梨园水电站大型厂房快速施工技术.pdf

2 0 1 6 年第 3 期 东北水利水电 工程施工 文章编号】 1 0 0 2 -0 6 2 4 ( 2 0 1 6 ) 0 3 -0 0 1 1 -0 3 梨园水电站大型厂房快速施工技术 谭隽宁 ( 中国水利水 电第十三工程局有限公司 ， 山东 德州 2 5 3 0 0 0) 摘 要梨园厂房土建工程， 年最高浇筑量要达到 2 6 5万r n 3 ， 月最高要达到 3 1万m】 。 根据厂 房混凝土的结构特点与施工难点， 经过对施工手段的多方案分析 ， 在充分论证的基础上， 决定 选用以负压溜槽结合皮带机混凝土水平运输系统为主，大型门塔机和混凝土泵车入仓的综合 施工方案。在仓面工艺设计 中， 采用了平浇法和台阶法， 采用大型定型钢模、 底板混凝土与基 础灌浆同步施工技术、 上下游墙体分开提前施工等施工工艺， 达到了快速施工的目的。 关键词】 厂房； 施工布置； 结构优化； 快速施工技术； 梨园水电站 中图分类号 T v 7 4 文献标识码 A 1 工程概 况 电站厂房布置于大坝下游左岸 ，属 岸边地面 式厂 房 ，厂房尺寸 为 2 2 5 2 mX 3 3 mx 7 5 m ( 长 宽 高 ) 。主厂房净宽 2 8 m，上下游水下墙厚 2 5 m， 机组间距 3 4 5 m， 主机 间长 1 5 0 2 r n， 安装间长 7 5 m，安装 4 台单机容量为 6 0 0 MW 的水轮发电 机组 ； 主变、 上游副厂房布置于厂房上游侧 ， 共 5 层 ， 长宽尺寸为 1 5 0 4 4 mX 1 9 r n， 为框架结构 ； GI S 厅布置在上游副厂房顶层，层高 1 7 m， G I S 楼面尺 寸为 1 5 0 4 4 m 1 9 m， 室 内净宽 1 6 m； 中控楼布置 在上游副厂房左端、 安装间上游侧， 共 3层； 在下 游尾水流道上方布置水机副厂房 ， 共分 6层 ， 屋顶 高程 1 5 2 4 3 0 m， 与尾水平台齐平 ， 下游副厂房长 1 4 0 2 0 m， 净宽 1 0 m； 尾 水渠沿水流向长 5 2 7 m， 宽 1 3 7 2 0 111 、 尾水底板反坡坡比为 1 ： 3 ， 厚 1 5 m， 尾水渠左侧混凝土贴坡与河道左岸护岸工程衔 接， 右侧设置衡重式挡墙 ， 兼作尾水渠挡墙和量水 堰 左岸部分。 2 混凝 土运输入仓设 备布置优化 由于厂房具有结构复杂 ， 施工集中、 施工干扰 大、 交叉作业的特点， 如何提高其机械化程度， 成 为大型厂房施工进度控制的关键性因素。因此， 厂 房大型设备 的布置的好坏及混凝土的运输入仓手 段的规划对厂房的施工进度起到决定性的作用， 有必要对厂房混凝土运输及设备布置进行探讨。 2 1 混凝土水平运输 2 1 1 高速深槽 式皮 带机 结合 负压溜槽联 合输送 系统 针对梨园厂房厂后边坡坡比0 7 5 ： 1 1 ： 1 ， 以及 左岸混凝土拌和系统布置在左岸厂后边坡上部坝 顶公路的特点，如采用常规 自卸车或混凝土罐车 运输方法 ， 运距远( 约 3 2 k m) ， 难以满足厂房大体 积温控混凝土( 约 3 1 万 ) 高强度、 大规模及有温 控等要求的运输要求。通过梨园厂房在优化深槽 式皮带机结合负压溜槽设计的过程，对其技术可 行性及经济适用性进行了分析 ， 同时对其安装 、 运 行等方面的工艺、运行过程观察及过程改进方面 均有实质性 的创新与提高。同时也节约 了运输成 本 ， 具有显著的经济效益。 2 1 2 混凝土罐车及 自卸汽车 工程 自卸汽车配置主要解决负压溜槽水平运 输与 门塔机 吊罐或布料机布料 中间转 运问题 ： 而 混凝土罐车则主要解决上部剪力墙、梁板柱混凝 土水平运输问题，是厂房后期梁板柱及剪力墙泵 送混凝土水平运输的主要手段。 2 2 混凝土的垂直运输 厂房混凝土的垂直运输主要解决仓内布料及 混凝土入仓，根据厂房混凝土施工强度及模板吊 装需要 ， 在主厂房尾水侧布置 MQI O 0 0 f - 3 机 1台 ， 主厂房 3号机组下游副厂房楼梯间部位 布置 K 8 0 塔机 1 台， 在安装问布置 MQ6 0 0门机 1 台。后期 1 1 工程施工 东北水利水电 2 0 1 6年第 3 期 利 用尾水平台行走至主厂房尾水平台 ，建筑 吊门 塔机 布置主要解决定型钢模及钢 筋等 材料 吊运 ， 辅助主厂房结构混凝土入仓施 工。在上游副厂房 布置 2台 1 0 t 建筑 吊。 为解决混凝 土入仓强度问题 ，增加混凝土入 仓的富余度 ， 主厂房下部大体积混凝土入仓投入 1 台 B L J 6 0 0 4 0型履带式布料机 ， 1台 C A T 3 2 0 B型 长臂反铲 。 根 据混凝土浇筑进度 ， 主厂房上部剪 力 墙及上下游副厂房框架结构混凝土主要采 用泵送 混凝土入仓方式 ， 中后期投入 了 2台混凝土泵车、 1台混凝土地泵。上述设备的投入 ， 不仅缓解了门 塔机 吊运混凝土入仓 强度 问题 ，同时也避免 了门 塔机主要用于混凝土浇筑而影响到大型模板及仓 面材料垂直吊运的有效时间。 3 厂房 结构优化 与快 速施工关键技 术应用 3 1 混凝土分层分块调整 梨园 电站厂房每个机组段宽 3 4 5 m， 中间设 1 条纵缝。顺水流方向长 6 0 5 m，设 3条施工横缝 ( 前 2 条为错缝，后 1 条为直缝 ) ，将其分为 4 个 区 ； 主厂房建基面高程 E L 1 4 6 3 0 m， 屋顶高程 E L 1 5 3 8 5 m， 高差 7 5 5 r n 。一期混凝土原设计分层为 3 0个浇筑层 ， 为满足赶工要求， 在满足设计分层规 定 的前提下 ，将 主厂房一期混凝土优化为 2 2层 ； 上游副厂房及 中控室各结构层分 2层浇筑 ，按照 柱和墙 1 层 、 板梁 1 层分层。通过结构分层优化 ， 为厂房节约工期约 3 0 d 。 3 2 基础固结及预制廊道施工 基础固结灌浆与厂房底板混凝土同步。 综合工 程整体 的施工进度计划、 厂房下部大体积混凝土浇 筑仓面的规划和分层、 混凝土的入仓方式， 确定采 用一次性完成固灌的方式。 安排固结灌浆时与混凝 土浇筑工期叠加， 以便缩短固结灌浆施工占用主机 问的直线工期， 从而保证混凝土浇筑工期。 具体做法：在底板混凝土浇筑前预埋灌浆钢 管 ， P V C管无法满足强度及精度要求 ， 考虑到与冷 却水管布置等施工干扰问题，避免因灌浆造孑 L 而 损坏冷却水管 ， 采 用预埋 1 O 8的钢管接引至具备 灌浆条件高程或尾水流道层， 再进行造孔、 灌浆的 方式 ， 给主机间结构混凝土施工赢得时间。 将厂房底板排水及检修廊道，更改为预制廊 道 ，利用门塔机将运至施工区的预制廊道吊装至 1 2 作业面 ， 减少立模及待强时间 ， 为厂房底板混凝土 施工赢得工期约 1 5 d 。 3 3 主厂房下游墙体与结构分开施工技术 主厂房下游墙结构设计兼作下游副厂房上游 墙体 ， 采用常规竹胶板 或钢模板分层施工 ， 各机组 段下游墙施 工工期均无 法满足座环吊装轨道交面 要求，为尽早完成主厂房下游墙体结构混凝土施 工 ， 给桥机安装按期交面 ， 以满足厂房机 电标肘管 座环等大型构件安装需要 ，根据下游副厂房结构 分层特点 ，综合考虑 4个机 组段下游墙体施 工条 件， 按照结构层分层配模， 投入了单台机组下游墙 大块定型钢模及牛腿悬臂钢模 1 套，按总计划安 排 ，考虑按照 4号一3号叶2号一1号机组施工顺 序 ， 依次使用。 为解决座环吊装与下游墙体工期矛盾 ， 需将 下游墙体分开提前施工，即主机间下游墙从 E L 1 4 8 8 3 m高程就先行独立快速上升， 下游副厂房楼 板脱开随后浇筑 ，脱开浇筑后为实现厂房下游墙 的快速上升，增加楼板牛腿的定型异形模板及下 游墙体定型钢模 2 层， 详见图 1 。经过以上赶工结 构施工优化 ， 提前工期约 2个月 ， 满足 了上游副厂 房及机电吊装桥机行走需要。 图 1 上下 游墙 体施工结构及 三维计算简 图 3 4 墙体混凝土施工 由于受梨园 电站大环境影响 ，主厂房 开工工 期滞后约 4 5个月 ， 而上游副厂房施工工期受到主 厂房一期上游 E L 1 5 0 5 8 m 以下结构混凝 土施 工 制约 ，必须待主厂房上游一 期混凝 土浇筑至 E L 1 5 0 5 8 m 以后 ， 方能组织各机组段对应 的上游副厂 房施 工 。 为赶回近 4 5 个月的工期， 对 1 4 号机组上游 2 0 1 6 年第 3 期 东北水利水电 工程施工 一 期墙体提前进行施工 ，以解决机组段上游副厂 房按期交面的问题。为此 ， 在上游墙一、 二期混凝 土界面横 向增设施 工缝。施工缝具体的处理方式 为 ： 对混凝土表面进行凿毛处理 ， 缝面埋设球型键 槽和接缝插筋 ， 插筋选 用 2 5螺纹钢 ， 长度 L = 2 0 0 c m， 间排距为 l O 0 c m。并将集水井提前进行施工， 即在集水井与 1号机组之间增设施工缝 ，为了使 集水井能够独 立先行施工 ，避免与 1号机组存在 相互干扰 ， 两者之间必须增设施工分缝 ， 在不影响 集水井整体 结构 的前提下 ，将施 工分缝设置在厂 纵 O 1 5 7处 。 后期施工 的 1号机 组底板 、 边墙混凝 土在与集水井边墙相交处 ，对先浇混凝土面预留 键槽及插筋 ， 并凿毛处理。对于 1号机组底板钢筋 及缝面钢筋施工 ， 保持原设计 图纸不变 ， 预埋插筋 的形式进行处理 。 经过 以上结构调整、 提前施工 ， 以及大块定型 模板 的投入 ， 挽 回施工 工期近 3 5个月 ， 确保 了上 游副厂房提前施工。 3 5厂房翻升钢模板及球形键槽的投入使用 根据大型厂房一期混凝土设计结构特点， 对 厂房结构混凝土从施工准备、模板规划及混凝土 浇筑等各个方面进行了精心规划， 厂房二期缝面、 机 组分缝及 尾 水墩 头均采 用 翻升钢模 板进 行施 工 ， 加快 了模板施工的机械化进程。厂房分块施 工 缝按设计要求需设置键槽及插筋 ，考虑到施工方 便及加快施工进度 ，提 出了将梯形键槽更改为球 形钢键槽。 为尽可能采用大块钢模板， 将键槽插筋 及机组二期插筋在保证整体数量不变的情况下， 按 3 m 间距集 中布置 ，由此在加快 了施 工进度的 同时也节省了键槽模板的投入。已施工完成的厂 房结构混凝 土质量及进度控 制均取得 了较好 的成 效。尤其尾水墩头翻升钢模板的投入 ， 在保证了厂 房施工进度的同时 ，也为厂房施工质量创造 了又 一 个亮点 ， 被评为 “ 样板工程” ， 成 为梨 园电站样板 工程又一个里程碑。球形钢键槽配合 翻升钢模 板 的投入使用 ， 为厂房施工节约工期约 1 5个月。 3 6 钢筋连接新型技术 梨 园水 电站 厂房工程 钢筋制安量超过 2 5万 t ， 钢筋接头连接工程量大 ， 为节约施工成本 ， 加快 施工速度 ， 除 ( I ) 2 5以下 的水平钢筋 、 斜面钢筋等采 用手工电弧搭接焊外， 竖向钢筋直径 2 5 rl ll T l 以下 的接头连接应 用电渣压力焊 ，钢筋直径 2 5 3 6 I r l I T I 的接头连接均应用滚轧直螺纹套筒连接。 采用电渣 压力焊节省了钢筋的搭接长度及 电焊条 ， 同直径 的 钢筋接头采用 电渣压 力焊费用是手工 电弧搭接焊 费用的 1 3 ， 同时电压力焊焊接速度快， 提高了施工 速度。滚轧直螺纹套筒连接具有无明火作业、 节省 人力、 节能省材、 工效快等优点， 接头可预制， 工厂 化生产， 质量稳定可靠， 对抢工期具有显著的优势， 特别适用于大直径密集钢筋结构 的施工。 4 快速施工成效 厂房 大型起重设 备的提前或按期布置 ，以及 合理、 有效的布置优化 ， 是解决混凝土入仓手段 的 关键问题 ， 其有效合理的布置 ， 为厂房快速施工提 供了根本性的保障。 厂房下游墙体 采用定型钢模施工 ， 将作为快速 施工的核心部分 ， 采用定型钢模施工加快 了施工进 度， 节约工期约 2 个月， 为主厂房按期发电赢得了 宝贵时间， 同时节约 了常规支模拆模等成本投入。 厂房 E L I 4 8 8 3 m 以下大体积混凝土施工( 包 括二期坑 ) 翻升大钢模的投入使用， 以及垂直施工 缝球形钢键槽的应用 ，为厂房混凝土赶 工起 到了 模板工序优化的作用， 同时节约了成本投入。 厂房基础 固结灌浆与底板 混凝土 同步施 工及 厂房底板预制廊道的施工工序交叉组合及结构优 化， 为厂房快速施工提前了工期， 加快了施工进程。 经过 以上施工方案优化及快速施工关键技术 的应用， 梨园水电站厂房土建工程， 受开挖标工期 推迟 4 。 5 个月影响的情况下，通过赶工，2 0 1 1 年 1 O月 2 8日， 完成业主制定的第一个赶工节点工期 4号机组肘管工作面移交 ， 为确保首台机组按期发 电奠定 了基础。2 0 1 2年 5月 1 9日， 提前 1 d完成 了合同第一个节点工期 4号机组桥机轨道面移 交。赶 回了 4 5 个月 的关键线路 上的直线工期 ， 实 现 了预定 目标 ， 达到 了赶工效果 ， 得到业 主、 监理 方的喜报表扬。 参考 文献 1 j G J 1 6 0 2 0 0 9 ， 清水混凝土应用技术规程 s 2 D L T S 1 4 4 2 0 0 1 ， ( 水工混凝土施工规范) I s 3 DL T5 1 6 9 2 0 0 2 ， ( 水工混凝土钢筋施工规范 S 4 D L T 5 1 1 0 2 0 0 0 ， s 5 S L 5 2 9 3 ， s 【 收稿日期】 2 0 1 5 - 0 9 - 1 1 1 3