向家坝水电站左岸坝后厂房混凝土施工关键技术

2014-04-06，

四川水利 2014年4期

，

(中国水利水电第三工程局有限公司四川分局，成都，610045)

向家坝水电站左岸坝后主厂房布置在河床左侧坝后，位于泄洪建筑物左侧，通航建筑物右侧，部分安装间与通航建筑物重叠布置。坝后主厂房装机4台，单机容量800MW，单管单机。电站建筑物由主厂房、副厂房、开关站、出线平台、回车场等组成。现将该电站厂房混凝土施工的关键技术总结如下。

1 主厂房混凝土施工

主厂房建基面高程225.50m，建基面顺水流向宽度71.45m，厂房最大高度82.15m。厂房机组段为一机一缝的型式，单个机组段标准宽度36.80m。主厂房上、下游侧排架柱(墙)宽度均为2.00m，为双孔结构，主厂房混凝土采用两台MQ2000港机、一台MQ1260、一台MQ6000门机及一台30t缆机，根据不同时段合理布置，采用以6m3、9m3卧罐或立罐入仓，以平铺法为主、台阶法为辅浇筑，φ100mm～φ150mm振捣棒人工平仓。模板以小钢模、多卡为主，木模配合使用，对清水混凝土部位采用WISA模板施工，保证其施工质量满足要求。施工中的主要控制创新及控制要点如下：

1.1 优化厂房施工分缝分块

1.1.1 向家坝主厂房上下游方向分为三个区，一区主要为肘管上游实体和廊道混凝土，二区为机组段，三区为尾水段。原设计二区和三区分缝为错缝搭接形式。该分缝形式造成两个分区的混凝土必须平行交替上升，且两区之间只能有一个升层的高差。而厂房二区施工受肘管钢衬等各工序施工影响较大，上升速度很慢，且和三区交替上升，则导致三区施工受到制约。经设计优化，将分缝形式调整为直缝加键槽、插筋的形式，并在缝面预埋接缝灌浆系统，后期对分缝进行灌浆，解决了混凝土上升期间相互制约干扰问题，加快了三区施工工期。

1.1.2 合理的分层分块，既加快进度，又保证接缝处施工质量。对于主厂房的分层，在能够保证入仓强度和温控要求的前提下，尽量采用高升层，加快前期施工进度，为上部结构混凝土施工争取时间。为保证主厂房上下游墙内外侧墙面达到免装修标准，对墙体分层做了统一规划，墙面模板采用VISA面板，收仓面采用角钢控制，使施工完成的墙面整齐划一，达到免装修外观要求。

1.2 肘管底部采用自密实混凝土

1.2.1 为确保肘管底部泵送自密实混凝土入仓，在肘管水平段钢衬上开φ200mm孔洞，作为混凝土泵管(软管头)入口，间排距2.0m×2.2m，梅花形布置，待肘管底板混凝土浇筑完成后，对开孔部位按要求补焊。

1.2.2 由于自密实混凝土水化热较高，为避免出现超温情况，在肘管底部及四周布置双层冷却水管。

1.2.3 由于肘管钢衬底部面积大，钢筋多、支撑件多，混凝土难以辅料到位，容易产生脱空，同时混凝土凝固后自身也会产生静缩，容易与肘管里衬之间形成缝隙。因此在浇筑混凝土时，采用拔管成孔。

1.2.4 根据现场实际浇筑情况分析，肘管底部采用开孔浇筑自密实混凝土方案时肘管抬动可控，符合规范要求。

1.2.5 后期回填灌浆时，拔管通畅率在90%以上，保证了肘管后期回填的可行性。

1.3 锥管安装由二期改为一期

根据向家坝节点工期要求，4台机组交面时间互相之间相差2～3个月，基本上在一年之内实现4台机组的交面。为加快锥管段施工进度，结合机组肘管段钢衬一期安装的经验，将锥管段采用一期一次安装的施工方式，避免锥管预留二期混凝土施工带来的诸多不利因素，并且可以节约直线工期。

1.4 蜗壳施工技术

1.4.1 分层分块。蜗壳二期混凝土浇筑起止高程为251.00m～266.190m，高度14.69m。根据基础环结构及蜗壳断面特点，为避免蜗壳阴角部位混凝土脱空，同时考虑混凝土入仓能力，蜗壳二期混凝土共划分5层施工。同时确保蜗壳及基础环在混凝土浇筑后的最终变形满足要求，根据机组四个象限一期混凝土在仓面形成的四个台阶特点，将蜗壳底部第一层分成四个相对独立的混凝土浇筑块进行顺序对称浇筑。

1.4.2 浇筑手段。根据蜗壳混凝土每层情况，合理采用泵机+MQ2000港机或3#缆机联合供料，对上部层适当增设溜槽等入仓措施。港机和缆机供料浇筑蜗壳外侧混凝土，并向泵机集料斗供料。

1.4.3 弹性垫层施工。蜗壳外围垫层材料为L-600型高压聚乙烯闭孔泡沫塑料(PE板)，垫层范围为蜗壳顶部的上半圆180°～110°，绕蜗壳包角34.5°。垫层厚度为30mm，穿墙管与蜗壳直管段相接处1m范围内由50mm渐变为30mm；蜗壳环向弹性垫层的两端1m范围由30mm渐变为10mm。渐变过程均采用现有弹性垫层进行现场切割成坡。

1.4.4 蜗壳混凝土浇筑

1.4.4.1 第一层浇筑。为保证蜗壳混凝土在第一层浇筑期间变形可控，将其分为四块对称浇筑，入仓手段为泵机+MQ2000港机+缆机+砂浆泵，泵送混凝土坍落度为16cm～18cm，港机挂吊罐浇筑混凝土坍落度为6cm～8cm，泵送自密实混凝土扩散度60cm～65cm。蜗壳外侧底角部位适当搭设溜桶或滑槽，便于吊罐混凝土到位。在蜗壳基础环阴角处启用砂浆泵泵送砂浆，砂浆泵配比：水∶水泥∶砂=1∶2∶3.5。

1.4.4.2 第二～第五层浇筑。采用MQ2000港机和缆机及MQ6000门机联合浇筑，收仓层面与蜗壳交角处按45°倒角处理，采用平铺法浇筑。

1.4.4.3 浇筑过程中特别注意事项。蜗壳安装精度要求高，混凝土浇筑及回填灌浆过程中防止抬动变形是第一关键，其次是如何保证混凝土浇筑密实，再次是控制混凝土的最高温升。严禁吊罐碰撞蜗壳壳体，在距离蜗壳壳体2.0m范围内不得设置下料点。严格控制混凝土浇筑上升速度，特别是混凝土接近蜗壳后混凝土浇筑上升速度严格按≤30cm/h控制。

1.4.4.4 混凝土温度控制。蜗壳二期混凝土特殊区域最高温度自密实混凝土暂按43℃控制，泵送常态二级配混凝土暂按40℃控制，其他部位按设计要求执行。施工中采用循环制冷水控制，保证满足温控要求。

1.4.4.5 变形监测。基础环与蜗壳浇筑期间的变形监测，采取机电安装标与土建标“各自监测，及时沟通，联合预警，土建控制”的方式进行。监测控制标准，过程监控按照基础环±0.25mm、蜗壳±2.5mm进行控制，并且在浇筑过程中，按照基础环±0.2mm、蜗壳±2.0mm进行预警。

1.4.4.6 基础环、蜗壳底部回填灌浆。①蜗壳底部轴线内外侧，对应圆心角21.3°(内侧)+48.8°(外侧)=70.1°的范围，布置回填灌浆系统。相应蜗壳底部轴线内侧最大长度为2m，布设重复灌浆系统。外侧最大长度为4m，采用拔管施工；②基础环阴角部位回填灌浆，采用埋设φ38mm可重复灌浆管进行，每台机组基础环与蜗壳的阴角部位布置4组重复灌浆管路(按照第一层浇筑分的4个仓位进行布置)，采用固定卡紧贴固定在基础环蜗壳阴角管壁上；③回填灌浆在第一层混凝土最后一仓衬砌完成7天后或达到设计强度70%时进行；④回填灌浆结束60天后，再次对蜗壳、基础环脱空区进行敲击检查，对脱空面积≥0.5m2的脱空区进行接触灌浆。接触灌浆利用可重复灌浆管进行，直至合格为止。

1.5 机墩风罩施工

1.5.1 分层分块。根据机墩、风罩结构特点，为避免薄壁部位混凝土脱空，同时考虑埋管安装、混凝土入仓能力及工期要求，机墩风罩二期混凝土共划分4层，浇筑起止高程为267.145m～277.690m，总高度10.545m；按照单台机组进行划分为独立的施工单元，每台机组同一升层，整体一次施工成型。

1.5.2 手段布置。采用一台上海MQ2000港机、一台MQ6000门机、一台30t缆机、一台胎带机及厂房永久桥机，根据各仓号情况，合理组织调配。

1.5.3 混凝土浇筑。按照常规混凝土浇筑进行控制，但是由于其三期预留坑精度非常重要，现场实际施工中应严格把关。

1.5.4 风罩牛腿。风罩牛腿悬挑长度达1.18m且成圆弧形，提前在后方采用木模加工完成，在现场搭设3排脚手架作为支撑结构，保证其型体尺寸满足要求。

1.5.5 温度控制。因机墩风罩混凝土除第一层为大体积外，其余均为结构混凝土，现场对入仓温度控制外，对浇筑温度也要进行严格控制，采用铺设保温被等措施使其达到要求，浇筑完成后，根据气温特点及时养护保温。

2 副厂房混凝土施工

副厂房由上游副厂房和下游副厂房两部分组成。上游副厂房布置在主机间上游侧，与主厂房之间用结构缝分开，底部高程266.74m。上游副厂房为框架结构，共6层，尺寸为157.80m×26.00m×45.40m(长×宽×高)。下游副厂房布置在主机间的尾水平台上，下游副厂房位于主机间下游边墙和尾水挡墙之间，尺寸为148.44m×20.00m×17.74m(长×宽×高)，共三层。

2.1 上副混凝土施工

2.1.1 施工区域划分。结合上副厂房结构特点划分2个施工区，即GIS及中控楼。GIS室由A～F六个单元组成，中控楼由G～I三个单元组成。根据区域给机电交面的先后顺利合理组织，精细化施工。

2.1.2 手段布置。根据进度安排，在上副上游结构边线以外，分期布置2台MQ1260门机，满足施工期间材料吊运及混凝土浇筑等事宜。

2.1.3 承重架搭设。为加快上副整体施工进度，满足工期要求，在采取常规脚手架搭设的同时，引进快速脚手架，减少承重架搭设时间。

2.1.4 混凝土浇筑。按照每个单元分块进行浇筑，减少备仓时间，严格控制结构高程，保证其面板符合机电安装高程要求。加强养护，避免裂缝等质量问题。对工期特别紧张的部位，采取柱体与面板合仓浇筑，但需加强振捣保证密实，加强模板加固，控制体型，防止变形计跑模等情况。

2.1.5 预制现浇结合。为加快顶层面板进度，减少承重架工程量，将开关站顶部面板采用预制板与现浇叠合施工形式。

2.2 下副混凝土施工

2.2.1 施工区域划分。结合下副厂房结构特点，按照房间划分施工区。

2.2.2 手段布置。混凝土施工手段，直接采用布置在尾水渠的2台MQ2000港机，满足施工期间材料吊运及混凝土浇筑等事宜。

2.2.3 承重架搭设。为加快下副整体施工进度，满足工期要求，承重架采用仓外整体搭设，后直接吊至仓内，局部补强处理。该种方式可减少承重架搭设时间，缩短备仓。

2.2.4 混凝土浇筑。按照每个单元分块进行浇筑，减少备仓时间，严格控制结构高程，保证其面板符合机电安装高程要求。加强养护，避免裂缝等质量问题产生。为保证下副厂房外观，对墙体及顶板均采用统一规划配板，加固采用无外露钢筋头的接安螺栓，确保了外观质量。

2.2.5 框架梁主梁钢筋仓外绑扎。为减少仓号备仓时间，考虑工期要求，将框架主梁钢筋在仓外整体绑扎，然后采用大型门机或汽车吊直接吊入仓内安装就位，然后再进行其余次梁的钢筋绑扎。该种方式，缩短了钢筋安装直线工期，对加快进度有利。