混凝土預(yù)制墻板在抽蓄電站的應(yīng)用與探索

鐘 斌，張自敏，苗二燕

（1.福建永泰閩投抽水蓄能有限公司，福建 永泰 350700；2.中國(guó)水利水電第十四工程局有限公司，云南 昆明 650041）

1 引言

混凝土預(yù)制墻板構(gòu)件在工廠預(yù)制，現(xiàn)場(chǎng)拼裝，其優(yōu)點(diǎn)在于工廠化生產(chǎn)、標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)、質(zhì)量保證率高，解決了傳統(tǒng)建筑生產(chǎn)方式存在的建筑能耗高、資源消耗大、建筑業(yè)科技含量較低和生產(chǎn)效率低等問(wèn)題，同時(shí)可做到節(jié)能、節(jié)水、節(jié)地、節(jié)材、節(jié)時(shí)，保護(hù)環(huán)境，建造過(guò)程實(shí)現(xiàn)五節(jié)一環(huán)保，非常符合國(guó)家的節(jié)能減排和綠色發(fā)展目標(biāo)。本文著重探討混凝土預(yù)制墻板在抽水蓄能電站中的應(yīng)用。

2 施工圖紙深化設(shè)計(jì)

混凝土預(yù)制墻板在建筑行業(yè)應(yīng)用較多，但在抽水蓄能電站使用尚屬首次。抽蓄電站地下廠房因施工場(chǎng)地、吊裝條件等受限條件較多，使得這種混凝土預(yù)制墻板安裝施工難度增大。同時(shí)抽蓄電站地下廠房?jī)?nèi)預(yù)留穿墻孔洞較多，因此在準(zhǔn)備施工前，首先應(yīng)根據(jù)抽蓄電站特殊施工條件，參照常規(guī)混凝土預(yù)制墻板施工方法，對(duì)施工圖紙進(jìn)行優(yōu)化及深化調(diào)整。

2.1 墻板設(shè)計(jì)

抽水蓄能電站地下廠房結(jié)構(gòu)形式復(fù)雜，主體結(jié)構(gòu)完成后，機(jī)電設(shè)備安裝、輔助設(shè)備安裝、電氣設(shè)備安裝、通風(fēng)空調(diào)以及建筑裝修施工等存在平行作業(yè)及交叉作業(yè)現(xiàn)象，且運(yùn)輸通道單一狹窄，這種復(fù)雜的施工環(huán)境下，混凝土預(yù)制墻板要在機(jī)電設(shè)備就位前安裝完成，局部部位混凝土預(yù)制墻板又要在機(jī)電設(shè)備就位后才能進(jìn)行安裝，綜合考慮進(jìn)行兩種形式墻板的設(shè)計(jì)帶肋墻板（機(jī)電設(shè)備就位前安裝完成）、輕型墻板（機(jī)電設(shè)備就位后再進(jìn)行安裝）。墻板設(shè)計(jì)時(shí)需將通風(fēng)洞口、檢修洞口、穿墻管路等預(yù)留空口進(jìn)行提前設(shè)計(jì)，避免后期取孔。既保證了墻板整體觀感，也節(jié)省了后續(xù)施工作業(yè)。

（1）帶肋墻板

根據(jù)抽蓄電站地下廠房主體結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行混凝土預(yù)制墻板尺寸設(shè)計(jì)，在考慮整體安裝外觀效果的情況下，盡量減少混凝土預(yù)制墻板的分縫，使得整體分縫大氣、美觀。每單跨結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)兩塊混凝土預(yù)制墻板，一條分縫。尺寸約為2.7 m×4.9 m，板厚為80 mm 帶肋。與常規(guī)混凝土預(yù)制墻板不同，通過(guò)增加肋解決了混凝土墻板在降低厚度情況下的強(qiáng)度問(wèn)題，同時(shí)也降低了混凝土預(yù)制墻板自身重量。在混凝土預(yù)制墻板四角設(shè)置上、下連接件角碼（詳見(jiàn)3.2節(jié)安裝工藝中上連接件、下連接件）。最后通過(guò)螺栓連接，方便高效。同時(shí)在混凝土預(yù)制墻板上設(shè)置預(yù)埋吊點(diǎn)埋件，以便于吊裝。

（2）輕型薄板

輕型薄板創(chuàng)新選用超高性能混凝土（Ultra-high Performance Concrete，UHPC），UHPC 是一種具有高強(qiáng)度、高韌性、超高耐久性的水泥基復(fù)合材料，厚度為30 mm，采用人工或簡(jiǎn)易機(jī)械即能滿足安裝。掛板背面設(shè)置雙向肋條，并在肋條部位設(shè)置預(yù)埋件，增加結(jié)構(gòu)整體剛度。掛板節(jié)點(diǎn)為三向可調(diào)式，用于消除生產(chǎn)及安裝誤差，并在安裝角碼間加設(shè)柔性墊片，有效防止振動(dòng)環(huán)境下的形變和位移。采用鋼架作為節(jié)點(diǎn)骨架，與墻板分別施工，流水作業(yè)下安裝效率極高。

2.2 連接件設(shè)計(jì)

混凝土預(yù)制墻板節(jié)點(diǎn)通常采用點(diǎn)承式和線承式。點(diǎn)承式施工順序?yàn)椤跋葷埠笱b”，即主體結(jié)構(gòu)先澆筑完成后，再安裝混凝土預(yù)制墻板。而線承式施工順序需和主體結(jié)構(gòu)一同澆筑。并且考慮到抽水蓄能電站地下廠房安裝環(huán)境狹窄，且廠房后期機(jī)組運(yùn)行過(guò)程振動(dòng)大，本項(xiàng)目考慮到設(shè)備安裝以及各類工序搭接，需在主體結(jié)構(gòu)完成后，再安裝混凝土預(yù)制墻板，故選擇采用點(diǎn)承式連接。該連接節(jié)點(diǎn)具有相對(duì)于主體結(jié)構(gòu)的可“移動(dòng)”性，能夠自由的平動(dòng)。相比于傳統(tǒng)的連接形式，避免了主體結(jié)構(gòu)變形作用施加給混凝土預(yù)制墻板的作用力，也避免了混凝土預(yù)制對(duì)主體結(jié)構(gòu)的反向約束作用。

同時(shí)，混凝土預(yù)制墻板節(jié)點(diǎn)采用水平長(zhǎng)圓孔及空腔的設(shè)計(jì)，使得墻板在安裝時(shí)可進(jìn)行微調(diào)，消除節(jié)點(diǎn)連接誤差，并且留有足夠的操作空間與可靠支撐，使節(jié)點(diǎn)安裝連接更加便捷、高效。

3 安裝技術(shù)

3.1 施工前準(zhǔn)備工作

混凝土預(yù)制墻板在安裝前做好相應(yīng)準(zhǔn)備工作，工廠需根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工進(jìn)度情況預(yù)制生產(chǎn)相應(yīng)部位的混凝土墻板，墻板運(yùn)輸、現(xiàn)場(chǎng)存放都需制定好計(jì)劃。除此之外，在安裝之前，相應(yīng)部位設(shè)置吊點(diǎn)，連接梁板底部、頂部的連接點(diǎn)需提前完成，混凝土預(yù)制墻板與地下廠房巖壁間內(nèi)的通風(fēng)管道及油氣管道也需在安裝混凝土預(yù)制墻板前安裝完成。

限定詞是用來(lái)引導(dǎo)名詞的輔助詞類，表達(dá)主有、指示、疑問(wèn)等關(guān)系的詞匯意義。在法語(yǔ)中，限定詞包括冠詞和傳統(tǒng)語(yǔ)法稱為非品質(zhì)形容詞的主有、指示、疑問(wèn)、感嘆、數(shù)目和泛指形容詞。而英語(yǔ)的限定詞則包括定冠詞、不定冠詞、零冠詞以及物主、指示、關(guān)系、疑問(wèn)和不定限定詞等。

另外混凝土預(yù)制墻板施工前應(yīng)充分考慮抽水蓄能電站機(jī)電設(shè)備的安裝計(jì)劃，根據(jù)設(shè)備安裝計(jì)劃確定混凝土預(yù)制墻板安裝時(shí)間節(jié)點(diǎn)，做好工序間的銜接和交叉作業(yè)協(xié)調(diào)。同時(shí)混凝土預(yù)制墻板自安裝間吊運(yùn)至各機(jī)組段作業(yè)面主要依靠地下廠房設(shè)置的橋式起重機(jī)，所以在機(jī)電設(shè)備安裝高峰期的時(shí)候還需要做好橋式起重機(jī)使用的協(xié)調(diào)工作。

3.2 安裝工藝

混凝土預(yù)制墻板施工工藝流程：混凝土預(yù)制運(yùn)至安裝間→橋機(jī)吊運(yùn)至各機(jī)組段堆放場(chǎng)→堆放場(chǎng)運(yùn)至各安裝位置→手拉葫蘆連接吊點(diǎn)吊裝→位置調(diào)整→焊接及防腐處理（手拉葫蘆吊點(diǎn)應(yīng)經(jīng)檢查合格后方可使用）。

混凝土預(yù)制墻板安裝前，采用在框架梁側(cè)面打入6 根M14 化學(xué)錨栓并塞焊鋼板以懸掛起吊設(shè)備進(jìn)行固定。

混凝土預(yù)制墻板上連接件：預(yù)埋螺桿通過(guò)連接角鋼與混凝土上預(yù)埋件連接，標(biāo)高及軸線定位準(zhǔn)確后鎖緊螺母，角鋼連接件和預(yù)埋板圍焊固定，墊片也和角鋼連接件圍焊固定。

圖1 上連接件大樣圖

圖2 上連接件詳圖

混凝土預(yù)制墻板下連接件：預(yù)埋件上焊接角鋼連接件，將高強(qiáng)螺桿與鋼制盒子一起鎖在混凝土預(yù)制墻板角鋼連接件上，定位好軸線后，將鋼制盒子與梁上預(yù)埋件點(diǎn)焊固定，通過(guò)螺栓的螺母精調(diào)外墻板標(biāo)高（上節(jié)點(diǎn)配合一起調(diào)節(jié)），確認(rèn)標(biāo)高及軸線均正確無(wú)誤后完成墊片和鋼制盒子、鋼制盒子和梁上預(yù)埋件的焊接。

圖3 下連接件大樣圖

圖4 鋼制盒子

（1）混凝土預(yù)制墻板的吊點(diǎn)預(yù)留方式為預(yù)留吊環(huán)，預(yù)留吊環(huán)繩索與構(gòu)件水平面夾角不宜小于45°。

（2）混凝土預(yù)制墻板從各機(jī)組段吊物孔垂直吊運(yùn)至各層后，通過(guò)轉(zhuǎn)運(yùn)小車（自制）轉(zhuǎn)運(yùn)至各就位點(diǎn)，采用梁中側(cè)吊點(diǎn)連接手拉葫蘆吊裝就位，就位時(shí)，應(yīng)以外墻邊線為準(zhǔn)，做到外墻面順直，墻身垂直，縫隙一致，齊口縫不得錯(cuò)位，防止擠壓偏腔，左右側(cè)使用攬風(fēng)繩保持預(yù)制墻板平穩(wěn)起吊。

（3）混凝土預(yù)制墻板就位調(diào)整完成并經(jīng)驗(yàn)收合格后，對(duì)混凝土預(yù)制墻板上下連接點(diǎn)進(jìn)行焊接作業(yè)，保證焊縫飽滿。

（5）輕型薄板安裝方法：承接板安裝→龍骨安裝→掛板→填縫。根據(jù)放樣尺寸進(jìn)行龍骨下料加工，采用8 號(hào)槽鋼作為豎龍骨與承接板的固定連接件，將連接件與已安裝好的承接板采用焊接固定，嚴(yán)格按照已標(biāo)記的基線安裝連接件；待連接件全部安裝完成后開(kāi)始安裝豎龍骨，豎龍骨與連接件焊接固定，然后進(jìn)行輕型薄板的安裝，輕型薄板采用雙頭螺柱連接，安裝方法類似建筑裝修掛板安裝，最后進(jìn)行填縫打膠。

3.3 質(zhì)量保證措施

（1）混凝土預(yù)制墻板生產(chǎn)時(shí)必須按圖施工，相應(yīng)預(yù)留孔尺寸須滿足設(shè)計(jì)要求，脫模后對(duì)混凝土預(yù)制墻板外觀檢查，對(duì)存在缺陷的部位按規(guī)范處理完成。

（2）混凝土預(yù)制墻板進(jìn)場(chǎng)后安排專人對(duì)預(yù)留孔、整體尺寸、外觀、連接件進(jìn)行檢查驗(yàn)收。

（3）混凝土預(yù)制墻板吊裝前，應(yīng)按設(shè)計(jì)要求，按樓層已彈好的平面控制線和標(biāo)高線，確定預(yù)制墻板安裝位置線及標(biāo)高線，并復(fù)核。

（4）預(yù)埋吊點(diǎn)及上下連接點(diǎn)必須經(jīng)測(cè)量放線，保證與混凝土預(yù)制墻板連接匹配。吊裝穩(wěn)固后均需測(cè)量水平與垂直度偏差在允許范圍內(nèi)，遇需調(diào)整時(shí)應(yīng)松開(kāi)相關(guān)緊固件，嚴(yán)禁蠻力校正。

（5）機(jī)組啟動(dòng)前和機(jī)組運(yùn)行后均需對(duì)混凝土預(yù)制墻板連接點(diǎn)情況進(jìn)行復(fù)檢，以確保機(jī)組運(yùn)行時(shí)混凝土預(yù)制墻板連接點(diǎn)安全可靠。

4 結(jié)語(yǔ)

抽水蓄能電站利用混凝土預(yù)制墻板良好的適應(yīng)性、便捷性、可靠性，符合國(guó)家節(jié)能減排和綠色發(fā)展目標(biāo)，隨著其設(shè)計(jì)研究的深入，應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)的積累，將逐漸成為應(yīng)用廣泛、技術(shù)成熟的建筑產(chǎn)品。本項(xiàng)目的研究與應(yīng)用驗(yàn)證了節(jié)點(diǎn)的合理性及抗震性，完善施工中存在的不足，促進(jìn)混凝土預(yù)制墻板在抽水蓄能電站的應(yīng)用發(fā)展。