压型钢板的漆膜不应有裂纹、剥落和露出金属基材等损伤;

(6)压型钢板堆放场地应基本平整，堆叠不宜过高，以每堆不超过40张为宜。压型钢板运至现场，需妥善保护，不得有任何损害与污染，特别是油污。压型钢板堆放场地应保持良好通风，以防潮、防锈;

(7)肋板安装前，应先核实拱梁间距尺寸，避免因拱梁的安装误差导致压型钢板放样错误。过拱梁处压型钢板肋板用短钢条焊接，施工期形成连续跨;

(8)压型钢板既作为浇筑混凝土的模板，又作为工作平台，为保证安全，必须确保板与板、板与钢梁的可靠连接;

(9)压型钢板与拱梁搭接处通过板底层钢筋与压型钢板熔透焊，并与拱梁可靠焊接。焊接按照《钢－混凝土组合楼盖结构设计与施工规程》进行控制;

(10)施工期内，对于压型钢板面上人员走动、设备搬运频繁的区域，应铺设垫板，防止压型钢板受损或变形过大而降低其承载能力;

(11)压型钢板之间、压型钢板与拱梁之间、压型钢板与周边混凝土圈梁之间的所有缝隙，均采用专用密封胶填充，确保混凝土浇筑时不漏浆。专用密封胶为彩色涂层钢板用建筑密封胶IPU－25－HM－JC/T884－2001;

(12)浇筑混凝土时，应薄层浇筑，保证混凝土入仓对压型钢板的冲击保持基本均匀，避免压型钢板局部出现过大的变形。

4 结语

锦屏二级主厂房钢筋混凝土吊顶，利用桥机搭设施工平台后将吊顶安装工作面与机组安装工作面完全隔离，从而增加工作面，加快主厂房施工进度，有效降低安全风险，确保厂房吊顶高空作业安全可靠的情况下，合理有效地解决厂房吊顶结构复杂、高度高、跨度大、战线长、入料难、周期长的施工难题，使吊顶安装与混凝土施工快速、有效、保质保量的完成，创造一套行之有效的施工工艺，为今后地下厂房吊顶结构拱梁及混凝土肋板施工提供技术支持和有益的经验借鉴。