瀑布溝水電站電梯電纜豎井混凝土施工工期保障措施與施工協(xié)調(diào)

陶用濱,張 奇

(1.四川二灘國際工程咨詢有限責(zé)任公司,四川 成都 610072;2.四川樂山市沙灣區(qū)水利局,四川 樂山 614900)

1 前 言

瀑布溝水電站位于大渡河中游四川省漢源縣及甘洛縣境內(nèi),是一座以發(fā)電為主兼有防洪、攔沙等綜合效益的大型水電站,總裝機(jī) 330萬kW。電站樞紐由心墻堆石壩、左岸地下廠房系統(tǒng)、左岸岸邊開敞式溢洪道、左岸泄洪洞、右岸放空洞及尼日河引水工程等工程項目和建筑物組成。工程等別為Ⅰ等工程,主要水工建筑物為 1級。

地下廠房2條電梯電纜豎井分別高 207m(副廠房)和 204m(主變室),開挖直徑 9.2～9.6m,襯砌后內(nèi)徑 8m,內(nèi)設(shè)電纜井、通風(fēng)井、電梯間、板梁柱及樓梯等結(jié)構(gòu)。

2 豎井施工進(jìn)度情況

在施工過程中,由于受多種因素的共同影響,2條電梯電纜豎井的開挖均未能按期完成,且嚴(yán)重滯后于進(jìn)度計劃。

眾所周知,水電工程是個龐大的系統(tǒng)工程,涉及多個專業(yè)及眾多的公用系統(tǒng),且在施工過程中各部位、各工序、各專業(yè)間的施工均有著密切的聯(lián)系及施工邏輯關(guān)系,并互為施工條件,僅僅依靠部分工程的完工是難以實(shí)現(xiàn)合同工程目標(biāo)的。因此,在工程實(shí)施前必須進(jìn)行認(rèn)真規(guī)劃,施工中必須進(jìn)行系統(tǒng)有效的跟蹤管理,其根本目的就是使關(guān)鍵線路上的施工項目滿足合同要求,這是實(shí)現(xiàn)合同工程目標(biāo)的必要前提之一。

由于豎井開挖施工工期的滯后直接影響了后續(xù)工序(尤其是井內(nèi)混凝土結(jié)構(gòu))的按期實(shí)施,而整個豎井施工項目能否按期完成最終將影響能否按期發(fā)電的總進(jìn)度目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。因此,整個豎井的施工進(jìn)度面臨著嚴(yán)峻的考驗,必須采取積極有效的處理措施,使其滿足總進(jìn)度要求。

3 采取的措施及實(shí)施情況

為解決上述問題,經(jīng)參建各方多次共同研究、討論,采取了一系列科學(xué)、有效的工程技術(shù)措施和工程管理措施。

3.1 井內(nèi)混凝土施工方案的選擇、優(yōu)化

在前期工期損失既成事實(shí)及外界相關(guān)施工條件無重大利好變化的情況下,保證豎井施工按期完成是一項十分艱巨的任務(wù)。為此,經(jīng)監(jiān)理提議,業(yè)主組織工程參建各方根據(jù)設(shè)計圖紙的相關(guān)要求對原混凝土施工方案進(jìn)行了認(rèn)真研究、討論。一致認(rèn)為:2條電梯電纜豎井施工具有高差大(電梯電纜豎井施工范圍為高程 666.2～907m,主變室施工范圍為高程677.7～907m)、結(jié)構(gòu)復(fù)雜 (內(nèi)設(shè)電纜井、通風(fēng)井、電梯間、板梁柱及樓梯等結(jié)構(gòu))、施工空間狹小、與機(jī)電安裝交叉作業(yè)、安全問題突出等主要特點(diǎn)。

經(jīng)進(jìn)一步深入研究認(rèn)為,豎井施工的關(guān)鍵線路為井內(nèi)混凝土樓梯施工,有 57層(單個豎井,投標(biāo)方案樓梯混凝土采用預(yù)制吊裝,隨滑模澆筑上升,逐步向上安裝,后續(xù)設(shè)計圖紙要求樓梯混凝土整體現(xiàn)澆),若采用逐層現(xiàn)澆的施工方案,則施工進(jìn)度將遠(yuǎn)不能滿足總進(jìn)度目標(biāo)的要求。

圍繞這一核心問題,714聯(lián)營體提出了五套解決方案,各方對此進(jìn)行了認(rèn)真研究討論后認(rèn)為:

方案一鋼結(jié)構(gòu)樓梯方案

研究結(jié)果:因不能滿足消防要求予以否決;

方案二裸露鋼牛腿方案

研究結(jié)果:因不能滿足消防要求予以否決;

方案三逐層現(xiàn)澆混凝土方案

研究結(jié)果:因工期不能滿足發(fā)電要求予以否決;

方案四混凝土梁全面預(yù)制方案

研究結(jié)果:因存在主梁斷面消減、連接安全、結(jié)構(gòu)整體性保證等問題予以否決;

方案五多工作面逐層現(xiàn)澆混凝土方案

研究結(jié)果:完成井筒滑模施工,之后進(jìn)行分段隔離、形成相對獨(dú)立的施工單元平行施工。在外圍施工條件及工程總量不變的情況下,該方案能創(chuàng)造更多的工作面,可有效縮短施工工期,在技術(shù)上是可行的。

方案五在被確定并經(jīng)過進(jìn)一步細(xì)化后成為最終的執(zhí)行方案,其施工方法及程序如下:

(1)完成豎井滑模(系統(tǒng)及隔離平臺預(yù)埋件)施工;

(2)完成 907m高程隔離平臺施工;

(3)自下而上完成各隔離平臺施工;

(4)各獨(dú)立單元平行施工。

施工隔離平臺的形成及施工通道:五個隔離平臺分別在高程 707.4m(平臺 A)、754.2m(平臺 B)、779.4m(平臺 C)、819.0m(平臺 D)、869.4m(平臺E),利用預(yù)埋在井壁上鋼牛腿與型鋼焊接形成受力結(jié)構(gòu)主體,結(jié)構(gòu)主體主梁用Ⅰ63a工字鋼,次梁采用雙 25a槽鋼,并在其上布設(shè) φ25鋼筋網(wǎng)與之焊接,然后在鋼筋網(wǎng)上鋪 5cm厚木板,最終形成作業(yè)平臺。為保證每層平臺獨(dú)立平行施工,在每層預(yù)留人員、材料運(yùn)輸通道,分別位于樓梯井和電梯井部位。通道周圍均用花紋鋼板做好安全防護(hù),確保施工安全。

人員、材料運(yùn)輸由布置在 907m高程的兩個卷揚(yáng)系統(tǒng)完成?；炷镣ㄟ^混凝土罐車水平運(yùn)輸至910m高程后通過溜管垂直輸送至澆筑受料平臺或倉面,溜管每 30m設(shè)置一個 MYBOX等緩降設(shè)施用于解決骨料分離問題,部分分離的混凝土在入倉前由人工二次拌和后方可入倉。

井壁混凝土采用滑模澆筑,樓梯及其他梁、板、柱結(jié)構(gòu)采用滿堂腳手架支撐,逐層澆筑?？紤]到混凝土強(qiáng)度問題和施工安全,樓梯、梁、板、柱結(jié)構(gòu)施工鋼架管需求量按三層一個循環(huán)控制。第一層結(jié)構(gòu)澆筑完成 1天后在其上部搭設(shè)腳手架做第二層結(jié)構(gòu)的施工準(zhǔn)備,第二層結(jié)構(gòu)澆筑完成 1天后進(jìn)行第三層結(jié)構(gòu)的施工準(zhǔn)備,第三層完成后再拆除第一層腳手架。如此循環(huán)。

同時,根據(jù)土建施工合同,2條電梯電纜豎井采用一套滑模依次澆筑井壁,因 1號電梯電纜豎井布置有公用系統(tǒng),也屬發(fā)電控制項目,2號電梯電纜豎井兩個月澆筑時間及滑模拆除、維修校正和重新安裝,1號電梯電纜豎井施工至少滯后 2號豎井 3個月,故滑模澆筑方案不能滿足進(jìn)度要求。因此,最終確定增加一套 1號豎井滑模,2條豎井平行澆筑。電梯電纜豎井混凝土滑模施工工藝流程見圖 1。

圖1 電梯電纜豎井混凝土滑模施工工藝流程

3.2 安全措施

由于同一個立體空間存在上、下多個工作面同時平行施工的情況,因此,安全問題也變得尤為突出,必須引起高度重視,嚴(yán)格管理。

為有效解決該問題,在安全管理方面,監(jiān)理要求承包人上報了專項安全措施,在技術(shù)安全保障方面,做了大量細(xì)致的工作:在井口周圍設(shè)置 0.6m高的封閉式護(hù)欄,滑模頂部設(shè)置安全防護(hù)篷,卷揚(yáng)機(jī)設(shè)置安全裝置,如起吊提升限位、停電保護(hù)裝置,豎井內(nèi)設(shè)置 5個隔離封閉平臺,照明采用安全電壓,上下通信采用對講機(jī)進(jìn)行聯(lián)絡(luò)等等。

3.3 建立適應(yīng)現(xiàn)場管理需求的協(xié)調(diào)機(jī)制

任何一個工程的順利、安全施工,都不可避免地存在自己內(nèi)部以及與周邊外圍環(huán)境的協(xié)調(diào)問題,電梯電纜豎井的施工也不例外。因此,僅有施工方案還不夠,還需建立有效的管理、協(xié)調(diào)機(jī)制。

由于場地客觀條件的限制及施工進(jìn)度計劃安排,在豎井施工的同時,910m高程的 GIS樓也在緊張施工,兩者相互制約、相互干擾的問題非常突出。如何在有限的時間和空間內(nèi)及時、高效地協(xié)調(diào)處理好各標(biāo)在施工過程中的問題和干擾,是確保各方施工進(jìn)度能否最終按期完成的又一必要條件。

為有效解決上述問題,特成立了由業(yè)主牽頭,監(jiān)理、施工、設(shè)計參與組成的“施工現(xiàn)場協(xié)調(diào)小組”,全權(quán)處理豎井施工過程中以及與相鄰施工標(biāo)段間的協(xié)調(diào)問題。協(xié)調(diào)小組通過采取以下措施,有力地保障了各方施工的順利進(jìn)行:

(1)通過技術(shù)手段和合同手段,優(yōu)化開關(guān)站施工,減少或消除相互間干擾。

(2)調(diào)整 GIS樓部分施工程序,確保豎井施工通道。

(3)優(yōu)先確保豎井材料的供應(yīng)。

(4)每天進(jìn)行現(xiàn)場會議,并將決議事項記錄于“專用筆記本”進(jìn)行會簽、存檔,確保記錄的準(zhǔn)確性、真實(shí)性、連續(xù)性,作為后期相關(guān)合同問題、技術(shù)問題的處理依據(jù)。同時,全面跟蹤、監(jiān)督會議要求的執(zhí)行情況。

(5)采取獎懲措施,激勵承包人的施工積極性等。

3.4 實(shí)施情況

嚴(yán)格按細(xì)化后的施工措施執(zhí)行。由于創(chuàng)造了多個工作面,使各個工作面的施工工序?qū)崿F(xiàn)了流水作業(yè),從而進(jìn)一步提高了功效,加快了施工進(jìn)度,同時也更便于施工管理。單個樓層主要施工工序及實(shí)際施工進(jìn)度情況見表1。

表1 單個樓層主要施工工序及實(shí)際施工進(jìn)度匯總

4 最終效果評價

通過各方的不懈努力和密切配合,電梯電纜豎井前期開挖階段工期嚴(yán)重滯后的情況在后期的井內(nèi)混凝土施工工序階段得到了極大的改善和緩解,平均每層結(jié)構(gòu)施工時間為 5天。多個工作面平行施工,與逐層現(xiàn)澆的施工方案相比,總工期節(jié)約了約 6個月,最終確保了整個電梯電纜豎井井內(nèi)混凝土的安全、按期完成。該分部工程的順利完成,也說明了所采用的方案在技術(shù)上是可行的,但其畢竟存在較大的施工安全風(fēng)險和施工安全管理風(fēng)險,并由此增加了相關(guān)費(fèi)用,對施工技術(shù)水平及施工管理水平均有較高要求。因此,建議在實(shí)際施工中,應(yīng)根據(jù)工程具體情況,謹(jǐn)慎采用。