積石峽水電站進(jìn)水口攔污柵施工綜述

吳曉斌，巨金星

（中國(guó)水利水電第四工程局有限公司第一分局，青海 西寧 810006）

1 工程概況

積石峽水電站采用一機(jī)一管引水方式，共設(shè)3個(gè)進(jìn)水口，總寬度為64.0 m。進(jìn)水口為壩前塔式結(jié)構(gòu)，左鄰溢洪道，右側(cè)為攔河大壩。進(jìn)水口設(shè)通倉(cāng)式攔污柵，每個(gè)機(jī)組攔污柵設(shè)有2個(gè)中墩和2個(gè)邊墩，攔污柵墩共12個(gè)。攔污柵墩底部高程1 819 m，頂部高程1 861 m，總高度42 m。整個(gè)攔污柵共布置有3層聯(lián)系梁，2層聯(lián)系板。攔污柵設(shè)計(jì)分層高度每層3 m，為了滿(mǎn)足梁板施工要求，對(duì)攔污柵分層進(jìn)行了局部?jī)?yōu)化,除第1層澆筑高度為1.8 m外，其他均為3 m。攔污柵梁板與進(jìn)水口大體積混凝土相連，因此在進(jìn)水口大體積混凝土施工時(shí)，相應(yīng)預(yù)留了梁窩及板窩。攔污柵梁板與相對(duì)應(yīng)的攔污柵墩混凝土一起施工。

攔污柵布置在進(jìn)水口前端，平行于進(jìn)水口方向布置了1臺(tái)600 kN門(mén)機(jī)，以滿(mǎn)足材料吊運(yùn)、模板起升及大體積混凝土澆筑要求。后期由于設(shè)備調(diào)整，600 kN門(mén)機(jī)拆除，材料設(shè)備吊運(yùn)采用已經(jīng)形成的進(jìn)水口頂部布置500 kN吊車(chē)的方式解決，混凝土入倉(cāng)則采用泵送方式。

2 主要施工方法及過(guò)程控制

2.1 柵槽埋件安裝

攔污柵柵槽采用一期安裝方式。安裝步驟為：①清理工作面，并檢查攔污柵各部位幾何尺寸及裝配中心是否符合設(shè)計(jì)要求；②根據(jù)控制需要進(jìn)行測(cè)量點(diǎn)線(xiàn)放置；③利用門(mén)機(jī)進(jìn)行柵槽吊裝；④調(diào)整柵槽軌道面錯(cuò)臺(tái)及垂直度；⑤所有柵槽就位、調(diào)整合格后，柵槽外部利用型鋼加固牢靠。攔污柵柵槽埋件安裝與柵墩混凝土澆筑穿插進(jìn)行，每安裝1層?xùn)挪?，澆筑兩層?xùn)哦栈炷痢挪壅{(diào)整合格后，方可進(jìn)行后續(xù)工作。

2.2 模板安裝

為了保證攔污柵墩體形，每個(gè)柵墩均加工單獨(dú)的一套模板。1、3號(hào)機(jī)邊墩由于與大體積混凝土一起澆筑，模板采用了懸臂模板，板梁底模及側(cè)模均采用膠合板，底部?jī)蓪恿翰捎昧虽摴苤武摿海ㄨ旒埽┓绞?，?層梁及第4層板采用了吊模施工方式，最后一層定板則利用第4層板做支撐搭設(shè)滿(mǎn)堂紅腳手架及鋼管柱支撐相結(jié)合方式。攔污柵模板安裝隨柵槽安裝逐層進(jìn)行，模板起升采用600 kN門(mén)機(jī)及倒鏈相結(jié)合方式。

2.3 混凝土澆筑及養(yǎng)護(hù)

倉(cāng)號(hào)驗(yàn)收合格后采用6 m3混凝土攪拌車(chē)運(yùn)輸，由600 kN高架門(mén)機(jī)吊罐入受料斗，溜管入倉(cāng)?；虿捎肏BT60A拖式混凝土泵壓送入倉(cāng)，溜管配合。卸入倉(cāng)號(hào)內(nèi)的混凝土用插入式振搗棒平倉(cāng)振搗，由于柵墩體形較小且鋼筋較密集，主要的振搗設(shè)備為φ70軟軸及φ80振搗棒。板梁提架較大及鋼筋較少處用φ130振搗棒振搗。

壓平抹光后的混凝土水平面采用平鋪雙層麻袋片后灑水養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)時(shí)保持麻袋片始終處于濕潤(rùn)狀態(tài)；柵墩立面則采用塑料薄膜包裹的方式進(jìn)行灑水保濕及養(yǎng)護(hù)。進(jìn)入寒冷季節(jié)后利用腳手架掛蓬布方式將整個(gè)柵墩施工區(qū)封閉進(jìn)行保溫，內(nèi)部架設(shè)火爐和熱吹風(fēng)機(jī)進(jìn)行升溫。同時(shí)，模板外側(cè)覆蓋保溫被，收盤(pán)及拆模后立即在混凝土外表面覆蓋一層保溫被。

為保證攔污柵混凝土澆筑質(zhì)量，在施工過(guò)程中主要加強(qiáng)原材料質(zhì)量控制及現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量管理，從施工環(huán)節(jié)上控制質(zhì)量。

3 新技術(shù)、新工藝的應(yīng)用

3.1 柵槽埋件一期安裝施工工藝的應(yīng)用

按照以往施工經(jīng)驗(yàn)，金結(jié)埋件，尤其是攔污柵柵槽埋件、門(mén)槽埋件等多采用二期安裝方式。但隨著施工技術(shù)的不斷發(fā)展，二期澆筑的弊端逐漸出現(xiàn)，如埋件與混凝土間出現(xiàn)干縮裂縫、二期混凝土出現(xiàn)滲漏水現(xiàn)象等。而埋件一期澆筑，則可完全避免以上問(wèn)題。積石峽水電站攔污柵柵槽埋件選擇了一期安裝方式，雖難度加大，但通過(guò)調(diào)整和控制，安裝質(zhì)量和效果達(dá)到的預(yù)期目標(biāo)，攔污柵柵葉一次成功安裝就位。

3.2 清水混凝土模板設(shè)計(jì)及制作

攔污柵墩按照體形斷面不同共分為5種類(lèi)型，分別有由不同的曲面和直面組成，形狀比較復(fù)雜。為了達(dá)到清水混凝土效果，實(shí)際施工時(shí)，在不同的部位加工制作了不同的模板。模板材料選用要求如下：模板面板采用6 mm厚鋼板，面板左右邊框?yàn)?0號(hào)槽鋼。面板后用橫肋及縱肋保證面板不變形，直面模板及曲面模板的縱肋均為6 mm厚鋼板；直面模板的橫肋為10號(hào)槽鋼，曲面模板的橫肋為8 mm厚鋼板和10號(hào)槽鋼；模板之間用φ16螺栓進(jìn)行連接，豎圍檁用16號(hào)槽鋼。

按照施工需要，每個(gè)墩柱均加工一套定型模板，模板在后方加工廠(chǎng)制作完成后進(jìn)行預(yù)拼裝，經(jīng)監(jiān)理工程師驗(yàn)收合格后拉運(yùn)至前方進(jìn)行安裝。為了減少后期拉桿處理，圓弧模板除邊墩外均不設(shè)拉桿，利用模板間的連接螺栓作為主要受力部件。除了柵墩加工制作定型模板外，攔污柵板梁均采用了1.5 cm厚的膠合板做模板。

3.3 板梁吊模施工工藝的應(yīng)用

積石峽水電站攔污柵聯(lián)系梁分為兩種，一種為攔污柵墩墩柱相互之間的聯(lián)系梁，垂直水流方向布置，斷面尺寸為1.2 m×1.2 m（寬×高）；一種為墩柱與進(jìn)水口大體積混凝土之間的聯(lián)系梁，順?biāo)鞣较虿贾?，斷面尺寸?.4 m×1.2 m（寬×高）。積石峽水電站進(jìn)水口攔污柵板厚1.2 m，與攔污柵墩相互連接。由于1 854～1 855 m高程板距1 819 m高程平臺(tái)高差較大，無(wú)法采用常規(guī)的混凝土澆筑方法進(jìn)行施工，經(jīng)反復(fù)核算采用吊模施工。即將現(xiàn)澆梁板混凝土中的部分上、下層縱向鋼筋（上、下弦桿），與彎折成形的小直徑鋼筋（腹桿）焊接，組成具有一定剛度且能夠承受荷載的鋼筋桁架，利用鋼筋桁架采用拉桿將梁板底部模板吊起，進(jìn)行梁板混凝土澆筑。

施工程序?yàn)椋汉?jiǎn)易施工平臺(tái)搭設(shè)→鋼管找平→底模圍檁鋪設(shè)→模板及面板鋪設(shè)→安裝梁板上下層主筋→桁架支撐就位→焊接桁架腹桿→安裝吊模拉桿→底模調(diào)整→板梁分布筋制安→側(cè)模安裝加固→測(cè)量驗(yàn)收→混凝土澆筑。

通過(guò)實(shí)際應(yīng)用，積石峽水電站梁板采用吊模施工方案，取得了明顯效果：①采用板梁吊模施工工藝，在加快工程施工進(jìn)度、縮短工期方面有明顯的優(yōu)勢(shì)。在積石峽水電站攔污柵板施工中平均每層板較傳統(tǒng)施工縮短工期約5～7 d。②在積石峽水電站攔污柵施工中由于板梁吊模施工工藝的采用，大量的節(jié)約了板、梁底部支撐腳手架鋼管用量。每層板施工占?jí)轰摴芗s100根，較傳統(tǒng)施工方法至少節(jié)約300根鋼管，攔污柵施工總計(jì)節(jié)約鋼管約1 500根。同時(shí)由于施工進(jìn)度的加快降低了腳手架鋼管的租賃成本。由于吊模施工工藝是采用梁板內(nèi)桁架進(jìn)行結(jié)構(gòu)自身承重施工，在加工形成桁架中每層板需增加投入桁架腹桿及各種支撐加固鋼材用量約4.0 t，鋼筋增耗較大。但從長(zhǎng)遠(yuǎn)角度來(lái)看，現(xiàn)期的適量投入與后期收益相比還是可行的。③吊模施工工藝由于操作簡(jiǎn)單，工序相對(duì)較少，同時(shí)能較好的克服空間結(jié)構(gòu)復(fù)雜，作業(yè)面距下層基礎(chǔ)面高差較大等不利因素對(duì)施工造成的干擾。④由于板梁內(nèi)部桁架采取了一定的起拱值同時(shí)，在混凝土施工過(guò)程中按施工工序采用了較好的現(xiàn)場(chǎng)控制措施，扳梁底部下沉變形均控制在規(guī)范及設(shè)計(jì)要求內(nèi)。

3.4 板梁多種支撐方式的綜合應(yīng)用

積石峽水電站攔污柵板梁多，高差大，施工時(shí)采用了多種施工方案，有效地解決了工期及資源投入的矛盾，取得了良好效果。

（1）第1～3層梁采用鋼管立柱支撐桁架方式。第1～3層梁主要為柵墩之間的聯(lián)系梁和柵墩與進(jìn)水口之間的聯(lián)系梁，其位置上下對(duì)應(yīng)。其中第1層梁距地面7.8 m，由于距地面高差較小，采用常規(guī)腳手架方案和鋼管支撐方式都比較容易實(shí)現(xiàn)。項(xiàng)目部有前期投入的部分φ377鋼管和標(biāo)準(zhǔn)桁架閑置，稍加改造就可以作為主要的支撐系統(tǒng)材料。相比較鋼管腳手架搭設(shè)而言，現(xiàn)場(chǎng)安裝過(guò)程中機(jī)械化程度大大提高，既節(jié)省了施工成本，又加快了施工進(jìn)度。第2層梁數(shù)目在第1層基礎(chǔ)上每個(gè)機(jī)組增加2根，因此，除了新增梁采用直接從地面支撐的方式外，其余均以第1層梁為支撐。依次類(lèi)推，第3層梁以第2層為支撐?，F(xiàn)場(chǎng)施工時(shí)，部分底部梁的支撐拆除后繼續(xù)用于第2、3層梁，成本進(jìn)一步降低。

（2）第4層梁板采用吊模與鋼管立柱支撐相結(jié)合方式。按照設(shè)計(jì)圖紙，第4層為梁、板結(jié)合，除了柵墩之間聯(lián)系梁繼續(xù)布置外，與進(jìn)水口大體積混凝土之間已變?yōu)槁?lián)系板，該板距地面34.8 m，厚1.2 m。此層采用立柱支撐與吊模相結(jié)合的支撐方式，即在板內(nèi)對(duì)應(yīng)底部聯(lián)系梁的部位，加工制作鋼筋型鋼桁架，以柵墩混凝土、板窩混凝土及鋼管柱作為支撐，該桁架作為吊模桁架的支撐點(diǎn)。雖增加了鋼筋桁架及吊模桁架腹桿鋼筋的投入，但腳手架鋼管數(shù)量大大減少，施工進(jìn)度和質(zhì)量均得到了有效保證。

（3）第5層板采用滿(mǎn)堂紅腳手架支撐及鋼管立柱支撐相結(jié)合方式，局部采用吊模。為了滿(mǎn)足壩頂結(jié)構(gòu)布置要求，第5層板范圍繼續(xù)加大，加上柵墩外伸牛腿，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出第4層板梁范圍，單純依靠第4層板梁支撐不能完全實(shí)現(xiàn)。通過(guò)分析研究，結(jié)合項(xiàng)目部有大量前期拆除的碗扣式腳手架和小直徑（100～200 mm）鋼管的實(shí)際情況，在與底部第4層板對(duì)應(yīng)的位置，搭設(shè)滿(mǎn)堂紅腳手架和鋼管立柱支撐相配合的方式作為第5層板的支撐。對(duì)于無(wú)法搭設(shè)腳手架的部位，則采用吊模方式。

通過(guò)對(duì)整個(gè)攔污柵板梁施工的整體規(guī)劃和安排，在投入較少腳手架鋼管的前提下，充分利用了項(xiàng)目部現(xiàn)有材料，既滿(mǎn)足施工質(zhì)量要求，又節(jié)約了成本。整個(gè)攔污柵施工期間，只搭設(shè)了常規(guī)的施工腳手架，同時(shí)，攔污柵墩施工過(guò)半后，將底部的腳手架拆除后搭設(shè)了上半部分的懸空腳手架，材料進(jìn)一步節(jié)約。

4 結(jié)語(yǔ)

積石峽水電站攔污柵施工過(guò)程中，柵墩采用定型模板施工；聯(lián)系梁采用鋼管柱支撐和吊模方式施工；聯(lián)系板采用吊模、鋼管及腳手架立柱支撐方式施工。通過(guò)一系列措施的實(shí)施，既節(jié)約了施工成本，又滿(mǎn)足了工期要求。整個(gè)攔污柵墩施工質(zhì)量達(dá)到了清水混凝土標(biāo)準(zhǔn)，得到一致好評(píng)。