某水電站進(jìn)水口攔污柵墩混凝土滑模施工技術(shù)

田宜龍，楊　淵，李建彬

（中國(guó)葛洲壩集團(tuán)國(guó)際工程有限公司，北京，100025）

某水電站進(jìn)水口攔污柵墩混凝土滑模施工技術(shù)

田宜龍，楊淵，李建彬

（中國(guó)葛洲壩集團(tuán)國(guó)際工程有限公司，北京，100025）

某水電站10～15號(hào)壩段為廠房壩段，攔污柵墩原計(jì)劃采用定型曲面鋼模板分層澆筑，為提高纜機(jī)利用效率，滿足趕工發(fā)電目標(biāo)，攔污柵墩后改為滑模施工。施工過程中，通過優(yōu)化設(shè)計(jì)、改進(jìn)施工工藝、完善施工質(zhì)量控制措施，確保了攔污柵墩體型和尺寸偏差滿足設(shè)計(jì)要求。

進(jìn)水口；攔污柵墩；滑模；混凝土施工

0　概述

某水電站工程為二等大（2）型工程，樞紐布置格局為重力壩+壩后式廠房，共安裝6臺(tái)85 MW發(fā)電機(jī)組，總裝機(jī)容量510 MW。本工程安裝了4臺(tái)20∕25 t平移式纜機(jī)，主要負(fù)責(zé)大壩施工，兼顧廠房施工。

河床10～15號(hào)壩段為廠房壩段，進(jìn)水口設(shè)攔污柵墩、工作門柵槽及備用柵槽。攔污柵閘墩設(shè)計(jì)為單墩，其中10號(hào)壩段進(jìn)水口左側(cè)、15號(hào)壩段進(jìn)水口右側(cè)為邊墩，10～15號(hào)壩段進(jìn)水口前沿設(shè)置有16個(gè)中墩。閘墩外型為長(zhǎng)條形，中墩墩頭為半圓形，邊墩墩頭為1∕4圓形，中墩通過100 cm×100 cm的支撐梁與大體積混凝土相連，邊墩直接與大體積混凝土連接。邊墩、中墩的長(zhǎng)度、寬度尺寸完全相同，攔污柵墩長(zhǎng)5.2 m，中墩寬2.5 m，閘墩間空距5.3 m，單墩斷面9.7 m2，攔污柵墩設(shè)計(jì)為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。二期攔污柵墩共有17孔，兩道攔污柵槽，兩槽間距為1.45 m，單槽寬度為0.45 m，高度29.0 m。

攔污柵墩原計(jì)劃采用定型曲面鋼模板進(jìn)行分層澆筑，因工期緊張，為減少纜機(jī)打雜時(shí)間，提高纜機(jī)利用效率，后改為滑模施工攔污柵墩。16個(gè)中墩、2個(gè)邊墩與壩體混凝土一起澆筑，確保了發(fā)電目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

1　施工方案

攔污柵閘墩混凝土澆筑采用液壓滑模施工，混凝土由右岸拌和樓集中供料，自卸汽車運(yùn)到高線供料平臺(tái)，纜機(jī)配吊罐入倉澆筑。

滑模采用整體鋼結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)一套模體，四個(gè)中墩連為一體澆筑。柵槽二期混凝土采用搭設(shè)排架、立組合模板進(jìn)行澆筑施工;支撐梁采用現(xiàn)澆施工，攔污柵墩及大體積混凝土澆筑時(shí)，提前預(yù)留支撐梁陰牛腿，陰牛腿隨同支撐梁一起澆筑。

2　滑模設(shè)計(jì)

2.1滑模設(shè)計(jì)計(jì)算

（1）滑升摩阻力G1：

（2）滑模結(jié)構(gòu)自重G2：

全套滑模重量G2=374 kN

（3）施工荷載G3：

（4）支撐桿的荷載P：

（5）千斤頂數(shù)量：

根據(jù)滑模計(jì)算和結(jié)構(gòu)具體情況布置千斤頂32臺(tái)，支撐桿32根，可滿足強(qiáng)度和結(jié)構(gòu)要求。

2.2滑模組成裝置設(shè)計(jì)

進(jìn)水口攔污柵墩滑模設(shè)計(jì)采用液壓整體滑升模板，滑模裝置組成包括：模板、圍圈、提升系統(tǒng)、滑模盤、液壓系統(tǒng)和輔助系統(tǒng)。

2.2.1模板、圍圈

模板采用定型鋼模，由δ5 mm鋼板制作而成，用5號(hào)槽鋼作為加勁肋，模板高度1.2 m，模板錐度按小于5 mm控制。圍圈主要用來加固門槽變化部位模板，同模板加勁肋焊接固定并和桁架梁上下邊梁焊接，使各組模板成為一個(gè)整體。

2.2.2提升系統(tǒng)

滑模提升系統(tǒng)的鋼結(jié)構(gòu)制作部分是提升架，是滑模與混凝土間的聯(lián)系構(gòu)件，主要用于支撐模體，并且通過安裝在頂部的千斤頂支撐在爬桿上。整個(gè)滑升荷載將通過提升架傳遞給爬桿，爬桿采用3.5 mm厚的?48鋼管，提升架選用“F”型架，用20a號(hào)工字鋼和δ12 mm鋼板做加肋板、δ20 mm鋼板做平臺(tái)板焊制。根據(jù)設(shè)計(jì)計(jì)算，全套模體自重31.5 t，初選32個(gè)“F”型提升架，布置32臺(tái)6 t液壓千斤頂。

2.2.3滑模盤

滑模盤分為操作盤和輔助盤。

操作盤為施工的操作平臺(tái)，承受工作、物料等荷載，同時(shí)又是模體的支撐構(gòu)件，是滑模體的主要結(jié)構(gòu)，采用整體框架鋼結(jié)構(gòu)?；炷潦┕み^程中，垂直荷載和側(cè)向受力較大，為保證操作盤的強(qiáng)度和剛度，選用∠80×80×6、∠63×63×6角鋼加工制作成復(fù)式框架梁。在框架梁上鋪δ3 mm網(wǎng)紋鋼板形成操作平臺(tái)。

輔助盤是進(jìn)行混凝土養(yǎng)護(hù)、修面及預(yù)埋件處理的工作平臺(tái)，采用鋼木結(jié)構(gòu)懸吊布置，用腳手架鋼管和角鋼，上鋪δ3 mm網(wǎng)紋鋼板或δ5 mm馬道板，用?20 mm圓鋼懸掛在桁架梁上，輔助盤距混凝土壁距離為150 mm。

2.2.4液壓系統(tǒng)

選用設(shè)計(jì)承載能力為6 t，計(jì)算承載能力為5 t，爬升行程為30 mm，液壓控制臺(tái)為ZYXT-36型自動(dòng)調(diào)平液壓控制臺(tái)。高壓油管：主管選用?16 mm，支管選用?8 mm，利用直管接頭和六通接頭同控制臺(tái)和千斤頂分組相連，全部千斤頂共分6組進(jìn)行連接形成液壓系統(tǒng)。

2.2.5輔助系統(tǒng)

輔助系統(tǒng)包括二期混凝土預(yù)埋處理和灑水養(yǎng)護(hù)、中心測(cè)量、水平控制測(cè)量等裝置。

圖1　廠房壩段進(jìn)水口攔污柵墩滑模平面圖Fig.1 Plane of the sliding forms in construction of trash rack pier

灑水養(yǎng)護(hù)是混凝土施工的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。灑水管滑升段采用?25 mmPVC塑料管，在輔助盤上沿混凝土表面布置一周PVC塑料管，對(duì)混凝土表面進(jìn)行灑水養(yǎng)護(hù)。

每天早晚，測(cè)量隊(duì)各測(cè)一次滑模偏差數(shù)據(jù)，滑模技術(shù)員利用水準(zhǔn)儀或水平管、重垂線測(cè)量，觀察模體的水平位移，進(jìn)行模提校正。

3　混凝土滑模施工

3.1混凝土澆筑

攔污柵墩一期混凝土施工順序?yàn)閺挠野断蜃蟀锻七M(jìn)，每次澆筑4個(gè)柵墩。

滑模施工按以下順序進(jìn)行：下料→平倉振搗→滑升→鋼筋綁扎→下一循環(huán)施工?；；髮?duì)稱均勻下料，混凝土塌落度10～12 cm，正常施工按分層30 cm一層進(jìn)行，采用插入式振搗器振搗，經(jīng)常變換振搗方向，并避免直接振動(dòng)爬桿及模板，模板滑升時(shí)停止振搗?；Ｕ；看伍g隔2 h，控制滑升高度30 cm，日滑升高度控制在3 m左右。

圖2　攔污柵墩下掛平臺(tái)結(jié)構(gòu)圖Fig.2 Structure of working platform

混凝土初次澆筑和模板初次滑升應(yīng)嚴(yán)格按以下六個(gè)步驟進(jìn)行：首次鋪設(shè)30 mm砂漿，接著按分層300 mm澆筑兩層，厚度達(dá)到630 mm時(shí)，開始滑升30～60 mm檢查脫模的混凝土凝固情況。第四層澆筑后滑升150 mm，繼續(xù)澆筑第五層，滑升150～200 mm。第六層澆筑后滑200 mm，若無異常情況，便可進(jìn)行正常澆筑和滑升。

模板初次滑升要緩慢進(jìn)行，并在此過程中對(duì)提升系統(tǒng)、液壓控制系統(tǒng)、盤面及模板變形情況進(jìn)行全面檢查，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)處理，待一切正常后方可進(jìn)行正常澆筑和滑升施工。

當(dāng)施工進(jìn)入正常澆筑和滑升時(shí)，應(yīng)盡量保持連續(xù)施工，并設(shè)專人觀察和分析混凝土表面情況，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件確定合理的滑升速度和分層澆筑厚度。依據(jù)下列情況進(jìn)行鑒別：滑升過程中能聽到“沙沙”的聲音；出模的混凝土無流淌和拉裂現(xiàn)象，手按有硬的感覺，并留有1 mm左右的指印；能用抹子抹平。

滑升過程中有專人檢查千斤頂?shù)那闆r，觀察爬桿上的壓痕和受力狀態(tài)是否正常，檢查滑模中心線及操作盤的水平度。

3.2預(yù)埋件、梁窩施工

攔污柵閘柵柵槽插筋為?20 mm鋼筋，鋼筋彎曲脫模后進(jìn)行扳直處理，滑模施工期間預(yù)埋鋼筋與混凝土澆筑同時(shí)進(jìn)行，按照設(shè)計(jì)位置進(jìn)行埋設(shè)、處理鑿毛、扒出預(yù)埋插筋。

攔污柵閘墩預(yù)留梁窩采用SM混凝土免拆模板網(wǎng)（又稱快易收口網(wǎng)或HY-RIB）方法施工，代替?zhèn)鹘y(tǒng)木模板，澆筑完成后不予拆除、不予鑿毛。攔污柵柵墩支撐梁采用梁窩內(nèi)預(yù)埋支撐梁鋼筋，與攔污柵柵墩一期混凝土脫開施工，采用現(xiàn)澆方案施工。

圖3　支撐梁與攔污柵墩（或壩體）連接處大樣圖Fig.3 Details of the connection between support beam and trash rack pier(or dam body)

3.3施工常見問題及處理措施

滑模施工中常出現(xiàn)問題有：滑模操作盤傾斜、滑模盤平移、扭轉(zhuǎn)、模板變形、混凝土表面缺陷、爬桿彎曲等。其產(chǎn)生的根本原因在于千斤頂工作不同步、荷載不均勻、澆筑不對(duì)稱、糾偏過急等。因此，施工中應(yīng)首先把好質(zhì)量關(guān)，加強(qiáng)觀測(cè)檢查工作，確保良好運(yùn)行狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)解決。

3.3.1糾偏

利用千斤頂自身糾偏，即關(guān)閉1∕5的千斤頂，然后滑升2～3行程，再打開全部千斤頂滑升2～3行程，反復(fù)數(shù)次逐步調(diào)整至設(shè)計(jì)要求。并針對(duì)各種不同情況，施加一定外力予以糾偏。所有糾偏工作不能操之過急，以免造成混凝土表面拉裂、死彎、滑模變形、爬桿彎曲等事故。

3.3.2爬桿彎曲處理

爬桿彎曲時(shí)，采用加焊鋼筋或斜支撐，彎曲嚴(yán)重時(shí)切斷，接入爬桿重新與下部爬桿焊接，并加焊“人”字型斜支撐。

3.3.3模板變形處理

對(duì)部分變形較小的模板采用撐桿加壓復(fù)原，變形嚴(yán)重時(shí)，將模板拆除修復(fù)。

3.3.4混凝土表面缺陷處理

采用局部立模，補(bǔ)上比原標(biāo)號(hào)高一級(jí)的膨脹細(xì)骨料混凝土并用抹子抹平。

4　設(shè)計(jì)優(yōu)化

為確保攔污柵采用滑模施工順利，經(jīng)與設(shè)計(jì)院協(xié)商，對(duì)部分設(shè)計(jì)進(jìn)行了優(yōu)化和調(diào)整。

（1）進(jìn)水口攔污柵柵槽插筋設(shè)計(jì)為直徑20 mm的二級(jí)鋼筋，單根長(zhǎng)度550 mm，伸入一期混凝土350 mm，采用滑模施工后將二級(jí)鋼筋改為一級(jí)鋼筋，預(yù)埋彎曲鋼筋脫模后進(jìn)行扳直處理。

（2）進(jìn)水口攔污柵墩體或壩體上支撐梁采用SM混凝土免拆模板網(wǎng)（又稱快易收口網(wǎng)或HYRIB）預(yù)留梁窩，支撐梁與柵墩一期混凝土脫開施工。

（3）滑模提升系統(tǒng)中爬桿采用3.5 mm厚的?48鋼管，根據(jù)“等強(qiáng)代換”的原則，在不影響鋼筋強(qiáng)度的情況下，爬桿代替相應(yīng)位置的豎筋，每個(gè)攔污柵墩共8個(gè)爬桿，施工完成后對(duì)爬桿作灌漿處理。

（4）根據(jù)攔污柵墩混凝土采用滑模施工的需要，設(shè)計(jì)主筋（豎筋）在外、分布筋（水平筋）在內(nèi)。

（5）澆筑用混凝土等級(jí)為C2830W8F100二級(jí)配，需要將塌落度調(diào)整為10～12 cm，初凝時(shí)間調(diào)整為6～8 h，并根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)氣溫和初滑效果做適當(dāng)調(diào)整。

5　結(jié)語

某水電站進(jìn)水口攔污柵墩施工采用滑模施工，一方面大大提高了攔污柵墩施工進(jìn)度，另一方面也提高了纜機(jī)使用效率，確保了發(fā)電目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。通過實(shí)踐，建議等截面的混凝土結(jié)構(gòu)優(yōu)先采用滑模施工。

作者郵箱：tianyilong@cggcintl.com

國(guó)電四川南椏河流域梯級(jí)水電站統(tǒng)一調(diào)度獲批復(fù)

據(jù)中國(guó)電力網(wǎng)8月29日，國(guó)電四川公司南椏河流域梯級(jí)水電站實(shí)行統(tǒng)一調(diào)度正式獲得四川省經(jīng)濟(jì)和信息化委員會(huì)批復(fù)。

該公司冶勒、栗子坪、姚河壩、南椏河四個(gè)水電站同屬南椏河流域，距離較近，水力聯(lián)系良好，龍頭水庫冶勒電站調(diào)節(jié)能力強(qiáng)，實(shí)施梯級(jí)水電站統(tǒng)一調(diào)度可以充分發(fā)揮冶勒多年水庫的調(diào)節(jié)作用，提高流域整體的調(diào)峰、調(diào)頻容量，增發(fā)枯季電量，為南椏河流域帶來更多的經(jīng)濟(jì)效益。

今年以來，面對(duì)四川省用電量低速增長(zhǎng)、發(fā)電側(cè)競(jìng)爭(zhēng)激烈導(dǎo)致水電站棄水電量大幅增加、利用小時(shí)數(shù)下降的不利影響，該公司把獲得南椏河流域統(tǒng)一調(diào)度政府認(rèn)證作為全年?duì)I銷重點(diǎn)工作之一，在反復(fù)調(diào)研和論證分析基礎(chǔ)上編制了《南椏河流域水情預(yù)測(cè)及聯(lián)合優(yōu)化調(diào)度研究報(bào)告》，多次向政府有關(guān)部門進(jìn)行了匯報(bào)反映，經(jīng)專家組審查后最終獲得了南椏河流域統(tǒng)一調(diào)度批復(fù)。按照流域統(tǒng)一優(yōu)化調(diào)度的政策支持，栗子坪、姚河壩、南椏河三站2016年豐水期合同電量將各增加200 h，預(yù)計(jì)增加發(fā)電收入1 680萬元。

該公司實(shí)行南椏河流域統(tǒng)一調(diào)度管理后，將大大提高水能資源利用率，減少棄水，增加梯級(jí)發(fā)電量，為爭(zhēng)創(chuàng)最優(yōu)經(jīng)濟(jì)效益、強(qiáng)化“雙提升”工作成效提供有力保障。

Title:Concrete construction by sliding form method for trash rack pier of a hydropower station

by TIAN Yi-long,YANG Yuan and LI Jian-bin∕China Gezhouba Group International Engineering Co.,Ltd.

The powerhouse dam section includes blocks 10～15.The construction of trash rack piers was originally planned to be layer-poured using curved shaped steel template.In order to improve the effi?ciency of cable crane and to realize the generation goal,the construction plan was changed into sliding form method.During the construction,by design optimization,construction technology improvements and enhancement of quality control measures,the goal was realized that the deviation of shape and size of trash rack piers met the design requirements.

intake;trash rack pier;sliding form;concrete construction

TV544

B

1671-1092（2016）04-0067-04

2015-09-24；

2015-12-22

田宜龍（1976-），男，湖北宜昌人，高級(jí)工程師，從事水電工程施工管理工作。