溪洛渡水电站左岸进水口悬挑牛腿模板工艺优化

韩 金 涛

(中国水利水电第七工程局有限公司 第一分局，四川 彭山 620860)

1 概 述

溪洛渡水电站位于四川省雷波县与云南省永善县接壤的金沙江溪洛渡峡谷中,主要由拦河大坝、泄洪建筑物、引水发电建筑物等组成。左岸电站进水口采用叠梁门式分层取水，共布置有9台机组，呈一字形排列。进水口各建筑结构按进水方向依次为拦污栅、喇叭口、闸门竖井及压力管道。其中拦污栅全长为282.5 m，底板宽度为14.62 m，设计高程范围为514～610 m，高96 m，共分为9个机组。 进水口牛腿布置情况见图1。

图1 进水口牛腿纵剖面图

2 进水口牛腿结构特性

进水口闸墩从高程607.5 m开始布置牛腿，牛腿宽2.1 m，高2.5 m，斜面长2.702 m，斜面坡比为1∶1，牛腿中部设置高130 cm、宽120 cm的门机轨道梁，布置于拦污栅墩头牛腿尾部。拦污栅中部(桩号进0+8.62)设有1 m厚胸墙，从而使进水口墩头施工相对独立。

进水口牛腿施工处于高空临边作业，距离下方底板94 m。牛腿施工若搭设操作平台及承重排架将导致高处作业频繁，且其进水口前为主要施工交通通道，长期处于交叉作业环境。鉴于进水口顶部设计布置的特殊性，加之胸墙隔断了牛腿与其它部位的联系，施工作业面非常有限，而且施工工序中钢筋、模板量非常大，施工复杂性不言而喻。受工期影响，进水口施工进度要求高，施工资源、设备的投入量大，因此，进水口顶部牛腿施工安全风险难度极大。

3 施工方案的选择

3.1 内拉法施工

(1)内拉法施工方案。

原牛腿施工主要采用内拉法(图2)进行支撑，外部三角挂架作为辅助支撑及模板铺设支撑。施工时，预埋定位锥、地锚和工字钢立柱，牛腿施工依靠定位锥挂设预制三角挂架提供施工平台并搭设排架进行后期作业。浇筑完成后，先拆除施工排架，再从牛腿两侧通过门机配吊篮人工拆除三角挂架。

(2)该方案的缺点与不足。

内拉法施工为相对较常用的施工措施，主要存在施工安全风险大、人员和机械设备投入高、施工工期长等问题。由于施工排架及三角架的搭设安装完全由人工进行，尤其是拦污栅墩之间的搭设安全风险极高。鉴于牛腿施工需要的模板和钢管的使用量较大，施工人员与机械设备投入非常高，单机组顶层施工工期为28 d，门机使用22.5台班，单机组最高人工投入50人，平均日投入35人。由于牛腿施工是进水口顶层施工的重点部位，也是影响施工直线工期的部位，施工资源投入大，安全风险高，故应特别予以重视。

图2 内拉法施工牛腿简图

3.2 预制模板法施工方案

图3 预制模板法施工牛腿简图

预制模板法施工(图3)采取先期预制牛腿外侧结构面的方式，预制牛腿板面长270.185 cm，投影长度为2.1 m，宽2 m，厚10 cm，每块预制板中内嵌三个由10#工字钢焊成的三角形支架作为预制件主要受力骨架，并布设φ20、间距20 cm的钢筋网，在每根工字钢上设置四个拉环作为起吊点。施工牛腿下层预埋蛇形柱和水平10#工字钢，预制件采用门机吊运，手拉电葫芦配合安装。安装时，先将预制件与蛇形柱部分焊接并调节预制件安装角度，待角度调整好后将三角支架底部与10#工字钢牢靠焊接，再将拉杆焊接到位。钢筋安装时，应与预制件工字钢点焊加固，预制件混凝土标号为C40W8F150，浇筑中严禁直接在牛腿部位下料，以减小牛腿预制件受到的冲击荷载，牛腿部位的混凝土上升速度宜控制在50 cm/h以下，最大不超过100 cm/h。具体施工程序为：预制件制作→预制件安装→预制件加固→钢筋安装→侧模安装→预制板面安装及加固→混凝土浇筑→侧模及其它部位模板拆除→仓面清理。

3.3 预制模板的先进性

施工结果证明：预制牛腿模板方案切实可行，从结构安全性考虑，预制牛腿模板方案并未对原设计结构产生影响，配筋率及受力结构均未产生变化。预制牛腿模板方案与原方案相比主要具有以下优越性：

(1)明显降低了施工的复杂性。

拦污栅顶层为94 m悬空作业，施工场地受限，操作排架加固等困难，安全防护量及钢筋、模板安装量大，机械使用频繁，受交面影响交叉作业施工条件有限。而牛腿作为拦污栅重、难点施工部位，其施工进度的快慢直接影响拦污栅的直线工期。采用预制牛腿模板措施将大大减少承重排架的搭设和模板铺设量，降低施工的复杂性，牛腿预制安装采用门机吊运安装、人工配合，安装方便快捷，就位后直接焊接加固，不需另行搭设操作排架，施工过程简单、方便，干扰小。

(2)施工进度更快，投入更少。

预制模板吊装施工省去了承重排架的搭设和部分模板的铺设，具有预制件制作简易、安装方便快捷、安装后不用拆除等优势。与内拉法相比，预制法施工工期明显缩短，比较6#、9#拦污栅，主要体现在牛腿排架搭设量的减少和牛腿底层模板铺设的简易性，预制模板方案节约人工投入130个工日，机械台班投入8台班，预制模板方案牛腿排架拆除方便，拆除量小，牛腿底层模板不需拆除，因此可节约人工80个工日，使拦污栅顶层施工工期提前16 d。

(3)施工安全风险大大降低。

由于采取了预制模板方案，原承重排架不再搭设，浇筑完毕后预制件不需拆除，无缺陷需要修补，从而使高空临边作业及交叉作业大幅度减少，安全防护仅需搭设施工操作平台，防护简单可靠，在排架和模板施工量减少的同时，也减少了高处坠物的发生频率，从而为拦污栅下施工通道的安全提供了可靠保障。

(4)施工质量控制更加容易。

由于预制模板法前期已经考虑到钢筋施工的困难，因此，采取先进行预制模板的吊装施工，再进行钢筋安装施工，从而避免了钢筋施工困难的问题。首先，预埋插筋充分考虑了预制模板的特点，预留保护层等控制良好；其次，钢筋安装的可利用空间增大，钢筋安装更加方便快捷，安装质量更有保证。另外，混凝土外观质量更易控制，先期控制预制件的制作质量减少了施工过程由于监管不善导致的漏浆、跑模等质量缺陷。

4 预制牛腿模板施工过程中的控制要点

(1)预制件的制作及预制件安装面的标准性。预制构件的结构尺寸直接影响牛腿的外观质量，预埋工字钢的高程和上下层结合部位的高程、平整度是控制的重点。若高程没有控制好，结构尺寸将受到影响，顶部平整度及钢筋安装将非常困难。因此，层间结合部位平整度的控制有利于预制件与拦污栅墩面的良好结合，避免漏浆等。

(2)预制件吊环焊点的可靠性。预制件吊环是吊装及混凝土施工过程中的薄弱环节，吊点的安全关系到作业人员的生命安全及使用运行安全，因此，我们对吊环的焊接质量、材质、直径进行了重点控制，配置了专业熟练的焊工负责制作吊环及安装加固。预制混凝土模板安装就位后，使用设计要求的拉杆与预埋件进行牢固焊接，未加固牢靠不得摘取起吊钢丝绳。起吊钢丝绳取掉后，不得任意割断或弯折用于固定混凝土预制板的拉杆。

(3)预制件吊装的安全监控。预制件单块重1.32 t，采用门机吊运安装，人工配合加固，属于大型构件安装施工。安装时配置了专职安全员，指挥人员到位，严禁脱岗并设置了安全警戒，对交通路段进行了临时封闭禁行，防止进水口下部施工车辆误闯入吊装警戒部位而造成事故。

(4)控制浇筑速度。混凝土浇筑采用平铺法施工，布料机输送入仓，铺料厚度为30～50 cm，将各坯层覆盖时间控制在30～100 min，浇筑速度按300 mm/h控制。混凝土浇筑过程中，模板保守工到位，人员充足并经常检查、调整混凝土预制板及相邻模板的运行情况。混凝土振捣时，振捣器避免与板面和拉杆接触，以防混凝土预制板松动，削减其承载力。一旦发现松动，应立即采取应急加固措施。对于混凝土预制板与钢模板、下层混凝土接触面的混凝土一定要振捣密实，以确保施工质量。

5 结 语

对溪洛渡水电站左岸电站进水口悬挑牛腿部位采用的不同施工方案进行了对比分析，将预制模板施工方案与内拉法施工方案进行了比较，经现场实践检验，总结了预制牛腿模板施工方案的优越性，发现采用预制牛腿模板施工方案不仅可以大幅度降低施工成本，而且提高了施工安全性，更能加快施工进度。笔者通过对牛腿预制施工方案的优越性以及现场施工过程中的主要控制点进行分析总结，希望能为今后同类型的工程施工提供借鉴经验。