向家壩水電站左岸壩后廠房混凝土施工關(guān)鍵技術(shù)

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(中國(guó)水利水電第三工程局有限公司四川分局，成都，610045)

向家壩水電站左岸壩后主廠房布置在河床左側(cè)壩后，位于泄洪建筑物左側(cè)，通航建筑物右側(cè)，部分安裝間與通航建筑物重疊布置。壩后主廠房裝機(jī)4臺(tái)，單機(jī)容量800MW，單管單機(jī)。電站建筑物由主廠房、副廠房、開(kāi)關(guān)站、出線平臺(tái)、回車場(chǎng)等組成?，F(xiàn)將該電站廠房混凝土施工的關(guān)鍵技術(shù)總結(jié)如下。

1 主廠房混凝土施工

主廠房建基面高程225.50m，建基面順?biāo)飨驅(qū)挾?1.45m，廠房最大高度82.15m。廠房機(jī)組段為一機(jī)一縫的型式，單個(gè)機(jī)組段標(biāo)準(zhǔn)寬度36.80m。主廠房上、下游側(cè)排架柱(墻)寬度均為2.00m，為雙孔結(jié)構(gòu)，主廠房混凝土采用兩臺(tái)MQ2000港機(jī)、一臺(tái)MQ1260、一臺(tái)MQ6000門機(jī)及一臺(tái)30t纜機(jī)，根據(jù)不同時(shí)段合理布置，采用以6m3、9m3臥罐或立罐入倉(cāng)，以平鋪法為主、臺(tái)階法為輔澆筑，φ100mm～φ150mm振搗棒人工平倉(cāng)。模板以小鋼模、多卡為主，木模配合使用，對(duì)清水混凝土部位采用WISA模板施工，保證其施工質(zhì)量滿足要求。施工中的主要控制創(chuàng)新及控制要點(diǎn)如下：

1.1 優(yōu)化廠房施工分縫分塊

1.1.1 向家壩主廠房上下游方向分為三個(gè)區(qū)，一區(qū)主要為肘管上游實(shí)體和廊道混凝土，二區(qū)為機(jī)組段，三區(qū)為尾水段。原設(shè)計(jì)二區(qū)和三區(qū)分縫為錯(cuò)縫搭接形式。該分縫形式造成兩個(gè)分區(qū)的混凝土必須平行交替上升，且兩區(qū)之間只能有一個(gè)升層的高差。而廠房二區(qū)施工受肘管鋼襯等各工序施工影響較大，上升速度很慢，且和三區(qū)交替上升，則導(dǎo)致三區(qū)施工受到制約。經(jīng)設(shè)計(jì)優(yōu)化，將分縫形式調(diào)整為直縫加鍵槽、插筋的形式，并在縫面預(yù)埋接縫灌漿系統(tǒng)，后期對(duì)分縫進(jìn)行灌漿，解決了混凝土上升期間相互制約干擾問(wèn)題，加快了三區(qū)施工工期。

1.1.2 合理的分層分塊，既加快進(jìn)度，又保證接縫處施工質(zhì)量。對(duì)于主廠房的分層，在能夠保證入倉(cāng)強(qiáng)度和溫控要求的前提下，盡量采用高升層，加快前期施工進(jìn)度，為上部結(jié)構(gòu)混凝土施工爭(zhēng)取時(shí)間。為保證主廠房上下游墻內(nèi)外側(cè)墻面達(dá)到免裝修標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)墻體分層做了統(tǒng)一規(guī)劃，墻面模板采用VISA面板，收倉(cāng)面采用角鋼控制，使施工完成的墻面整齊劃一，達(dá)到免裝修外觀要求。

1.2 肘管底部采用自密實(shí)混凝土

1.2.1 為確保肘管底部泵送自密實(shí)混凝土入倉(cāng)，在肘管水平段鋼襯上開(kāi)φ200mm孔洞，作為混凝土泵管(軟管頭)入口，間排距2.0m×2.2m，梅花形布置，待肘管底板混凝土澆筑完成后，對(duì)開(kāi)孔部位按要求補(bǔ)焊。

1.2.2 由于自密實(shí)混凝土水化熱較高，為避免出現(xiàn)超溫情況，在肘管底部及四周布置雙層冷卻水管。

1.2.3 由于肘管鋼襯底部面積大，鋼筋多、支撐件多，混凝土難以輔料到位，容易產(chǎn)生脫空，同時(shí)混凝土凝固后自身也會(huì)產(chǎn)生靜縮，容易與肘管里襯之間形成縫隙。因此在澆筑混凝土?xí)r，采用拔管成孔。

1.2.4 根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際澆筑情況分析，肘管底部采用開(kāi)孔澆筑自密實(shí)混凝土方案時(shí)肘管抬動(dòng)可控，符合規(guī)范要求。

1.2.5 后期回填灌漿時(shí)，拔管通暢率在90%以上，保證了肘管后期回填的可行性。

1.3 錐管安裝由二期改為一期

根據(jù)向家壩節(jié)點(diǎn)工期要求，4臺(tái)機(jī)組交面時(shí)間互相之間相差2～3個(gè)月，基本上在一年之內(nèi)實(shí)現(xiàn)4臺(tái)機(jī)組的交面。為加快錐管段施工進(jìn)度，結(jié)合機(jī)組肘管段鋼襯一期安裝的經(jīng)驗(yàn)，將錐管段采用一期一次安裝的施工方式，避免錐管預(yù)留二期混凝土施工帶來(lái)的諸多不利因素，并且可以節(jié)約直線工期。

1.4 蝸殼施工技術(shù)

1.4.1 分層分塊。蝸殼二期混凝土澆筑起止高程為251.00m～266.190m，高度14.69m。根據(jù)基礎(chǔ)環(huán)結(jié)構(gòu)及蝸殼斷面特點(diǎn)，為避免蝸殼陰角部位混凝土脫空，同時(shí)考慮混凝土入倉(cāng)能力，蝸殼二期混凝土共劃分5層施工。同時(shí)確保蝸殼及基礎(chǔ)環(huán)在混凝土澆筑后的最終變形滿足要求，根據(jù)機(jī)組四個(gè)象限一期混凝土在倉(cāng)面形成的四個(gè)臺(tái)階特點(diǎn)，將蝸殼底部第一層分成四個(gè)相對(duì)獨(dú)立的混凝土澆筑塊進(jìn)行順序?qū)ΨQ澆筑。

1.4.2 澆筑手段。根據(jù)蝸殼混凝土每層情況，合理采用泵機(jī)+MQ2000港機(jī)或3#纜機(jī)聯(lián)合供料，對(duì)上部層適當(dāng)增設(shè)溜槽等入倉(cāng)措施。港機(jī)和纜機(jī)供料澆筑蝸殼外側(cè)混凝土，并向泵機(jī)集料斗供料。

1.4.3 彈性墊層施工。蝸殼外圍墊層材料為L(zhǎng)-600型高壓聚乙烯閉孔泡沫塑料(PE板)，墊層范圍為蝸殼頂部的上半圓180°～110°，繞蝸殼包角34.5°。墊層厚度為30mm，穿墻管與蝸殼直管段相接處1m范圍內(nèi)由50mm漸變?yōu)?0mm；蝸殼環(huán)向彈性墊層的兩端1m范圍由30mm漸變?yōu)?0mm。漸變過(guò)程均采用現(xiàn)有彈性墊層進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)切割成坡。

1.4.4 蝸殼混凝土澆筑

1.4.4.1 第一層澆筑。為保證蝸殼混凝土在第一層澆筑期間變形可控，將其分為四塊對(duì)稱澆筑，入倉(cāng)手段為泵機(jī)+MQ2000港機(jī)+纜機(jī)+砂漿泵，泵送混凝土坍落度為16cm～18cm，港機(jī)掛吊罐澆筑混凝土坍落度為6cm～8cm，泵送自密實(shí)混凝土擴(kuò)散度60cm～65cm。蝸殼外側(cè)底角部位適當(dāng)搭設(shè)溜桶或滑槽，便于吊罐混凝土到位。在蝸殼基礎(chǔ)環(huán)陰角處啟用砂漿泵泵送砂漿，砂漿泵配比：水∶水泥∶砂=1∶2∶3.5。

1.4.4.2 第二～第五層澆筑。采用MQ2000港機(jī)和纜機(jī)及MQ6000門機(jī)聯(lián)合澆筑，收倉(cāng)層面與蝸殼交角處按45°倒角處理，采用平鋪法澆筑。

1.4.4.3 澆筑過(guò)程中特別注意事項(xiàng)。蝸殼安裝精度要求高，混凝土澆筑及回填灌漿過(guò)程中防止抬動(dòng)變形是第一關(guān)鍵，其次是如何保證混凝土澆筑密實(shí)，再次是控制混凝土的最高溫升。嚴(yán)禁吊罐碰撞蝸殼殼體，在距離蝸殼殼體2.0m范圍內(nèi)不得設(shè)置下料點(diǎn)。嚴(yán)格控制混凝土澆筑上升速度，特別是混凝土接近蝸殼后混凝土澆筑上升速度嚴(yán)格按≤30cm/h控制。

1.4.4.4 混凝土溫度控制。蝸殼二期混凝土特殊區(qū)域最高溫度自密實(shí)混凝土?xí)喊?3℃控制，泵送常態(tài)二級(jí)配混凝土?xí)喊?0℃控制，其他部位按設(shè)計(jì)要求執(zhí)行。施工中采用循環(huán)制冷水控制，保證滿足溫控要求。

1.4.4.5 變形監(jiān)測(cè)。基礎(chǔ)環(huán)與蝸殼澆筑期間的變形監(jiān)測(cè)，采取機(jī)電安裝標(biāo)與土建標(biāo)“各自監(jiān)測(cè)，及時(shí)溝通，聯(lián)合預(yù)警，土建控制”的方式進(jìn)行。監(jiān)測(cè)控制標(biāo)準(zhǔn)，過(guò)程監(jiān)控按照基礎(chǔ)環(huán)±0.25mm、蝸殼±2.5mm進(jìn)行控制，并且在澆筑過(guò)程中，按照基礎(chǔ)環(huán)±0.2mm、蝸殼±2.0mm進(jìn)行預(yù)警。

1.4.4.6 基礎(chǔ)環(huán)、蝸殼底部回填灌漿。①蝸殼底部軸線內(nèi)外側(cè)，對(duì)應(yīng)圓心角21.3°(內(nèi)側(cè))+48.8°(外側(cè))=70.1°的范圍，布置回填灌漿系統(tǒng)。相應(yīng)蝸殼底部軸線內(nèi)側(cè)最大長(zhǎng)度為2m，布設(shè)重復(fù)灌漿系統(tǒng)。外側(cè)最大長(zhǎng)度為4m，采用拔管施工；②基礎(chǔ)環(huán)陰角部位回填灌漿，采用埋設(shè)φ38mm可重復(fù)灌漿管進(jìn)行，每臺(tái)機(jī)組基礎(chǔ)環(huán)與蝸殼的陰角部位布置4組重復(fù)灌漿管路(按照第一層澆筑分的4個(gè)倉(cāng)位進(jìn)行布置)，采用固定卡緊貼固定在基礎(chǔ)環(huán)蝸殼陰角管壁上；③回填灌漿在第一層混凝土最后一倉(cāng)襯砌完成7天后或達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度70%時(shí)進(jìn)行；④回填灌漿結(jié)束60天后，再次對(duì)蝸殼、基礎(chǔ)環(huán)脫空區(qū)進(jìn)行敲擊檢查，對(duì)脫空面積≥0.5m2的脫空區(qū)進(jìn)行接觸灌漿。接觸灌漿利用可重復(fù)灌漿管進(jìn)行，直至合格為止。

1.5 機(jī)墩風(fēng)罩施工

1.5.1 分層分塊。根據(jù)機(jī)墩、風(fēng)罩結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，為避免薄壁部位混凝土脫空，同時(shí)考慮埋管安裝、混凝土入倉(cāng)能力及工期要求，機(jī)墩風(fēng)罩二期混凝土共劃分4層，澆筑起止高程為267.145m～277.690m，總高度10.545m；按照單臺(tái)機(jī)組進(jìn)行劃分為獨(dú)立的施工單元，每臺(tái)機(jī)組同一升層，整體一次施工成型。

1.5.2 手段布置。采用一臺(tái)上海MQ2000港機(jī)、一臺(tái)MQ6000門機(jī)、一臺(tái)30t纜機(jī)、一臺(tái)胎帶機(jī)及廠房永久橋機(jī)，根據(jù)各倉(cāng)號(hào)情況，合理組織調(diào)配。

1.5.3 混凝土澆筑。按照常規(guī)混凝土澆筑進(jìn)行控制，但是由于其三期預(yù)留坑精度非常重要，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際施工中應(yīng)嚴(yán)格把關(guān)。

1.5.4 風(fēng)罩牛腿。風(fēng)罩牛腿懸挑長(zhǎng)度達(dá)1.18m且成圓弧形，提前在后方采用木模加工完成，在現(xiàn)場(chǎng)搭設(shè)3排腳手架作為支撐結(jié)構(gòu)，保證其型體尺寸滿足要求。

1.5.5 溫度控制。因機(jī)墩風(fēng)罩混凝土除第一層為大體積外，其余均為結(jié)構(gòu)混凝土，現(xiàn)場(chǎng)對(duì)入倉(cāng)溫度控制外，對(duì)澆筑溫度也要進(jìn)行嚴(yán)格控制，采用鋪設(shè)保溫被等措施使其達(dá)到要求，澆筑完成后，根據(jù)氣溫特點(diǎn)及時(shí)養(yǎng)護(hù)保溫。

2 副廠房混凝土施工

副廠房由上游副廠房和下游副廠房?jī)刹糠纸M成。上游副廠房布置在主機(jī)間上游側(cè)，與主廠房之間用結(jié)構(gòu)縫分開(kāi)，底部高程266.74m。上游副廠房為框架結(jié)構(gòu)，共6層，尺寸為157.80m×26.00m×45.40m(長(zhǎng)×寬×高)。下游副廠房布置在主機(jī)間的尾水平臺(tái)上，下游副廠房位于主機(jī)間下游邊墻和尾水擋墻之間，尺寸為148.44m×20.00m×17.74m(長(zhǎng)×寬×高)，共三層。

2.1 上副混凝土施工

2.1.1 施工區(qū)域劃分。結(jié)合上副廠房結(jié)構(gòu)特點(diǎn)劃分2個(gè)施工區(qū)，即GIS及中控樓。GIS室由A～F六個(gè)單元組成，中控樓由G～I(xiàn)三個(gè)單元組成。根據(jù)區(qū)域給機(jī)電交面的先后順利合理組織，精細(xì)化施工。

2.1.2 手段布置。根據(jù)進(jìn)度安排，在上副上游結(jié)構(gòu)邊線以外，分期布置2臺(tái)MQ1260門機(jī)，滿足施工期間材料吊運(yùn)及混凝土澆筑等事宜。

2.1.3 承重架搭設(shè)。為加快上副整體施工進(jìn)度，滿足工期要求，在采取常規(guī)腳手架搭設(shè)的同時(shí)，引進(jìn)快速腳手架，減少承重架搭設(shè)時(shí)間。

2.1.4 混凝土澆筑。按照每個(gè)單元分塊進(jìn)行澆筑，減少備倉(cāng)時(shí)間，嚴(yán)格控制結(jié)構(gòu)高程，保證其面板符合機(jī)電安裝高程要求。加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)，避免裂縫等質(zhì)量問(wèn)題。對(duì)工期特別緊張的部位，采取柱體與面板合倉(cāng)澆筑，但需加強(qiáng)振搗保證密實(shí)，加強(qiáng)模板加固，控制體型，防止變形計(jì)跑模等情況。

2.1.5 預(yù)制現(xiàn)澆結(jié)合。為加快頂層面板進(jìn)度，減少承重架工程量，將開(kāi)關(guān)站頂部面板采用預(yù)制板與現(xiàn)澆疊合施工形式。

2.2 下副混凝土施工

2.2.1 施工區(qū)域劃分。結(jié)合下副廠房結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，按照房間劃分施工區(qū)。

2.2.2 手段布置。混凝土施工手段，直接采用布置在尾水渠的2臺(tái)MQ2000港機(jī)，滿足施工期間材料吊運(yùn)及混凝土澆筑等事宜。

2.2.3 承重架搭設(shè)。為加快下副整體施工進(jìn)度，滿足工期要求，承重架采用倉(cāng)外整體搭設(shè)，后直接吊至倉(cāng)內(nèi)，局部補(bǔ)強(qiáng)處理。該種方式可減少承重架搭設(shè)時(shí)間，縮短備倉(cāng)。

2.2.4 混凝土澆筑。按照每個(gè)單元分塊進(jìn)行澆筑，減少備倉(cāng)時(shí)間，嚴(yán)格控制結(jié)構(gòu)高程，保證其面板符合機(jī)電安裝高程要求。加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)，避免裂縫等質(zhì)量問(wèn)題產(chǎn)生。為保證下副廠房外觀，對(duì)墻體及頂板均采用統(tǒng)一規(guī)劃配板，加固采用無(wú)外露鋼筋頭的接安螺栓，確保了外觀質(zhì)量。

2.2.5 框架梁主梁鋼筋倉(cāng)外綁扎。為減少倉(cāng)號(hào)備倉(cāng)時(shí)間，考慮工期要求，將框架主梁鋼筋在倉(cāng)外整體綁扎，然后采用大型門機(jī)或汽車吊直接吊入倉(cāng)內(nèi)安裝就位，然后再進(jìn)行其余次梁的鋼筋綁扎。該種方式，縮短了鋼筋安裝直線工期，對(duì)加快進(jìn)度有利。

3 結(jié)語(yǔ)

向家壩工程作為全國(guó)單臺(tái)機(jī)組容量最大的水電站，其左岸壩后廠房土建施工順利與否，直接關(guān)系著整個(gè)電站是否能按期發(fā)電?？偨Y(jié)向家壩左岸壩后廠房實(shí)際施工中采取的各項(xiàng)施工措施及特殊技術(shù)，可為類似電站廠房施工積累經(jīng)驗(yàn)。