安谷水电站主厂房下游墙独立上升施工探析

隆友彬，孔云洲

(中国水利水电第七工程局有限公司，成都，610023)

安谷水电站主厂房下游墙独立上升施工探析

隆友彬，孔云洲

(中国水利水电第七工程局有限公司，成都，610023)

安谷水电站主厂房在完成机组座环以下部位混凝土浇筑后，上、下游墙需独立于主机段部位混凝土单独上升，尽早具备桥机运行条件。所以，其施工占据水电站发电关键线路。本文介绍了下游墙独立上升施工的难点及解决方案，并阐述了混凝土施工要点。

主厂房下游墙 施工方案 安谷水电站

1 概述

大渡河安谷水电站主厂房内部桥机是厂房机组机电设备安装的重要吊装设备，由于安谷水电站采用整体式座环，最大单件重量为50t，因而主厂房混凝土施工受座环安装吊装设备及施工通道的限制。根据施工进度安排，主厂房在完成机组座环以下部位混凝土浇筑后，主厂房上、下游墙需独立于主机段部位混凝土单独上升，尽早具备桥机运行条件，进行大型机电设备的安装。所以，主厂房上、下游墙施工占据水电站发电关键线路，需高度重视。

按照安谷水电站主厂房结构布置特点及相应的工期要求，单台机组主机段在完成机组金属坐环(高程346.78m)以下部位混凝土施工以后，按照设计图纸及混凝土施工规范等相关要求，预留蜗壳二期混凝土空间，优先施工主厂房下游墙下部供水设备室等廊道部位混凝土，浇筑至蜗壳顶板(高程364.836m)后，形成下游墙独立施工工作面，独立上升。

2 下游墙独立上升施工难点及解决方案

2.1 施工难点分析

2.1.1 下游墙独立施工中蜗壳部位悬挑结构处理问题

厂房下游墙上游侧结构边线桩号为坝横0+052.5m(高程364.836m以上)，通常情况下，为保证上部结构施工安全，其下部结构(高程364.836m以下)施工中应大于上部结构，即下部结构上游侧桩号应至少控制在坝横0+052.5m以上，而下部结构主要为蜗壳腔体，受机组设备型号影响，蜗壳腔体最大剖面桩号为坝横0m+053.45m，若加上尾水管进人门、锥管进人门安装后预留二期混凝土，其下部结构上游侧桩号预计在坝横0+054.45m(详见图1)。因此，上、下两个部位上游侧桩号相差1.95m，形成悬挑结构，上部结构的安全稳定需重点考虑。

图1 蜗壳部位下游桥平剖面示意

2.1.2 下游桥机墙顶部预制混凝土T梁吊装及连接稳定问题

下游墙采用梁柱结构，桥机轨道梁采用“T型梁”结构，翼板宽20cm，厚度为20cm，梁体底宽60cm，梁体总高约为1.4m，截面积约为0.92m2,梁净跨为4m，柱体中心线宽度为5m，取C25混凝土容重为25kN/m3，单根梁体总重约为115kN，约合11.5t。因主厂房周边混凝土垂直运输设备吊距内的最大吊重为10t，在厂房进口闸墩坝顶施工门机安装形成之前，会出现吊装能力不足的问题。若考虑坝顶施工门机吊装，对进口闸墩顶部施工门机安装位置要提出要求。

2.1.3 下游墙施工安全问题

施工安全问题一方面是在墙柱混凝土施工过程中，最大高差达到54m，建筑高度大；搭设脚手架时，上游面脚手架不能影响主机段肘管安装及混凝土二期回填、蜗壳混凝土施工，需在364.836m高程搭设悬挑式脚手架；下游墙体单薄，墙体上下游均无可依附建筑物，施工中材料及设备堆放空间不足，大大提高了脚手架搭设安全要求。

另一方面在顶部桥机轨道梁吊装、梁上轨道铺设及门窗安装安全问题。轨道梁顶高程为392.836m，发电层高程为372.836m，垂直高度为20m，梁宽仅为1m；在梁体吊装量，牛腿平面截面为1m×1.67m，在如此狭小的空间里进行吊装就位、焊接作业，施工安全风险极大。

2.2 主要解决方案

针对下游墙独立上升中的结构错位问题，由设计院委托西安理工大学水工结构实验室通过三维有限元建模，进行了主厂房下游墙的动、静力分析，针对不同工况条件下的位移进行了模拟计算分析，并提出相关建议措施，由设计院进行配筋计算并提出施工要求，较好地解决了安全稳定问题。同时，对尾水进人门预留的二期混凝土进行了优化，采用自密实混凝土，缩小了预留空间，减小了悬挑宽度。二期混凝土施工完成后进行了分缝灌浆处理，并对蜗壳流道面进行打磨处理，保证混凝土蜗壳的密封性及流畅度。

针对难点二，利用进口闸墩坝顶有限的空间重新调整坝顶施工门机位置，并通过调整工期计划，优先形成5#机尾水渠平台，借用储门槽坝施工门机，完成了5#机最大跨T梁的吊装。预制T梁的连接方面主要通过在牛腿、柱体及梁体上预埋钢板，采用焊接的方式连接，梁体接头部位加密轨道垫板数量。

针对难点三，搭设双排承重式脚手架，上游设计为悬挑式脚手架；墙柱模板由计划的定型钢模板调整为18mm厚WISA板，保证外观质量的同时，降低模板重量，减小施工荷载，保证施工安全。

3 下游墙独立上升施工要点

3.1 施工分层及分块

下游墙混凝土浇筑时，浇筑仓面相对尺寸较小，入仓难度大，为了保证浇筑的连续性，保证入仓强度，需对混凝土进行分层分块施工；在分层中还应充分考虑下游桥机墙结构形状，避免产生小锐角混凝土体，并方便混凝土浇筑施工，故对混凝土施工分层在设计蓝图基础上做适当调整。下游桥机墙混凝土经优化共分7层，分层厚度3.5m～5.1m。临时施工缝需设置插筋、键槽及止水，键槽采用梯形，面积为缝面积的1/3；插筋采用直径20mm的螺纹钢，长度2m，缝两侧各1m，1根/m成梅花形布置。

3.2 钢筋安装

由于下游桥机墙柱及剪力墙钢筋密集，施工过程中应先安装钢筋，安装完成并自检、初检合格后，并通知监理工程师验收合格后方可进行模板施工。

钢筋施工中如与孔洞、预埋件等障碍物发生冲突，按以下原则处理：(1)障碍物尺寸小于20cm，局部调整钢筋间距进行避让；(2)障碍物尺寸大于20cm，割断钢筋避让，在割断钢筋的部位进行局部加强。

钢筋接头根据钢筋直径大小采用不同的连接方式，采用电渣压力焊、搭接焊或绑扎连接的钢筋接头错开50d以上。

3.3 模板工程

依据厂房下游墙混凝土分层图，高程364.836m以下施工缝采用普通P3015、P1015组合钢模板，人工现场拼装，扣件连接；模板采用φ12mm钢筋拉杆固定，5cm×10cm空心方钢或架管横向背牢，纵向采用φ48mm脚手架管加固。高程364.836m以上部位永久外露面采用清水模板施工。清水模板依据结构尺寸加工，面板为1.8cm厚WISA板，10cm×10cm方木为骨架，纵向采用φ48mm脚手架管加固，φ12mm对拉杆固定。为保证下游桥机墙永久外露面平整光滑、线条规则、颜色一致，采用φ14mmPVC管做套管，10#槽钢内撑。

图2 下游墙柱模板加固示意

3.4 混凝土施工

下游桥机墙高程372.836m以上结构尺寸较小，采用HB50泵机浇筑一级配混凝土。以角部为起点，先在根部浇筑10mm～20mm厚与混凝土配合比相同的水泥砂浆，用铁锹均匀入模，不能用泵管直接倾入模板内，以免砂浆溅到模板上凝固，并用振动棒轻轻振动挂在钢筋上的砂浆使其碰落；同时砂浆不得铺得太早或太开，以免在砂浆和混凝土之间形成冷缝，影响观感，采取随铺砂浆随下混凝土，砂浆投放点与混凝土浇筑点距离控制在3m左右。

为保证下游桥机墙施工质量，确保结构体形准确，在剪力墙及柱模板内设置支撑槽钢。混凝土浇筑时采用标尺杆控制分层厚度(夜间施工时用灯照亮模板内壁)，分层下料，分层振捣，每层混凝土浇筑厚度严格控制在500mm以内。罐车下料前要求高速旋转1min，以保证混凝土不离析。

图3 剪力墙混凝土浇筑示意

柱浇筑前在底部先铺垫与混凝土配合比相同水泥砂浆，砂浆厚度为50mm。柱高在2m之内，可在柱顶直接下料浇筑，超过2m时应在布料管上接一软管，伸到柱内，保证混凝土自由落体高度不得超过2m。下料时使软管在柱上口来回挪动，使之均匀下料，防止骨浆分离。

4 总结与思考

安谷水电站主厂房下游桥施工阶段，通过参建四方的协同努力，顺利完成相关施工任务要求，保证了施工进度及施工安全。虽然主厂房下游墙在科学的技术手段下实现了结构优化，减少了混凝土及钢筋工程量，节约了直接工程费用，但是从工程实施效果来看，为保证施工进度及施工安全，在措施性投入，比如脚手架搭拆、混凝土级配调整、轨道梁预制吊装及安全投入方面，较沙湾水电站墙式结构大大增加，并增加了施工期间的安全风险及后期轨道梁运行安全风险。因此，结构优化调整时，需综合设计、施工、运行等多方面因素，以寻求最优解决方案。

〔1〕张鑫华.河床式水电站主厂房下游墙体结构型式分析[J].中国学位论文数据库，2013，(10).

隆友彬(1975.4-)，男，四川富顺人，中专，助理工程师；

孔云洲(1987.5-)，男，湖北宜都人，本科，助理工程师.

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2095-1809(2016)03-0065-03