二滩水电站厂房进水口混凝土施工经验总结

罗建

【摘要】二滩水电站是我国在二十世纪利用世界银行贷款，实行国际招标建成的最大水电站，项目由意大利的英波吉洛、托洛、法国的杜美兹、吉梯姆和中国的水电八局组成的联营体承建C-01标。位于左岸的厂房岸塔式进水口属于C-01标的工作范围，该工程已于2000年竣工。由于二滩工程是一座坝身浇筑量达415万m3的混凝土双曲拱坝工程，主要设备基本都投入到坝体施工当中，而位于左岸的进水口不仅具有结构体型大，施工强度高，结构埋件多的特点，同时施工专用设备少，但进水口的施工无论是施工质量还是施工进度都得到了业主和监理的充分肯定和好评，本文根据当年的施工经历，总结进水口的施工方法和组织措施，以供类似项目参考借鉴。由于技术的进步，本文力求真实反映当时的施工方法，有不对之处请各位读者来函批评。

【关键词】二滩水電站；进水口；混凝土；施工管理

1 概述

二滩水电站的发电厂房布置在左岸山体内，装机6台，单机容量为550MW，总装机容量3300MW。

该项目采用单机单洞引水发电模式，采用6条直径9m的压力管道从进水口引水至厂房发电。

进水口布置在左岸，为独立塔式结构，基础底板高程1124m，塔顶1207，整个塔高83m，分6个单元，全长170m。进水口中心线距大坝轴线150m，按水流方向依次布置拦污栅、检修闸门、工作闸门和渐变段，最后接压力管道。

二滩水电站是我国在二十世纪利用世界银行贷款，实行国际招标建成的最大水电站，项目由意大利的英波吉洛、托洛、法国的杜美兹、吉梯姆和中国的水电八局组成的联营体承建C-01标，其工作范围包括进水口的施工。由于二滩工程是一座坝身浇筑量达415万m3的混凝土双曲拱坝工程，主要设备是确保坝体施工，而位于左岸的进水口不仅具有结构体型大，施工强度高，结构埋件多的特点，同时施工专用设备少，必须充分协调坝体的施工才能获得缆机等高位设备的支持，这就给项目的施工管理创造了一定难度。该项目在2000年竣工运行，无论是进水口的施工质量还是施工进度都得到了业主和监理的充分肯定和好评，本文根据当年的施工经历，总结进水口的施工方法和组织措施，以供类似项目参考借鉴。

2 浇筑分层及施工程序

合理的浇筑分层及施工程序，应有利于进水口结构的模板、钢筋、预埋件安装工作有序全面铺开，是加快施工进度，保证施工质量的重要前提。影响浇筑分层的因素很多，主要有：模板的结构形式及安装措施；建筑物的结构尺寸及钢筋的布置；浇筑层面的清基以及混凝土的入仓强度与温度控制要求。综合上述各种因素后，进水口的浇筑分层采用两种方式，底板高程1128m以下大体积混凝土为2m层高，采用通仓薄层浇筑。底板1128m以上为3m层高，并分为三个浇筑块，块与块之间设施工缝，即到达底板1128高程后，首先优先施工闸室部位，以保证该部分及时达到1205高程，保证闸门槽金属结构安装和二期混凝土施工、闸门安装、坝顶200/60t龙门吊安装的直线工期的需要。其次为拦污栅闸墩和胸墙。第三是连接梁的施工，待闸墩及胸墙达到一定的高程后，即与第一层连接梁的高差达到12m时，开始连接梁的施工。

3 模板

二滩进水口使用了三种不同类型的模板，根据其使用部位的不同，介绍如下。

3.1 标准大面模板

为确保混凝土的外观质量，在主要的标准面采用意大利生产的NINIVE模板，也就是后来我们水电工程使用较多的单面爬升模板，该模板由定型的可调整的三角支撑体系提供模板支撑，通过预埋套筒减少模板的拉杆系统从而节约一次材料消耗，同时其预埋套筒可以拆除重复使用，其留下的孔洞也便于修复。该模板与传统的标准木模板和小钢模相比，具有混凝土外观质量好、不易跑模、安装和拆模可以充分发挥机械设备的施工能力以及充分保障了施工人员的安全等优点。

NINIVE模板主要由面板、三角桁架、操作平台组成。有宽度为0.6m、1.8m、3.6m三种规格。标准块面板的外形尺寸为3.15x3.6m（高x宽），模板总高7.8m（包括下部的悬挂平台1.7m），设上中下3层工作平台，工作平台可调节角度，使之始终能处于近水平状态，方便工作人员在其上工作，从本质上确保安全。

模板的面板为钢木组合结构，由压型槽钢形成承力系统，由胶合板形成封浆系统。由于混凝土模板需要适应水、碱等综合腐蚀以及拆模等暴力冲击，因此，对表层的胶合板要求较高，在进水口使用的胶合板是从芬兰进口的18mm胶合板，该板表面光滑，强度高，重复使用200次后仍能保证混凝土表面的外观质量。面板通过活动铰与支撑结构相连，通过水平调节螺杆可在三角架上水平移动，使之紧贴或远离混凝土面，同时其背后的两根斜螺纹千斤顶也能对面板的仰角进行微调，使模板在立模时满足混凝土外观面的精度要求。

支撑三角架是一组可调节的组合结构，通过调节丝杆千斤顶的长度，使面板基本贴近混凝土的设计面，调整工作平台插销的位置可使工作平台处于基本水平状态。支撑三角架通过预埋套筒承受混凝土的推力和自身的剪力，通过下端的撑脚平衡推力，形成力矩以抵抗新浇混凝土的侧压力。

一组标准模板的总重约2.2吨，通过垂直起吊设备进行安装、拆除和转移。

3.2 键槽模板

在进水口的施工程序上，根据各墙体后序工作的大小决定施工次序。为了不影响闸墩的整体上升和改变浇筑层高，对在有连结梁的位置，采用先浇闸墩，后施工连续梁的方法，在先浇的闸墩预留键槽，由于该键槽内钢筋密集，而且不规则，模板均为一次性模板，如采用传统的木模板不但成本大，而且拆除均非常困难，在进水口施工中，首次采用了金属网模。

金属网模是一种折叠的金属网模板，该模板安装在一期混凝土的键槽面上，浇筑完成后不需拆除，由于网格较细，在混凝土浇筑时，大于3mm的混凝土骨料不能渗出，只有局部的水泥砂浆将会流失，在浇筑的混凝土达到一定强度后，用高压冲毛枪冲洗，即能满足混凝土施工缝的要求。

金属网模可以最大限度地节约施工成本和加快施工进度，对于需要浇筑二期混凝土的键槽、门槽可以大规模使用。

3.3 异形模板

喇叭口顶板是弧线形结构，为保证流线型结构，采用传统方法，加工定型模板，然后拖运至现场组装。此种模板在传统的蜗壳施工、渐变段施工均经常采用，其施工方法不再细述。

4 钢筋

因二滩水电站采用国际招标，使用的规范也是国际规范，根据美国混凝土工程协会的标准，钢筋不允许焊接。

在美国混凝土工程协会颁发的标准中对钢筋搭接有明显的要求，进水口的浇筑层高为3m，为尽可能节约钢筋而又方便施工，立筋的下料长度按2个浇筑层加搭接一次设计，而水平筋则根据钢筋出厂长度设计。

由于只允许钢筋绑扎搭接，因此立筋的长度较长，给施工带来很大的不便，施工时必须动用垂直吊运设备协助钢筋安装。

5 一期埋件施工

进水口有拦污栅、检修门槽、工作门槽，为了固定二期混凝土内的埋件，在一期混凝土预埋了大量的预留件。

一期埋件分120x120mm和120x300mm两种规格，由12mm厚的钢板和4～6根长度500mm锚钩焊接而成。

为了保证一期埋件的安装精度，在进水口的施工中，先完成模板的架立钢筋，然后测量，检测合格后安装埋件。在安装过程中严格控制安装高程和尺寸，合格后将埋件焊接固定在模板定位钢筋上。因国际规范和技术要求规定，埋件不允许与结构钢筋连接，因此必须用模板的定位钢筋固定。由于施工过程控制严格，在二期门槽埋件安装时，基本没有出现连接螺杆与预埋锚板错位的现象。

6 混凝土浇筑

在进水口上游布置了一台工作能力为70mx10t和一台工作能力为60mx8t的MD900型塔机，缆机能覆盖进水口的工作区域，但使用需要精密组织，协调大坝的施工才可以使用。胎带机是罗泰克公司开发研究出来的一种由吊车改装的胶带运输机，具有使用灵活，浇筑速度快的优点，它受到皮带机臂长和臂杆工作角度的限制。泵车是一种使用方便且浇筑速度较快的混凝土浇筑的设备，但只适用于一、二级配混凝土浇筑，而且混凝土的水泥用量大，水化热高，成本高，容易产生裂缝，同时受臂长和浇筑高度的限制，不适宜于大体积混凝土浇筑。

根据二滩进水口的特点，综合考虑各种因素，采用了缆机、塔机、胎带机和泵车以及罗泰克皮带机五种浇筑设备进行混凝土浇筑。

6.1 底板和闸室1137m高程以下部位的混凝土浇筑

从基础面1124m到进水口底板1128m为大体积混凝土，单仓混凝土浇筑量大，浇筑强度高，因此主要是采用胎带机（CC150）入仓。

CC150胎带机由90吨汽车吊改装而成，当不需要浇筑混凝土时，可以换装工作臂，恢复吊车功能。CC150胎带机的理论浇筑强度为270m3/hr，工作半径最大为50m，工作角度-5?～25?。经进水口的施工实践，罗泰克皮带机实际浇筑强度可达100m3/hr，满足混凝土浇筑施工强度要求。

从进水口底板1128m到进水口顶板1137m为进水口边墙，受立筋影响，而浇筑量大，因此协调缆机辅以塔机补充进行混凝土浇筑，确保混凝土浇筑过程中的强度保证。

6.2 闸室部位1137m至1152m之间混凝土浇筑

受胎带机仰角和钢筋的限制，胎带机已经不能使用。主要使用塔机进行混凝土浇筑。

MD900塔机在使用6m3罐的情况下实际强度达到了48m3/h，满足仓面台阶法浇筑的施工要求。

6.3 闸室部位1152m以上混凝土浇筑

随着进水口高程的增加，当进水口混凝土浇筑达到1152m时，辅助钢筋的工作量加大，而受吊车工作能力的限制，塔机基本上用于钢筋和模板的施工，而混凝土浇筑则采用皮带机入仓。

皮带机是罗泰克公司专门开发的集混凝土水平运输和垂直运输及塔机功能于一体的混凝土施工设备，也就是后来三峡公司采购的顶带机或塔带机。整个系统由5条皮带组成，受料点位于8#公路边的吊罐平台1200m高程，单条皮带机可随塔身的升高而上升，最后由溜筒入仓。

皮带机设计生产能力180m3/hr，由于受仓面条件的限制，实际最大生产能力达到75m3/hr。

6.4 其他部位

对于钢筋密集的地方，使用常规方法难以施工，则采用混凝土泵进行混凝土浇筑。

由于泵送混凝土成本高，对承包商不利，因此改用气压式开启吊罐进行浇筑。在吊罐的下方加设圆形漏斗，下接8m长直径60cm的罗泰克专用下料导管，利用塔机吊运混凝土入仓。由于特殊部位相对较少，采用此法浇筑一般能实现15m3/hr的浇筑强度，完全满足特殊部位入仓强度要求。

7 质量控制

以一个浇筑仓面为一个单元，实行严格的“三检制”，即由承担施工部位的大工长或工程师对各道工序（模板、钢筋、止水、预埋件及混凝土缝面）负责施工和进行自检，自检合格后，由专门负责验收的工程师检查合格后递交测量申请单，由监理与二滩联营体人员联合测量，按设计图纸对结构尺寸、样点进行检查校对，按照操作规程检查模板安装的位置和垂直度、曲面、平整度是否符合图纸要求，支撑是否牢固。测量监理工程师签字合格后，再由专职负责验收的进水口工程师约请结构工程师进行检查，检查模板的外观质量、钢筋的型号、规格、间距、保护层、搭接或锚固长度、止水片、预埋件的安装位置、尺寸是否符合要求，混凝土缝面是否按要求进行了处理，层间间歇是否满足要求及修改通知等逐项进行检查。同时对混凝土浇筑设备，人员配备等进行检查。若各项均合格，监理工程师签字批準混凝土浇筑；如有任何不合格，则必须按图纸要求处理好，经重新验收合格后才能开始浇筑混凝土。

8 总结

在进水口的施工中，由于采取了上述施工技术措施和强有力的生产指挥及组织措施，并且与激励机制相结合，极大地加快了施工进度，保证了进水口施工的质量和合同进度要求，进水口施工于1998年8月全部完成，并顺利移交给业主，保证了第一台机组按合同工期发电。二滩水电站的进水口施工有以下两点值得总结。

8.1 浇筑设备优化组合

厂房进水口的混凝土浇筑，五种浇筑设备的交叉使用，使各种浇筑设备扬长避短，最大限度地利用好各种浇筑设备的长处。如能在皮带布料机的给料、下料装置中有更好的创新，则皮带机输送系统可普遍应用于碾压混凝土和常态混凝土的浇筑。特别对于处于狭谷地区的水电工程，其应用前景非常广阔。

8.2 模板工程

在水电工程施工中，新型模板技术已受到广泛的重视并得到普遍的推广和应用。在施工中采用大面积悬臂模板具有安全、优质、高效，使用方便和经济效益明显的优势，是水工模板发展的必然趋势和主要方向。NINIVE悬臂模板虽然在质量技术上有明显优势，然而却需要较大的一次性购置费用，使模板的推广应用受到一定的阻力。当前国内外水电工程及工民建筑工程都有把模板纳入工程设备范围进行使用和管理的趋势。一方面是因为模板工程日益专业化和大型化，重复周转使用次数已大大提高；二是模板的使用价值、性能和价格也都在不断提高，确实不宜把模板作为消耗性材料进行粗放型管理。从NINIVE模板和其他类型的新型悬臂模板的实际情况来看，它们都是尺寸和重量都较大的金属结构件，只要使用和保管得当，本身不易损坏，可以许多次地重复使用。在二滩进水口施工中NINIVE模板重复使用次数可达200 次以上，这样，其购置费用分摊到使用在每立方米混凝土上面的折旧便十分经济。据测算，采用新型悬臂模板与传统组合钢模板相比，其每立方米混凝土所需的立模费用可节约30～50%，若再计入因采用新型模板而产生的安全、质量和工效的效益，则其使用价值更加可观。