錦屏二級水電站廠房吊頂施工技術(shù)

向旭輝

(葛洲壩集團第二工程有限公司，成都，610091)

1 工程概況

錦屏二級水電站主廠房吊頂結(jié)構(gòu)位于主廠房頂部，呈圓拱形，為現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。吊頂結(jié)構(gòu)主要由上下游兩側(cè)支撐梁柱結(jié)構(gòu)、拱梁、吊頂錨桿及拉桿、混凝土肋板組成。主廠房吊頂長度320.4m，拱梁跨距27.1m，拱梁安裝高程1355.2m～1359.53m，主要由骨架角鋼、腹桿、焊接箍筋外包鋼模板、拉桿等部分組成。拱梁共83榀，斷面為400mm×500mm，每榀分3段制作，3段拱梁通過法蘭連接。拱梁現(xiàn)場制作，拱梁外側(cè)包一層3mm鍍鋅壓制薄鋼板，鋼板焊接在角鋼架上。拱梁上面鋪設(shè)鍍鋅壓型鋼板，混凝土肋板下部為鍍鋅壓型鋼板，具有模板功能，同時又具有美化和裝飾吊頂結(jié)構(gòu)的作用。壓型鋼板安裝驗收后，在上面綁扎鋼筋，現(xiàn)澆12cm厚C30混凝土。

2 吊裝方式及施工平臺設(shè)計

2.1 吊裝方式

主廠房吊頂施工工期較長，安裝間以機電設(shè)備為主，且場地有限，結(jié)合現(xiàn)場安裝情況，吊頂安裝將采用5t卷揚機作為主要吊裝手段。5t卷揚機布置在進(jìn)廠房交通洞上方廠1#施工支洞內(nèi)，用12根M16×250mm膨脹螺栓與混凝土地面固定，同時以廠房頂部天錨作為主吊點，采用滑輪組導(dǎo)向。

2.2 施工平臺設(shè)計

主廠房吊頂結(jié)構(gòu)拱梁及混凝土肋板，距安裝間混凝土底板約25m，距機組段底板約49m，距集水井底板77m，高度較高。根椐主廠房吊頂結(jié)構(gòu)布置特點，考慮使用大、小橋機作為支撐平臺，在橋機主梁上搭設(shè)型鋼施工平臺，進(jìn)行拱梁及混凝土肋板施工。施工平臺寬12m長24m，覆蓋整個橋機上方，主要由主梁、斜梁、立柱、主平臺、延伸平臺、斜梁平臺、頂桿裝置等部分組成，總重約60.8t。

3 吊頂施工技術(shù)

3.1 施工順序

主廠房吊頂結(jié)構(gòu)拱梁及混凝土肋板施工，先進(jìn)行安裝間段施工，然后按照從廠左向廠右的順序依次施工，依次為集水井段、1#機組段～8#機組段、安裝間段拱梁和混凝土肋板。

3.2 工藝流程

由于橋機主梁外緣寬7.35m，拱梁間距為4.4m，確定一榀拱梁作為一個安裝單元進(jìn)行一次安裝，一段肋板作為一個安裝單元進(jìn)行一次安裝。一個安裝單元先進(jìn)行拱梁鋼結(jié)構(gòu)安裝，然后進(jìn)行肋板安裝，拱梁與肋板連接固定。拱梁安裝時，必須邊安裝、邊固定拉桿;肋板安裝時，必須邊安裝、邊固定肋板，最后焊接在拱梁上。

為充分利用橋機空閑時間，提高施工效率，加快施工進(jìn)度，減小安全隱患，待拱梁和肋板安裝了一定長度后，再進(jìn)行混凝土澆筑施工?；炷翝仓紤]一個機組段吊頂結(jié)構(gòu)為一個混凝土澆筑倉，結(jié)構(gòu)縫按設(shè)要求處理，由遠(yuǎn)而近進(jìn)行施工。

主廠房吊頂結(jié)構(gòu)拱梁及混凝土肋板施工工藝:拱梁與肋板加工、制作→橋機定位與施工平臺搭設(shè)→拱梁安裝與拉桿連接→肋板安裝與固定→鋼筋安裝→模板、止水、埋件安裝→倉位驗收→混凝土澆筑→養(yǎng)護(hù)。

3.3 拱梁及壓型鋼板安裝

3.3.1 拱梁吊裝

拱梁采用5t卷揚機利用天錨吊裝到施工平臺托架上待安裝。吊裝時將3節(jié)(1榀)用專用吊梁托架整體吊裝，并將3節(jié)拱梁左右方向重疊放置，吊裝時應(yīng)在吊具兩端拴攬風(fēng)繩，防止拱梁在空中自由旋轉(zhuǎn)碰傷設(shè)備。安裝到最后1榀拱梁時，可采用25t汽車吊分3節(jié)單獨吊裝，拱梁吊裝到平臺托架上后，采用導(dǎo)鏈臨時固定，防止運輸時滑移。

3.3.2 拱梁安裝

(1)利用升降臺車安裝中間搭接段的吊桿，同時在吊桿上焊接吊環(huán);

(2)用2臺3t導(dǎo)鏈將拱梁中間節(jié)吊起，并調(diào)整中心、高程位置;

(3)根據(jù)中間節(jié)拱梁位置，確定兩側(cè)拱梁長度，修割配割余量;

(4)將中間節(jié)拱梁用導(dǎo)鏈抬高0.6m左右，留出兩端拱梁安裝位置，采用導(dǎo)鏈、頂桿調(diào)整就位兩端拱梁;

(5)松3t導(dǎo)鏈，中間拱梁就位，連接節(jié)間螺栓;

(6)焊接吊桿螺栓，精確調(diào)整拱梁高程，加固焊接筋板等附件;

(7)降頂桿、松導(dǎo)鏈，安裝鍍鋅鋼板。

結(jié)構(gòu)縫處兩榀緊鄰的拱梁安裝時，在安裝好第一榀后，安裝油氈等附件，再安裝第二榀拱梁。為了保證拱梁的穩(wěn)定，在安裝2榀拱梁后，要在2榀拱梁之間加固3個支撐，當(dāng)壓型鋼板安裝到位時再拆除支撐。

3.3.3 壓型鋼板安裝

吊頂結(jié)構(gòu)肋板底部采用YX65－170－510鍍鋅壓型鋼板(Q235)，厚度為1.4mm。安裝前由測量隊進(jìn)行放線，保證壓型鋼板排列整齊，安裝時做到“鋪設(shè)一塊，固定一塊”，嚴(yán)禁采用“批量鋪設(shè)，批量固定”的方式。壓型鋼板公母肋扣合處扣合緊密，按廠家要求連接或用鉚釘固定，間距不大于30cm。壓型鋼板與巖錨梁的結(jié)合處進(jìn)行折彎處理，用專用密封膠封堵，并用射釘固定牢靠，防止?jié)B水。

3.4 吊頂混凝土施工

3.4.1 混凝土分倉

拱梁與壓型鋼板安裝時，橋機定位一次，進(jìn)行一個安裝單元施工，進(jìn)行一倉混凝土澆筑。為充分利用橋機空閑時間，提高施工效率，加快安裝施工進(jìn)度，減小安全隱患，待拱梁和壓型鋼板安裝一定長度后，再進(jìn)行混凝土澆筑施工。因此，混凝土澆筑考慮一個機組段吊頂結(jié)構(gòu)31.20m為一個混凝土澆筑倉，根據(jù)倉位與出料口距離由遠(yuǎn)而近進(jìn)行施工。

混凝土施工時，若因不可避免原因造成混凝土澆筑不能進(jìn)行，可在拱梁中心線部位設(shè)置施工縫，下倉混凝土施工時，需鑿毛處理。

主廠房吊頂鋼筋混凝土澆筑共分11倉，其中安裝間2倉，每個機組段各對應(yīng)1倉，集水井段1倉。拱梁結(jié)構(gòu)縫設(shè)置一層油毛氈隔開，混凝土肋板結(jié)構(gòu)縫寬2cm，設(shè)置651型止水帶，縫間填閉孔泡沫板兩側(cè)涂刷瀝青。

3.4.2 倉面準(zhǔn)備

主廠房吊頂鋼筋混凝土強度等級為C30，采用一級配混凝土。

安裝間段混凝土入倉，吊頂鋼筋混凝土澆筑采用混凝土泵機入倉。安裝間吊頂鋼筋混凝土施工時，混凝土泵機放置在廠1#施工支洞與廠房連接處，第一榀拱梁與廠1#施工支洞(高程1357.30m)之間使用“工”字鋼搭設(shè)3m寬施工通道，用于布置泵管。倉面內(nèi)混凝土轉(zhuǎn)運時，在混凝土泵管末端接一根φ150mm螺旋橡膠管，以便于出料口轉(zhuǎn)向出料，局部采用灰桶提運，人工撮鍬整平。

集水井及1#～8#機組段混凝土采用泵機入倉?；炷帘脵C布置在第三層排水廊道D3－5或D3－6或D3－7內(nèi)，泵管豎直方向沿廠房上游巖壁固定在錨桿上，泵管穿過巖壁梁后，沿巖壁梁內(nèi)側(cè)緊貼巖壁平鋪，在適當(dāng)位置沿結(jié)構(gòu)支撐柱上升至拱梁部位，然后沿拱梁向廠房中心線位置平鋪至拱頂，拱頂設(shè)置出料口。泵管固定在巖壁錨桿上，采用φ10mm拉筋緊緊環(huán)繞每節(jié)泵管焊接在錨桿上，焊接牢固、可靠。巖壁梁以下部分泵管安裝、固定時，采用成品人行轉(zhuǎn)梯沿泵管布置輔助安裝，在混凝土澆筑過程中起到對泵管維護(hù)的作用。

3.4.3 振搗方式

拱梁混凝土主要采用軟管振搗器振搗。肋板混凝土攤鋪后，先使用軟管振搗器振搗一遍，再使用自制附著式振搗器進(jìn)行平整與振搗。

混凝土施工前，在每榀拱梁上設(shè)置弧形鋼筋導(dǎo)軌，以便于附著式振搗器按預(yù)定軌跡行走，導(dǎo)軌外邊線為混凝土肋板設(shè)計外輪廓線。

3.4.4 混凝土澆筑

混凝土入倉前，使用高壓風(fēng)將倉面灰塵吹洗干凈。下料時，人工轉(zhuǎn)動出料橡膠管慢慢出料，輕輕倒出混凝土，并使用鐵鍬攤鋪至設(shè)計厚度;橡膠管無法達(dá)到的地方，采用人工手提灰桶將混凝土提至澆筑部位。

混凝土厚度控制。肋板混凝土厚度為12cm，在拉桿上標(biāo)示設(shè)計厚度基準(zhǔn)點，在拱梁位置設(shè)置弧形導(dǎo)軌，采用附著振搗器整平，使用刮尺刮平，作為混凝土澆筑厚度控制手段。

為防止?jié)仓^程中肋板變形，應(yīng)控制混凝土澆筑速度，從廠房上、下游兩側(cè)拱腳向拱頂方向?qū)ΨQ下料，兩側(cè)下料要均勻，防止一側(cè)下料過多變形。

混凝土澆筑完成后，進(jìn)行肋板混凝土拱形面抹面，然后灑水養(yǎng)護(hù)。

3.5 拱梁穩(wěn)定措施

(1)肋板安裝后，肋板兩端焊接在拱梁角鋼上，起到一定的穩(wěn)定作用;

(2)混凝土肋板底層鋼筋安裝后，與拱梁角鋼、肋板三位焊接成一體，起一定的穩(wěn)定作用。肋板頂層鋼筋網(wǎng)與底層鋼筋連接成整體后，可增強穩(wěn)定性;

(3)采用斜撐加固穩(wěn)定，在拉桿兩端打“×”字鋼管斜撐，每兩組拱梁打8組斜撐，以保證拱梁不沿廠房中心線縱向擺動。

3.6 施工技術(shù)措施控制

(1)施工期拱梁因上部作業(yè)影響，易受側(cè)向荷載作用而失穩(wěn)，應(yīng)該在拱梁之間(特別是分段拼接位置)設(shè)置橫向支撐，保證拱梁施工期拱梁的穩(wěn)定;

(2)混凝土澆筑過程中，拱梁外包鋼模板和拱梁的焊接連接牢固，保證其施工期不出現(xiàn)掉落、外鼓和起翹;

(3)拱梁外包鋼模板兼作其永久裝飾，宜采用等離子切割，保證分塊均勻、拼接整齊、拼接縫緊密;同時為了方便施工，應(yīng)該先焊接好拱梁外包鋼模板后再吊裝拼裝拱梁，吊裝拼裝過程中應(yīng)保護(hù)好外包鋼模板，避免受到損傷;

(4)各個拱梁分段螺栓連接后，應(yīng)及時進(jìn)行連接鋼板間焊接，進(jìn)行拱梁和吊頂拉桿連接，在此期間應(yīng)該避免拱梁承受較大的荷載，防止其失穩(wěn);

(5)壓型鋼板基材不得有裂紋，鍍鋅板面不能有銹點，涂層壓型鋼板的漆膜不應(yīng)有裂紋、剝落和露出金屬基材等損傷;

(6)壓型鋼板堆放場地應(yīng)基本平整，堆疊不宜過高，以每堆不超過40張為宜。壓型鋼板運至現(xiàn)場，需妥善保護(hù)，不得有任何損害與污染，特別是油污。壓型鋼板堆放場地應(yīng)保持良好通風(fēng)，以防潮、防銹;

(7)肋板安裝前，應(yīng)先核實拱梁間距尺寸，避免因拱梁的安裝誤差導(dǎo)致壓型鋼板放樣錯誤。過拱梁處壓型鋼板肋板用短鋼條焊接，施工期形成連續(xù)跨;

(8)壓型鋼板既作為澆筑混凝土的模板，又作為工作平臺，為保證安全，必須確保板與板、板與鋼梁的可靠連接;

(9)壓型鋼板與拱梁搭接處通過板底層鋼筋與壓型鋼板熔透焊，并與拱梁可靠焊接。焊接按照《鋼－混凝土組合樓蓋結(jié)構(gòu)設(shè)計與施工規(guī)程》進(jìn)行控制;

(10)施工期內(nèi)，對于壓型鋼板面上人員走動、設(shè)備搬運頻繁的區(qū)域，應(yīng)鋪設(shè)墊板，防止壓型鋼板受損或變形過大而降低其承載能力;

(11)壓型鋼板之間、壓型鋼板與拱梁之間、壓型鋼板與周邊混凝土圈梁之間的所有縫隙，均采用專用密封膠填充，確?；炷翝仓r不漏漿。專用密封膠為彩色涂層鋼板用建筑密封膠IPU－25－HM－JC/T884－2001;

(12)澆筑混凝土?xí)r，應(yīng)薄層澆筑，保證混凝土入倉對壓型鋼板的沖擊保持基本均勻，避免壓型鋼板局部出現(xiàn)過大的變形。

4 結(jié)語

錦屏二級主廠房鋼筋混凝土吊頂，利用橋機搭設(shè)施工平臺后將吊頂安裝工作面與機組安裝工作面完全隔離，從而增加工作面，加快主廠房施工進(jìn)度，有效降低安全風(fēng)險，確保廠房吊頂高空作業(yè)安全可靠的情況下，合理有效地解決廠房吊頂結(jié)構(gòu)復(fù)雜、高度高、跨度大、戰(zhàn)線長、入料難、周期長的施工難題，使吊頂安裝與混凝土施工快速、有效、保質(zhì)保量的完成，創(chuàng)造一套行之有效的施工工藝，為今后地下廠房吊頂結(jié)構(gòu)拱梁及混凝土肋板施工提供技術(shù)支持和有益的經(jīng)驗借鑒。