混凝土预制墙板在抽蓄电站的应用与探索

钟 斌，张自敏，苗二燕

（1.福建永泰闽投抽水蓄能有限公司，福建 永泰 350700；2.中国水利水电第十四工程局有限公司，云南 昆明 650041）

1 引言

混凝土预制墙板构件在工厂预制，现场拼装，其优点在于工厂化生产、标准化作业、质量保证率高，解决了传统建筑生产方式存在的建筑能耗高、资源消耗大、建筑业科技含量较低和生产效率低等问题，同时可做到节能、节水、节地、节材、节时，保护环境，建造过程实现五节一环保，非常符合国家的节能减排和绿色发展目标。本文着重探讨混凝土预制墙板在抽水蓄能电站中的应用。

2 施工图纸深化设计

混凝土预制墙板在建筑行业应用较多，但在抽水蓄能电站使用尚属首次。抽蓄电站地下厂房因施工场地、吊装条件等受限条件较多，使得这种混凝土预制墙板安装施工难度增大。同时抽蓄电站地下厂房内预留穿墙孔洞较多，因此在准备施工前，首先应根据抽蓄电站特殊施工条件，参照常规混凝土预制墙板施工方法，对施工图纸进行优化及深化调整。

2.1 墙板设计

抽水蓄能电站地下厂房结构形式复杂，主体结构完成后，机电设备安装、辅助设备安装、电气设备安装、通风空调以及建筑装修施工等存在平行作业及交叉作业现象，且运输通道单一狭窄，这种复杂的施工环境下，混凝土预制墙板要在机电设备就位前安装完成，局部部位混凝土预制墙板又要在机电设备就位后才能进行安装，综合考虑进行两种形式墙板的设计带肋墙板（机电设备就位前安装完成）、轻型墙板（机电设备就位后再进行安装）。墙板设计时需将通风洞口、检修洞口、穿墙管路等预留空口进行提前设计，避免后期取孔。既保证了墙板整体观感，也节省了后续施工作业。

（1）带肋墙板

根据抽蓄电站地下厂房主体结构形式进行混凝土预制墙板尺寸设计，在考虑整体安装外观效果的情况下，尽量减少混凝土预制墙板的分缝，使得整体分缝大气、美观。每单跨结构设计两块混凝土预制墙板，一条分缝。尺寸约为2.7 m×4.9 m，板厚为80 mm 带肋。与常规混凝土预制墙板不同，通过增加肋解决了混凝土墙板在降低厚度情况下的强度问题，同时也降低了混凝土预制墙板自身重量。在混凝土预制墙板四角设置上、下连接件角码（详见3.2节安装工艺中上连接件、下连接件）。最后通过螺栓连接，方便高效。同时在混凝土预制墙板上设置预埋吊点埋件，以便于吊装。

（2）轻型薄板

轻型薄板创新选用超高性能混凝土（Ultra-high Performance Concrete，UHPC），UHPC 是一种具有高强度、高韧性、超高耐久性的水泥基复合材料，厚度为30 mm，采用人工或简易机械即能满足安装。挂板背面设置双向肋条，并在肋条部位设置预埋件，增加结构整体刚度。挂板节点为三向可调式，用于消除生产及安装误差，并在安装角码间加设柔性垫片，有效防止振动环境下的形变和位移。采用钢架作为节点骨架，与墙板分别施工，流水作业下安装效率极高。

2.2 连接件设计

混凝土预制墙板节点通常采用点承式和线承式。点承式施工顺序为“先浇后装”，即主体结构先浇筑完成后，再安装混凝土预制墙板。而线承式施工顺序需和主体结构一同浇筑。并且考虑到抽水蓄能电站地下厂房安装环境狭窄，且厂房后期机组运行过程振动大，本项目考虑到设备安装以及各类工序搭接，需在主体结构完成后，再安装混凝土预制墙板，故选择采用点承式连接。该连接节点具有相对于主体结构的可“移动”性，能够自由的平动。相比于传统的连接形式，避免了主体结构变形作用施加给混凝土预制墙板的作用力，也避免了混凝土预制对主体结构的反向约束作用。

同时，混凝土预制墙板节点采用水平长圆孔及空腔的设计，使得墙板在安装时可进行微调，消除节点连接误差，并且留有足够的操作空间与可靠支撑，使节点安装连接更加便捷、高效。

3 安装技术

3.1 施工前准备工作

混凝土预制墙板在安装前做好相应准备工作，工厂需根据现场施工进度情况预制生产相应部位的混凝土墙板，墙板运输、现场存放都需制定好计划。除此之外，在安装之前，相应部位设置吊点，连接梁板底部、顶部的连接点需提前完成，混凝土预制墙板与地下厂房岩壁间内的通风管道及油气管道也需在安装混凝土预制墙板前安装完成。

限定词是用来引导名词的辅助词类，表达主有、指示、疑问等关系的词汇意义。在法语中，限定词包括冠词和传统语法称为非品质形容词的主有、指示、疑问、感叹、数目和泛指形容词。而英语的限定词则包括定冠词、不定冠词、零冠词以及物主、指示、关系、疑问和不定限定词等。

另外混凝土预制墙板施工前应充分考虑抽水蓄能电站机电设备的安装计划，根据设备安装计划确定混凝土预制墙板安装时间节点，做好工序间的衔接和交叉作业协调。同时混凝土预制墙板自安装间吊运至各机组段作业面主要依靠地下厂房设置的桥式起重机，所以在机电设备安装高峰期的时候还需要做好桥式起重机使用的协调工作。

3.2 安装工艺

混凝土预制墙板施工工艺流程：混凝土预制运至安装间→桥机吊运至各机组段堆放场→堆放场运至各安装位置→手拉葫芦连接吊点吊装→位置调整→焊接及防腐处理（手拉葫芦吊点应经检查合格后方可使用）。

混凝土预制墙板安装前，采用在框架梁侧面打入6 根M14 化学锚栓并塞焊钢板以悬挂起吊设备进行固定。

混凝土预制墙板上连接件：预埋螺杆通过连接角钢与混凝土上预埋件连接，标高及轴线定位准确后锁紧螺母，角钢连接件和预埋板围焊固定，垫片也和角钢连接件围焊固定。

图1 上连接件大样图

图2 上连接件详图

混凝土预制墙板下连接件：预埋件上焊接角钢连接件，将高强螺杆与钢制盒子一起锁在混凝土预制墙板角钢连接件上，定位好轴线后，将钢制盒子与梁上预埋件点焊固定，通过螺栓的螺母精调外墙板标高（上节点配合一起调节），确认标高及轴线均正确无误后完成垫片和钢制盒子、钢制盒子和梁上预埋件的焊接。

图3 下连接件大样图

图4 钢制盒子

（1）混凝土预制墙板的吊点预留方式为预留吊环，预留吊环绳索与构件水平面夹角不宜小于45°。

（2）混凝土预制墙板从各机组段吊物孔垂直吊运至各层后，通过转运小车（自制）转运至各就位点，采用梁中侧吊点连接手拉葫芦吊装就位，就位时，应以外墙边线为准，做到外墙面顺直，墙身垂直，缝隙一致，齐口缝不得错位，防止挤压偏腔，左右侧使用揽风绳保持预制墙板平稳起吊。

（3）混凝土预制墙板就位调整完成并经验收合格后，对混凝土预制墙板上下连接点进行焊接作业，保证焊缝饱满。

（5）轻型薄板安装方法：承接板安装→龙骨安装→挂板→填缝。根据放样尺寸进行龙骨下料加工，采用8 号槽钢作为竖龙骨与承接板的固定连接件，将连接件与已安装好的承接板采用焊接固定，严格按照已标记的基线安装连接件；待连接件全部安装完成后开始安装竖龙骨，竖龙骨与连接件焊接固定，然后进行轻型薄板的安装，轻型薄板采用双头螺柱连接，安装方法类似建筑装修挂板安装，最后进行填缝打胶。

3.3 质量保证措施

（1）混凝土预制墙板生产时必须按图施工，相应预留孔尺寸须满足设计要求，脱模后对混凝土预制墙板外观检查，对存在缺陷的部位按规范处理完成。

（2）混凝土预制墙板进场后安排专人对预留孔、整体尺寸、外观、连接件进行检查验收。

（3）混凝土预制墙板吊装前，应按设计要求，按楼层已弹好的平面控制线和标高线，确定预制墙板安装位置线及标高线，并复核。

（4）预埋吊点及上下连接点必须经测量放线，保证与混凝土预制墙板连接匹配。吊装稳固后均需测量水平与垂直度偏差在允许范围内，遇需调整时应松开相关紧固件，严禁蛮力校正。

（5）机组启动前和机组运行后均需对混凝土预制墙板连接点情况进行复检，以确保机组运行时混凝土预制墙板连接点安全可靠。

4 结语

抽水蓄能电站利用混凝土预制墙板良好的适应性、便捷性、可靠性，符合国家节能减排和绿色发展目标，随着其设计研究的深入，应用经验的积累，将逐渐成为应用广泛、技术成熟的建筑产品。本项目的研究与应用验证了节点的合理性及抗震性，完善施工中存在的不足，促进混凝土预制墙板在抽水蓄能电站的应用发展。