楊房溝水電站電梯井混凝土施工技術(shù)

夏志強(qiáng)

(中國(guó)水利水電第七工程局有限公司，成都,610081)

1 工程概況

1.1 工程簡(jiǎn)介

楊房溝水電站位于四川省涼山彝族自治州木里縣境內(nèi)，是雅礱江中游河段一庫(kù)七級(jí)開(kāi)發(fā)的第六級(jí)，工程規(guī)模為Ⅰ等大(1)型工程，壩址控制流域面積80880km2，多年平均流量896m3/s。水庫(kù)正常蓄水位2094m，死水位2088m，總庫(kù)容為5.1248億m3，調(diào)節(jié)庫(kù)容為0.5385億m3，其擋水建筑為混凝土雙曲拱壩，最大壩高155m，壩頂高程2102m，壩體共計(jì)分為17個(gè)壩段，其中分別在6#、8#壩段設(shè)置有1#、2#電梯井。楊房溝水電站拱壩電梯井混凝土施工內(nèi)容主要包括電梯井、樓梯間、電纜井、通風(fēng)井、電梯機(jī)房及風(fēng)機(jī)房等，傳統(tǒng)方法電梯井混凝土施工時(shí)采用散裝組合模板或多卡模板拼裝[1]，施工速度較慢，安全性較差，本工程在電梯井及樓梯井區(qū)域采用整體提升模板隨大壩倉(cāng)面一并上升，對(duì)樓梯井內(nèi)板、梁采用預(yù)制構(gòu)件，現(xiàn)場(chǎng)吊裝入倉(cāng)的方式，極大地簡(jiǎn)化了倉(cāng)面?zhèn)鋫}(cāng)難度，節(jié)約了工期。

1.2 電梯井結(jié)構(gòu)形式

1#電梯井設(shè)置在6#壩段下游側(cè)，高程為2005.00m～2116.00m。1#電梯井旁設(shè)有樓梯井、電纜井及通風(fēng)井，電梯井底部設(shè)有電梯井緩沖坑，頂部設(shè)有電梯機(jī)房和風(fēng)機(jī)房。其中，電梯井的高程為2005.00m～2108.50m；樓梯井的高程為1955.00m～2116.00m；通風(fēng)井分為前室通風(fēng)井和樓梯間通風(fēng)井，前室通風(fēng)井的高程為2005.0m～2015.40m，樓梯間通風(fēng)井的高程為2005.0m～2015.40m。

2#電梯井設(shè)置在8#壩段下游側(cè)，高程為1953.00m～2013.50m。2#電梯井旁設(shè)有樓梯井、電纜井及通風(fēng)井，電梯井底部設(shè)有電梯井緩沖坑，頂部設(shè)有電梯機(jī)房和風(fēng)機(jī)房。其中，電梯井的高程為1955.00m～2010.20m；樓梯井的高程為1955.00m～2013.50m；通風(fēng)井分為前室通風(fēng)井和樓梯間通風(fēng)井，前室通風(fēng)井的高程為1955.0m～2011.70m，樓梯間通風(fēng)井的高程為1955.00m～2013.50m。

2 總體施工規(guī)劃

楊房溝水電站拱壩電梯井混凝土施工內(nèi)容主要包括電梯井、樓梯間、電纜井、通風(fēng)井、電梯機(jī)房及風(fēng)機(jī)房等。在混凝土施工時(shí)原則上按照大壩混凝土澆筑分層高度進(jìn)行澆筑(1.5m、2.5m、3m、4.5m升層等)，可根據(jù)實(shí)際結(jié)構(gòu)、相鄰壩段倒縫、間歇期等情況適當(dāng)調(diào)整。電梯井、樓梯間及電纜井采用整體提升模板(整體提升模板委托專(zhuān)業(yè)模板生產(chǎn)廠商設(shè)計(jì))；通風(fēng)井采用預(yù)埋鋼管做模板。前室、電梯機(jī)房、風(fēng)機(jī)房及門(mén)洞頂板均采用鋼管滿(mǎn)堂腳手架支撐、覆膜面板焊接拉桿受力方式。前室邊墻及門(mén)洞邊墻采用覆膜面板。

電梯井除樓梯梁、板采用預(yù)制，倉(cāng)面汽車(chē)吊安裝的施工工藝外，其余大面混凝土均隨大壩混凝土一起澆筑，預(yù)制樓梯板及樓梯梁待大壩混凝土澆筑高度約9m～12m后安裝一次，如此循環(huán)直至全部安裝完成。由于施工安排或結(jié)構(gòu)變化的部位，可靈活調(diào)整安裝時(shí)間，但每次安裝件的混凝土齡期均不得小于28d(樓梯井預(yù)制樓梯梁及樓梯板全部施工完成后，才能進(jìn)行樓梯間滿(mǎn)堂支撐架底部工字鋼梁的施工)。

1#電梯井2102.50m、2#電梯井2004.50m高程前室、電梯機(jī)房、風(fēng)機(jī)房及樓梯間頂板混凝土施工時(shí)，采用滿(mǎn)堂支撐架作為模板支撐系統(tǒng)。風(fēng)機(jī)房樓梯間滿(mǎn)堂支撐架直接搭設(shè)在預(yù)制樓梯板上；電梯井滿(mǎn)堂支撐架底部需預(yù)埋工字鋼搭設(shè)。

2005m～2102.50m、2004.50m以下高程前室頂板混凝土施工時(shí)，采用滿(mǎn)堂支撐架作為模板支撐系統(tǒng)，邊墻側(cè)模采用覆膜板外加方木做圍檁，普通拉桿受力方式。

電纜井檢修平臺(tái)采用預(yù)留二期混凝土施工，采用預(yù)埋C28π型錨筋、懸挑I16工字鋼梁對(duì)電纜井檢修平臺(tái)模板進(jìn)行吊拉固定。

3 施工工藝及方法

3.1 施工程序

施工準(zhǔn)備→測(cè)量放樣→倉(cāng)面處理→鋼筋安裝→模板安裝→埋件施工→倉(cāng)號(hào)驗(yàn)收→混凝土澆筑、振搗→混凝土收倉(cāng)保護(hù)→拆模養(yǎng)護(hù)→進(jìn)入下一循環(huán)。

3.2 倉(cāng)面處理

在混凝土抗壓強(qiáng)度達(dá)到2.5MPa時(shí)，一般為3～5d后，現(xiàn)場(chǎng)根據(jù)氣溫和環(huán)境確定，應(yīng)采用25MPa～50MPa的高壓水沖毛機(jī)進(jìn)行縫面沖毛處理，實(shí)際操作時(shí)，均應(yīng)進(jìn)行試沖毛以確定合理的沖毛時(shí)機(jī)。沖毛槍宜距混凝土面10cm～15cm，角度70°～75°，移動(dòng)軌跡按射流與混凝土表面接觸軌跡(寬帶狀)自左向右進(jìn)行掃描，且應(yīng)少量重疊。沖毛應(yīng)達(dá)到的標(biāo)準(zhǔn)為“無(wú)乳皮、露粗砂、微露小石”，直到混凝土表面積水由渾變清，沖毛后縫面必須潔凈，無(wú)積水、雜物和油污。

3.3 鋼筋安裝

1#、2#電梯井鋼筋均采用C28鋼筋，鋼筋層距及排距均為20cm，鋼筋保護(hù)層厚度8cm，鋼筋錨固長(zhǎng)度不小于44d(水平筋錨固長(zhǎng)度1.8m、豎向筋錨固長(zhǎng)度1.3m)。鋼筋接頭原則上采用機(jī)械連接，機(jī)械連接應(yīng)采用I級(jí)接頭；不能采用機(jī)械連接的部位，鋼筋采用雙面焊接,雙面焊接時(shí)其焊接長(zhǎng)度不小于5d；局部難以采用雙面焊接或機(jī)械連接的部位可采用單面焊接,焊接長(zhǎng)度不小于10d。相鄰鋼筋接頭應(yīng)錯(cuò)開(kāi)布置,避免穿過(guò)施工縫。錨固段鋼筋遇臨空面預(yù)留保護(hù)層厚度后彎折,鋼筋沿電梯井、樓梯井、通風(fēng)井等孔口雙層雙向布置，順?biāo)鞣较蜾摻钌烊雺误w結(jié)構(gòu)線內(nèi)。

鋼筋現(xiàn)場(chǎng)安裝按照如下方式進(jìn)行：裝車(chē)→運(yùn)輸→吊運(yùn)入倉(cāng)(同步架立筋施工)→安裝→架立筋檢查加固,保護(hù)層檢查調(diào)整等→接頭連接→驗(yàn)收。

3.4 模板施工

3.4.1 整體提升模板安裝

電梯井、樓梯間及電纜井均采用整體提升模板，模板安裝采用人工配合纜機(jī)或25t汽車(chē)吊進(jìn)行。吊運(yùn)設(shè)備將模板準(zhǔn)確就位，然后將定位錨栓螺母擰緊，摘掉吊鉤，調(diào)節(jié)桁架連桿使模板達(dá)到施工精度要求。安裝時(shí)內(nèi)傾預(yù)留變形調(diào)整量控制在3mm～6mm內(nèi)，盡量使模板面板貼緊先澆混凝土表面，并在模板下口增設(shè)止?jié){木條、海綿條、橡膠帶等防止漏漿，保證混凝土的外觀質(zhì)量。整體提升模板安裝順序如圖1所示。

圖1 整體提升模板安裝順序

3.4.2 2102.50m～2005.00m、2004.50m～1955.00m高程前室邊墻模板安裝

前室邊墻混凝土澆筑模板采用覆膜面板。模板固定采用5cm×10cm方木做豎向圍檁，間距為25cm，采用2根φ48.3×3.6mm鋼管做水平圍檁，間距為75cm。前室邊墻和樓梯間、風(fēng)機(jī)管道及電梯井之間邊墻模板，采用U形卡、卡銷(xiāo)和螺栓進(jìn)行連接固定。模板側(cè)面固定采用φ14螺桿與3型扣件相結(jié)合穿過(guò)橫向圍檁，通過(guò)φ14鋼筋(拉桿)連接至預(yù)埋地錨上，地錨采用C28鋼筋，L=60cm，外露20cm，拉桿與地錨的間距均為75cm。模板內(nèi)側(cè)每2.5m設(shè)置一道斜撐(C28鋼筋)，斜撐底部與地錨焊接。前室邊墻和風(fēng)機(jī)房邊墻模板之間采用U形卡、卡銷(xiāo)和螺栓進(jìn)行連接固定。模板固定采用φ14螺桿與3型扣件相結(jié)合穿過(guò)橫向圍檁，通過(guò)φ14鋼筋(拉桿)對(duì)拉進(jìn)行固定。豎向圍檁頂部采用φ48.3×3.6mm鋼管對(duì)撐固定，間距100cm。前室邊墻其他部位邊墻模板之間采用U形卡、卡銷(xiāo)和螺栓進(jìn)行連接固定。模板側(cè)面固定采用φ14螺桿與3型扣件相結(jié)合穿過(guò)橫向圍檁，通過(guò)φ14鋼筋(拉桿)連接至結(jié)構(gòu)鋼筋上，模板內(nèi)側(cè)每1.5m設(shè)置一道內(nèi)撐鋼筋(C28鋼筋)，內(nèi)撐鋼筋兩端焊接在結(jié)構(gòu)鋼筋上，結(jié)構(gòu)鋼筋和模板之間設(shè)置混凝土墊塊，保證拉桿連接到結(jié)構(gòu)鋼筋不產(chǎn)生變形。

3.4.3 2102.50m～2005.00m、2004.50m～1955.00m高程前室、電梯井、電纜井及樓梯間頂板模板安裝

前室、電梯井、電纜井及樓梯間頂板模板采用覆膜面板，模板固定的縱向圍檁和橫向圍檁均采用[10槽鋼，間距均為55cm，縱向圍檁中間布置5cm×10cm方木，間距為55cm。圍檁底部采用滿(mǎn)堂支撐架的支撐方式，其布置方式見(jiàn)圖2。電梯井、電纜井在混凝土澆筑至2108.50m高程時(shí)，開(kāi)始預(yù)埋施工滿(mǎn)堂支撐架底部工字鋼，工字鋼采用I20a工字鋼，埋入混凝土長(zhǎng)度不小于0.4m。

3.4.4 2102.50m、2004.50m高程前室頂板模板安裝

2102.50m高程前室頂板混凝土澆筑時(shí)，模板采用覆膜面板，模板固定縱向圍檁采用[10槽鋼，間距75cm，中間布置5cm×10cm方木，間距為75cm；橫向圍檁采用[10槽鋼，間距75cm。圍檁底部均采用滿(mǎn)堂鋼管腳手架支撐的方式，其布置方式見(jiàn)圖2。

圖2 前室頂板布置方式

圖3 電纜井檢修模板固定平臺(tái)

3.4.5 電纜井檢修平臺(tái)模板安裝

電纜井檢修平臺(tái)采用預(yù)留二期混凝土施工，模板采用組合鋼模板或覆膜板，模板固定縱向及橫向圍檁均采用φ48.3×3.6mm鋼管，采用懸挑I16a工字鋼梁對(duì)電纜井檢修平臺(tái)模板進(jìn)行固定。

3.4.6 電梯井樓梯板、樓梯梁及梁窩模板安裝

電梯井樓梯板、樓梯梁及梁窩模板均采用定型模板或覆膜板加工而成。預(yù)制模板由專(zhuān)業(yè)模板廠設(shè)計(jì)生產(chǎn)。

3.4.7 其他部位模板

通風(fēng)井道、風(fēng)機(jī)管道、電纜孔、通風(fēng)口及2106.5m、1955.5m高程泄壓孔等預(yù)埋件詳見(jiàn)暖通專(zhuān)業(yè)圖紙；其他預(yù)留洞及窗洞采用組合鋼模板。

3.5 預(yù)埋件及連接件

預(yù)制模板現(xiàn)場(chǎng)安裝前需在上一倉(cāng)先澆筑壩體混凝土中預(yù)埋錨固件(錨筋和鋼板)，在預(yù)埋件混凝土澆筑完成后，錨筋、鋼板不得高出混凝土面。在預(yù)制模板吊裝測(cè)量定位調(diào)整到位后方可進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)焊接，焊接前預(yù)埋板須去污、除銹。待焊縫達(dá)到受力要求方可將桁架與支座板焊接。由于支座板與預(yù)埋板、支座板與桁架節(jié)點(diǎn)板連接為現(xiàn)場(chǎng)焊接，該節(jié)點(diǎn)受力較大，焊接時(shí)采用CHE507焊條[2]，要求焊縫滿(mǎn)焊，高度不小于10mm[3]。

3.6 混凝土施工

3.6.1 混凝土澆筑分層

電梯井混凝土分層原則上按照大壩混凝土澆筑分層高度進(jìn)行澆筑(1.5m、2.5m、3m、4.5m升層等)，前室、風(fēng)機(jī)房、電梯機(jī)房及樓梯間頂板等部位混凝土施工時(shí)需搭設(shè)滿(mǎn)堂支撐架，在施工這些部位混凝土?xí)r，混凝土澆筑高度不大于1.5m。

3.6.2 混凝土入倉(cāng)

電梯井采用高線混凝土系統(tǒng)供料，采用纜機(jī)吊9m3立罐直接卸料入倉(cāng)。在澆筑前室、電梯機(jī)房、電纜井、風(fēng)機(jī)房及樓梯間頂板時(shí)，采用纜機(jī)吊9m3立罐小流量卸料至承重排架頂部，對(duì)鋼筋密集區(qū)采用溜槽加料斗的形式下料。

3.6.3 混凝土平倉(cāng)、振搗

電梯井混凝土入倉(cāng)后人工及時(shí)攤鋪振搗，人工用φ100、φ70插入式振搗器進(jìn)行振搗，大面采用φ100插入式振搗器振搗，各種預(yù)埋件、儀器周邊、鋼筋密集部位和模板1m范圍內(nèi)采用φ70插入式振搗器振搗，澆筑前模板應(yīng)涂脫模劑[4]。振搗時(shí)間以混凝土不再顯著下沉，不出現(xiàn)氣泡，并開(kāi)始泛漿時(shí)為準(zhǔn)，一般為20s～30s。振搗器前后兩次插入混凝土中的間距，不超過(guò)振搗器有效半徑的1.5倍(一般為300mm～400mm)。振搗器垂直插入混凝土中，按順序依次振搗，如略帶傾斜，則傾斜的方向保持一致，以免漏振?；炷列读系慕佑|處，加強(qiáng)平倉(cāng)振搗，以防漏振。振搗上層混凝土?xí)r，將振搗器插入下層混凝土5cm～10cm左右，以加強(qiáng)上下兩層混凝土的結(jié)合。振搗器距模板的垂直距離，不小于振搗器有效半徑的1/2。

3.6.4 預(yù)制混凝土施工

電梯井的樓梯板及梁采用預(yù)制樓梯板及樓梯梁。預(yù)制場(chǎng)地選在導(dǎo)流洞進(jìn)口上方的混凝土路面上。預(yù)制樓梯板及樓梯梁模板采用預(yù)制定型模板。預(yù)制樓梯板及樓梯梁待大壩混凝土澆筑高度約9m～12m后安裝一次，如此循環(huán)直至全部安裝完成，局部由于施工安排或結(jié)構(gòu)變化部位，可靈活調(diào)整安裝時(shí)間，但每次安裝件的混凝土齡期均不得小于28d。預(yù)制樓梯板及樓梯梁混凝土施工前應(yīng)確保埋件全部施工完成。

混凝土從高線拌合樓拌制后，采用9.0m3混凝土罐車(chē)運(yùn)輸至預(yù)制場(chǎng)地，搭設(shè)溜槽輔助入倉(cāng)。振搗采用φ50軟軸振搗器進(jìn)行振搗，直至密實(shí)。預(yù)制樓梯板及樓梯梁強(qiáng)度達(dá)到要求后進(jìn)行拆模，采用25t汽車(chē)吊吊裝至15t平板車(chē)，由15t平板車(chē)運(yùn)輸至左岸2102m供料平臺(tái)，采用纜機(jī)吊運(yùn)至倉(cāng)號(hào)內(nèi)，倉(cāng)號(hào)內(nèi)采用25t汽車(chē)吊配合人工進(jìn)行安裝(樓梯井預(yù)制樓梯梁及樓梯板全部施工完成后，才能進(jìn)行樓梯間滿(mǎn)堂支撐架底部工字鋼梁的施工)。

3.6.5 二期混凝土施工

根據(jù)電梯井樓梯間的樓梯梁施工要求，在預(yù)制樓梯梁兩端施工預(yù)留槽二期混凝土，預(yù)留槽二期混凝土采用二級(jí)配C30混凝土。在預(yù)留槽二期混凝土施工前，先在預(yù)留槽底部施工M10砂漿找平層，厚2cm，并在與二期混凝土接觸的預(yù)制梁接觸表面涂刷一層瀝青后，再依次吊裝樓梯梁及樓梯板，最后開(kāi)始施工預(yù)留槽二期混凝土?；炷敛捎?5t汽車(chē)吊吊運(yùn)入倉(cāng)，混凝土入倉(cāng)后采用φ50軟軸插入式振搗器振搗，振搗時(shí)，避免振搗器直擊埋件、插筋和模板等，要求振搗密實(shí)、表面平整。

3.6.6 混凝土養(yǎng)護(hù)

混凝土澆筑完畢后應(yīng)及時(shí)養(yǎng)護(hù)。一般應(yīng)在混凝土澆筑完畢12h～18h后及時(shí)采取灑水或噴霧等措施進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，連續(xù)養(yǎng)護(hù)時(shí)間不得少于28d[5]?；炷帘砻娌捎脻耩B(yǎng)護(hù)方法在養(yǎng)護(hù)期間連續(xù)不斷地進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，以保持混凝土表面濕潤(rùn)，直至上層混凝土開(kāi)始澆筑。當(dāng)氣溫降至5℃以下時(shí)，對(duì)混凝土外露面(包括施工倉(cāng)面)用保溫被覆蓋。

3.6.7 混凝土溫控

混凝土出機(jī)口溫度按不超過(guò)11℃控制，高溫季節(jié)為控制拱壩混凝土最高溫度，建議混凝土出機(jī)口溫度按不超過(guò)9℃控制，出機(jī)口溫度低于5℃的混凝土應(yīng)作為廢料處理?；炷翝仓囟劝凑詹怀^(guò)15℃控制，任何部位的混凝土澆筑溫度在任何時(shí)段均不能低于7℃。

4 施工要點(diǎn)控制

(1)電梯井結(jié)構(gòu)部位預(yù)埋件、鋼筋較多，空間狹小，施工順序尤為關(guān)鍵，建議按照先鋼筋安裝，再模板安裝，后埋件施工順序。

(2)電梯井整體提升模板安裝前，測(cè)量工程師用測(cè)量?jī)x器對(duì)電梯井的四個(gè)角進(jìn)行放點(diǎn)，并用紅漆標(biāo)示出來(lái)。施工人員根據(jù)測(cè)量工程師所放點(diǎn)進(jìn)行施工。電梯井整體提升模板安裝后，由測(cè)量工程師進(jìn)行復(fù)測(cè)，對(duì)模板頂部的四個(gè)點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量，檢查模板是否發(fā)生偏移。在混凝土澆筑過(guò)程中，若發(fā)現(xiàn)模板有變形，則立即停止?jié)仓赡０骞じ鶕?jù)測(cè)量點(diǎn)線校正無(wú)誤后，才能繼續(xù)澆筑，以此保證拆模后混凝土的垂直度。

(3)電梯井整體提升模板理論上需四周對(duì)稱(chēng)施加荷載。實(shí)際混凝土澆筑施工中，四周混凝土錯(cuò)層高差不得超過(guò)30cm，以保證模板不發(fā)生位移。

(4)電梯井模板采用整體提升模板，整體提升模板應(yīng)有足夠的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性，能夠承受新澆混凝土的側(cè)壓力。整體提升模板與混凝土表面接縫應(yīng)嚴(yán)密。

(5)整體提升模板吊裝過(guò)程中，汽車(chē)吊起重最大仰角不超過(guò)78°，最小仰角不小于45°[6]，起重吊裝吊點(diǎn)根據(jù)倉(cāng)內(nèi)情況提前選定，以減少起重臂在吊裝過(guò)程中的伸縮，若因現(xiàn)場(chǎng)倉(cāng)面結(jié)構(gòu)限制需要在吊裝過(guò)程中伸縮時(shí)，應(yīng)將起吊荷載控制在其額定值的50%以?xún)?nèi)。

5 總結(jié)

電梯井結(jié)構(gòu)部位施工存在預(yù)埋管線、預(yù)埋二期施工構(gòu)件以及結(jié)構(gòu)鋼筋較多等情況，施工工藝較為復(fù)雜，為保證施工質(zhì)量，并節(jié)約工期，楊房溝水電站拱壩電梯井通過(guò)采用孔口部位定型提升模板，樓梯結(jié)構(gòu)預(yù)制混凝土等方式。簡(jiǎn)化了施工流程，提高了施工效率，極大地保證了施工質(zhì)量，節(jié)約了施工工期，對(duì)其他工程井口、孔洞等復(fù)雜結(jié)構(gòu)部位施工具有借鑒意義。