白莲河抽水蓄能电站地下厂房岩锚梁混凝土施工

陈 彬，安 萍

（中国葛洲坝集团第一工程有限公司，湖北 宜昌 443002）

1 工程概况

白莲河抽水蓄能电站位于湖北省黄冈市罗田县白莲河乡境内，工程规模为大 (1)型。地下主厂房是该工程最大的地下洞室，纵轴线为东西向，进厂交通洞在西端从下游水平正交进厂。主厂房开挖尺寸为 146.40 m×21.85 m×50.883 m(长×宽×高)，分 8层开挖，岩锚梁位于第二层的侧墙67.53～64.63 m高程岩壁上，全长2×146.4 m；成型后的岩锚梁顶宽1.9 m，内侧设有排水沟，梁上设有200 t永久双梁桥式起重机。在厂房第一层开挖过程中，在（厂）0+90～（厂）0+115段遭遇由顶至底斜切厂房的非预期特大断层 (F8断层)，经参建各方磋商确定了F8断层处理意见，设计单位也变更了招标时的岩锚梁设计，在岩锚梁底部增加了延伸至水轮机层的附壁柱，并在F8断层带沿断层走向增加了59 cm厚的C25钢筋混凝土附壁板，附壁板底部高程59.0 m；岩锚混凝土连续梁标准段长16 m，分段跳仓浇筑，段间设垂直键槽。白莲河岩锚梁结构参见图1。

2 施工特性

图1 主厂房岩锚梁结构示意（单位：高程m，尺寸mm）

白莲河地下主厂房岩锚梁混凝土工程主要包括承重排架、钢筋混凝土岩锚梁、钢筋混凝土附壁柱、钢筋混凝土附壁板、预埋件、排水系统等项目的施工。

附壁板及58.8 m高程以上的附壁柱必须与岩锚梁整体浇筑，因此岩锚梁只能在第三层开挖支护后进行混凝土施工，需从56.0 m高程搭设承重施工排架至岩锚梁部位作为模板支撑体系，受工序制约，承重排架只能与附壁柱及附壁板的钢筋、模板交叉作业、同时上升，排架搭设工程量及施工难度均较大，施工干扰大。

为减小F8断层对总工期的影响，建设单位要求整个岩锚梁混凝土浇筑时间控制在70 d，为此，将岩锚梁混凝土划分为两个施工段，第一段为已完成第三层开挖支护、并预留了F8断层处理空间，即(厂)0+0～(厂)0+75段，该段岩锚梁混凝土施工需与第二段的F8断层处理并行，存在交叉干扰极大、施工现场作业面不易布置、协调量较大等难点。

岩锚梁混凝土量1 900 m3，钢筋制安230 t，工程量并不很大，但由于岩锚梁部位狭小、钢筋密集、仓位多，施工项目较多，又存在与断层处理的交叉施工，加之地下厂房施工场面狭小，施工的流水节拍非常紧、难度非常大，必须精心组织、统筹规划、合理安排，提前做好相关准备工作。

3 混凝土施工

3.1 确定配合比

白莲河地下厂房岩锚梁采用C25F100低热微膨胀混凝土，要求28 d极限拉伸值≥1.0×10－4、90 d自生体积变形达到 (80～100)×10－6。在研究设计要求后认为：①混凝土的自生体积变形是由胶凝材料的水化作用引起的，当混凝土的强度等级、水泥品种与标号确定后，单位体积混凝土中的胶凝材料用量即可基本确定，其自生体积变形可以不考虑；②当混凝土的等级、胶凝材料等一定的情况下，混凝土的极限拉伸值也基本确定，但C25混凝土28 d极限拉伸值一般很难达到大于1.0×10－4，且低热混凝土的早期强度一般偏低，其极限拉伸值也偏低，因而，28 d达到大于100×10－6这一指标偏高，合理的范围是大于 80×10－6。

经与设计单位交流，最终采用中热水泥掺加一定量的粉煤灰以实现低热要求，通过掺加膨胀剂以实现对混凝土的收缩补偿作用，同时掺加一定量的聚丙烯纤维以减少早期混凝土的微细裂纹，并委托第三方进行了配合比试验，确定了适用于白莲河厂房岩锚梁的混凝土配合比。

3.2 施工时段

由于岩锚梁混凝土必须与F8断层处理同时施工，但考虑到岩锚梁混凝土不宜在施工及养护期间产生质点振动，因此岩锚梁混凝土第一段必须在F8断层处理段的二三层开挖爆破结束后才可施工，在平面上形成东端F8断层支护处理与西端混凝土施工平行作业的场面，同时在岩锚梁混凝土施工及养护期间，停止周边爆破施工。

3.3 分段及施工顺序

白莲河地下厂房岩锚梁混凝土共20仓，混凝土施工总体上按先上游再下游、自西向东的顺序，采取上下游、东西端分别跳仓浇筑的方式。

3.4 模板及钢筋施工

岩锚梁底部采用φ48 mm×3.5 mm扣件式钢管承重排架支撑，并在仓位外部设1.5 m宽工作平台作为施工通道及材料流转场地（材料堆放控制在10 t以内，并避免集中堆放）。承重排架上部搭设木三角桁架，铺设木枋及岩锚梁底模。

岩锚梁外露面统一采用P6015钢模板，下拐点角模按设计角度在工厂进行定型制作，封头及键槽模板则用3 cm厚木板。为了使拉条不穿过岩锚梁立面，立面模板竖向围檩采用 ［10a双槽钢，在模板上下两端外各设1根φ22钢筋制作的拉条，并与预先设置在岩壁上的拉条插筋连接，横围檩采用脚手架钢管通过φ18钢筋制作的钩头螺栓与模板扣接。封头模板的围檩采用脚手架钢管通过φ12拉条内拉固定。附壁柱、附壁板的模板采用P3015、P1015钢模板及3 cm厚木板拼装而成；附壁柱在距底部3 m处留一65 cm×45 cm的孔口作为进料口。所有钢模板拼缝处夹2～3 mm厚的塑料泡沫并粘胶带止浆。

岩锚梁钢筋现场采用16 t汽车吊吊至安装部位外的工作平台上，附壁柱、附壁板的钢筋、模板在排架搭设前预先堆放在安装部位，穿插在排架搭设过程中安装。钢筋安装工程量虽不大，但因工艺较复杂、操作空间有限，导致工效极低，接头焊接时间长，为了在经济的条件下缩短其施工时间，对φ16以下的钢筋采用绑扎搭接，对φ16～φ20的钢筋全部采用焊接，对φ22及以上的钢筋则全部采用直螺纹套筒进行套接。

3.5 浇筑及养护

混凝土浇筑时，先浇附壁柱（板），由于其高度较大接近6.0 m，对每仓的附壁柱组织分层流水作业，浇筑速度根据混凝土初凝时间、每仓的附壁柱数量按上升高度不超过1.0 m/h控制，使各柱均匀上升至岩锚梁底部，其后沿梁长度方向，从一端向另一端采用平仓法分层浇筑，分层厚度30 cm。振捣使用φ50～φ75软轴振捣器，边墙模板处采用二次复振。混凝土料在拌和系统集中拌制，采用2台6 m3混凝土搅拌车、1台HBT60混凝土输送泵入仓。

浇筑收仓后，根据现场环境温度、湿度和混凝土表面硬化情况及时进行洒水养护，经常保持表面湿润。模板拆除后及时用土工布覆盖表面，并浇水保温、保湿，增强养护功效。岩锚梁模板在混凝土强度达到设计强度的75%以上后拆除。底模拆除时，即铺设竹跳板对岩锚梁外露表面进行防护，以防第四层开挖爆破飞石损坏岩锚梁外观。

3.6 施工组织

由于工期紧、任务重、施工难度又极大，为保质保量完成任务，按平行流水作业组织生产。岩锚梁共计20个仓位，流水节拍按3天设置。分析各个工序的工效认为：高排架搭设是影响进度的关键工序，模板及钢筋安装工程量虽不大，但因操作空间有限、工效极低，对工序流水节拍也有较大影响。为此，岩锚梁混凝土施工时，按每天三班安排作业，排架搭设超前混凝土施工提供部位，并按模板设计的安装要求，施工模板拉条插筋。

因工期紧张，为保证仓位施工的连续性，综合考虑经济效益，承重钢管排架、模板等材料按50%考虑周转使用，所有材料分两次限期进场。

3.7 工程质量

白莲河地下主厂房岩锚梁混凝土施工后，未发现深层及贯穿性裂缝，无模板棱角、错台及蜂窝麻面等现象发生，外观质量极好，2006年被湖北白莲河抽水蓄能有限公司评为样板工程。目前，该岩锚梁投入使用已过2年，监测资料反映，受拉、受压锚杆最大应力分别为245.60、101.65 MPa，测缝计最大开度为2.85 mm，锚杆应力及岩锚梁变形均比较稳定；从使用情况来看，尚未发现任何问题。

4 结 语

白莲河地下主厂房岩锚梁，在增加附壁柱、附壁板及搭设高排架的情况下，历时72 d，优质、高效地完成了混凝土施工任务，达到了行业先进水平。但通过实践发现有些地方可以进一步改进，如岩锚梁底部设置木桁架，既消耗材料，又不便于制作及现场安装，若改为型钢，则较为经济，且可方便现场施工、加快施工进度。其施工经验可供其他工程参考。

［1］李洪涛.大型地下厂房施工程序及开挖方法研究［D］.武汉：武汉大学，2004.

［2］杜广恩.索风营水电站地下厂房岩锚吊车梁镜面混凝土施工［J］.贵州水力发电，2004（3）:54-57.

［3］DL/T 5144－2001 水工混凝土施工规范［S］.

［4］DL/T 5110－2000 水电水利工程模板施工规范［S］.