金安桥水电站厂房蜗壳二期混凝土施工技术.pdf

第 4 6 卷第 5 期 2 0 1 0年 5月 甘 肃 水 利 水 电 技 术 Ga n s u W a t e r Co n s e r v a n c y a n d Hy d r o po we r Te c hn o l o g y V o 1 4 6， No 5 Ma y ， 2 01 0 施工技术 金安桥水电站厂房蜗壳二期混凝土施工技术 张文军 ， 陈学永 ， 葛 瑶 ( 1 葛洲坝集团 市场开发部， 湖北 宜昌4 4 3 0 0 2 ； 2 葛洲坝集团 西南分公司， 云南 昆明6 5 0 2 2 8 ； 3 葛洲坝集团 汉宜铁路项 目部 五分部， 湖北 宜昌443 2 0 0 ) 摘要： 蜗壳二期混凝土是金安桥水电站厂房施工的关键项 目， 结构复杂， 施工场地狭小 ， 工期紧， 强度高， 难度大。本 文介绍 了蜗壳二期混凝土浇筑所使用的方法及 温控措施 ， 探讨 了施 工中应该注意的问题 。 关键词： 蜗壳； 二期混凝土； 浇筑； 弹性垫层； 金安桥水电站 中图分类号 ： T V 5 4 4 文献标识码 ： B 1 概述 金安桥水电站位于云南省丽江市境内的金沙江中游河 段上， 是金沙江中游河段规划的第 5 级电站。工程枢纽主要 由混凝土挡水重力坝 、 右岸溢流表孔 及消力池 、 右岸泄 洪( 冲 沙) 底孔、 左岸冲沙底孔、 坝后厂房及交通洞等永久建筑物及 导流隧洞、 围堰等临时建筑物组成 ， 坝高 1 6 0 m， 电站装机 2 4 0 O MW 。 厂房蜗壳二期混凝土起始高程为 1 2 7 8 5 0 I n ， 顶部高程 为 1 2 9 1 9 5 m ， 共分 5层， 每层分 4 块浇筑， 采用错缝搭接。混 凝土标号 C 2 5 W8 F I O 0 ， 单台机组二期混凝土方量约为 8 7 5 0 舶 ， 。其 中泵送 混凝土约 1 7 5 0 m 3 ， 常态混凝土约 7 0 0 0 m3 。 2 施工布 置 2 1 人仓手段布置 蜗壳二期混凝土施工利用二级配混凝土泵及尾水 M 9 0 0 塔机( 前期) 、 尾水平台MQ 6 0 0门机( 后期) 作为人仓手段。 2 2 施工排水布置 蜗壳二期混凝土施工排水采用预埋排水管排入尾水管 进人廊道的方法， 具体做法为： 在每台机组的左上角预埋 1 根 q o l 0 0水管通向蜗壳放空阀室， 右下角预埋 1 根 o 1 0 0水管 通向尾水管进人廊道。排水管随仓位浇筑逐层上升， 并在整 个施工过程中注意保护， 防止堵塞。 2 3 交通布置 机蜗壳二期混凝土开始施工时， 3 机肘管二期混凝土 已经完成 ，可将布置在 3 4 掌 机分界线旁的多卡转梯移到 3 机一侧， 作为 机蜗壳二期混凝土施工的人员进出通道。蜗 壳二期施工到第 4 、 5层时， 可从下游副厂房 1 2 9 1 9 5 m搭设 钢管爬梯作为施工通道。 2 4 水电布置 蜗壳二期混凝土施工供水、供电利用现有主厂房供水 、 供电系统。 3 施工程序和主要施工方法 3 1 施工分层及分块 蜗壳二期混凝土分 5 层， 第 1 层分 3 块( 无 W K 1 1 ) ， 其 余各层每层分 4块浇筑， 采用错缝搭接， 蜗壳二期混凝土分 层分块见图 1 。仓位编号规则为 WK m一 7 , ， 其中“ WK ” 代表蜗 壳二期混凝土， “ m” 代表层号， “ n ” 代表块号， 如 WK 2 3代表 蜗壳二期混凝土第 2层第 3 块。现场施工时可根据支墩、 埋 件位置及钢筋走向， 对施工缝位置进行适当调整。 3 2 施工程序 蜗壳安装验收、 混凝土缝面处理一缝面钢筋及座环底部 钢筋安装一蜗壳二期第 1 层混凝土浇筑一直管段弹性垫层 安装一蜗壳腰线 以下钢筋安装一灌浆管路安装一蜗壳二期 第 2层混凝土浇筑一弹性垫层安装一蜗壳腰线以上钢筋安 装一蜗壳二期第 3 层混凝土浇筑一蜗壳二期第 4层、 第 5层 混凝土浇筑一蜗壳底部、 座环底部回填灌浆一座环底部二次 灌浆一蜗壳内支撑拆除。 3 3 主要施工方法 ( 1 )缝面处理 蜗壳支墩凿成毛面 ， 无乳皮、 灰浆、 水垢。水平缝面采用 高压水枪冲毛成毛面， 粗砂微露。 ( 2 )弹性垫层安装 按照设计图纸要求， 蜗壳弹性垫层材料为高压聚乙烯发 泡板( E P S 板) 。材料进场后， 经检验合格并报监理工程师批 准后投入现场使用。 垫层布置范围为钢管上半圆， 外侧腰线以下最大覆盖 1 m， 垫层厚度为 3 c m， 垫层两端 1 m范围内渐变为 1 c m。单 台机组实际工程量约 8 0 7 7 m ： ( 不含损耗 ) 。弹性垫层施工 前， 先彻底割除需铺设垫层范围内安装过程中设置在蜗壳表 面的所有临时附加件 ， 将钢管表面冲洗干净 ， 如表面防腐层 有损坏， 应重新在损坏处涂刷防腐材料， 然后进行垫层粘贴。 E S P 板按 0 , 5 m 1 0 m分块裁剪粘贴。 粘接材料采用设 计规定的6 o 沥青。在夏季施工时， 应控制涂刷时的沥青温 度 ， 以垫层粘贴后沥青不再流淌为准。 粘贴过程中， 用木锤敲 击板面， 可以用铁丝等捆绑牢固， 防止 E S P 板松动弹出。 E S P 收稿 日期 ： 2 0 1 0 0 4 2 7 作者简介： 张文军( 1 9 8 3 一 ) ， 男， 辽宁凌源人， 助理工程师， 学士， 主要从事水电工程编标及施工管理。 5 O 第 5 期 张文军 ， 等 ： 金安 桥水 电站 厂房 蜗壳二期混凝 土施 工技术 第 4 6卷 ! 垫! ： 逝 广 1 婴 ： I I 坠： 婴 ： 0 I I l il L 1 2 8 2 0 0 f。 。 。 。 。 上 1 2 7 8 5 0 图 1 蜗壳二期混凝土分层分块图【 沿蜗壳轴线展开 ) m 板应裁剪整齐， 贴缝严密， 控制板间缝隙不大于5一 。弹性 垫层施工过程中， 禁止火源靠近， 并在每个施工部位配备 1 2台手持式灭火器。 在已经敷设完垫层的部位安装钢筋或其它作业的时候， 注意对垫层材料的保护。蜗壳上半圆的架立筋 ，需支撑在 1 0 0 m mx l 0 0 mm 5 m m铁垫片上， 防止钢筋头戳破 E S P板， 铁垫片要去除尖角或拉刺， 防止扎坏垫层材料。在需要焊接 作业的部位 ， 采用适量石棉布将 E S P板表面盖住， 可避免高 温焊渣烧坏或引燃垫层材料； 在搬动钢筋等作业可能对垫层 材料造成损坏时，采取垫白铁皮或木板等方式加以保护； 垫 层施工安排在相应部位钢筋安装之前进行。 ( 3 )钢筋施工 钢筋安装顺序大体为先里后外， 根据仓位浇筑顺序逐仓 施工。工艺流程为： 仓面清洗一测量放样一安装样架钢筋一 蜗壳内侧钢筋就位一钢筋连接一接头验收一外层钢筋安 装一钢筋连接一接头验收。 根据设计图纸， 蜗壳外布置有 2 3 层钢筋网， 钢筋分布 密集， 数量多， 外形尺寸变化大， 钢筋安装十分困难。钢筋在 加工厂进行加工， 由于其形状复杂， 加工难度大， 在场内加工 时， 先根据现场尺寸放大样， 再根据其回弹率分组弯制 ， 并对 其进行编号，分别成捆，方便现场施工。直径大于等于 2 8 m m的钢筋采用直螺纹套筒连接 ， 其余钢筋接头连接采用单 面搭接焊， 焊接和直螺纹连接均满足相关规范要求。 钢筋施工中如与孔洞、 预埋件、 千斤顶等障碍物发生 冲 突 ， 按 以下原则处理 ： 障碍物尺寸小于2 0 c m， 局部调整钢筋间距进行避让； 障碍物尺寸大于 2 0 e m， 割断钢筋避让 ， 在割断钢筋 的部位进行局部加强。 蜗壳二期第 2 层混凝土施工时， 根据各仓位收仓高程和 弹性垫层覆盖高程， 控制出仓钢筋高度 ， 保证弹性垫层能顺 利铺设。蜗壳断面尺寸逐渐减小 ， 而顺流向钢筋数量保持不 变， 导致蜗壳尾部出现钢筋密集， 混凝土无法施工的情况， 为 避免这种现象发生， 当蜗壳尾部钢筋间距小于 1 5 c m时， 采 取现场间隔截断的措施。 ( 4 )模板施工 蜗壳二期混凝土主要立模的部位有机组分缝和混凝土 分块处， 模板类型主要采用木模和组合钢模板。组合钢模板 主要用于机组分缝和结构分块的部位 ， 木模用于结构形体不 规则或圆弧的部位。 蜗壳进人廊道模板参照锥管进人廊道配 板 。 3 4 混凝土浇筑 ( 1 )混凝土入仓 蜗壳二期常态混凝土的人仓主要采用尾水 M 9 0 0塔机 ( 或 MQ 6 0 0 f - 1 机 ) 挂 吊罐入 仓 ， 泵送 混凝土 由布置在尾水取 料平 台的混凝土泵人仓 。 泵管布置线路为从尾水取料平 台经 肘管 、 锥管到座环 内侧 ， 泵送 混凝 土通过设在 座环 1 2 5 m m 预留孔上的漏斗， 进入浇筑仓 内( 阻碍漏斗入仓的钢筋现场 割断) 。利用肘管、 锥管的内支撑对泵管进行固定和支撑。 ( 2 )蜗壳二期第 1 层混凝土浇筑 WKI 一 2 4 块内侧浇筑泵送混凝土，外侧浇筑常态混凝 土， 开仓后先浇筑常态混凝土， 用塔机入仓 ， 上游局部区域需 在周边搭设支撑排架， 挂漏斗接串筒或溜槽将常态混凝土送 至蜗壳底部 ， 蜗壳底部常态混凝土达到收仓面高程后， 开始 浇筑泵送混凝 土。 ( 3 )蜗壳二期第 2层混凝土浇筑 第 2层混凝土是蜗壳二期施工难度最大的一层 ， 蜗壳外 侧浇筑常态混凝土， 内侧及座环底部浇筑泵送混凝土， 开仓 后先浇筑常态混凝土， 在蜗壳底部及外侧形成台阶， 层厚控 制在 0 3 0 5 m， 控制混凝土面距蜗壳外壁 0 8 1 0 n l ， 蜗壳 外侧形成有效阻挡后， 开始浇筑泵送混凝土， 振捣工在蜗壳 外侧空隙处对蜗壳底部泵送混凝土实施振捣， 混凝土上升到 座环 p 1 2 5 m l n 振捣孔附近时 ， 通过振捣孔进行振捣 ， 振捣孔 冒浆后结束混凝土浇筑。 待 WK 3 1 浇筑完成后， 座环底部形 成一个环形空腔， 此空腔利用座环 p 2 9 m m灌浆孔进行回填 灌浆 。 为减小混凝土浇筑对蜗壳产生的上浮力和侧压力， 每一 坯层( 5 o c m) 混凝土浇筑时间控制在 2 h以上。 ( 4 )蜗壳二期第 3 层及以上混凝土浇筑 蜗壳二期第 3 5层均采用常态混凝土浇筑， 门塔机挂吊 罐直接人仓， 上游侧局部采用溜简入仓。第 4 层收仓面与蜗 壳交角处保证混凝土厚度不小于 3 0 c m， 边缘做倒角处理。 ( 5 )变形监测 51 七 I心潞 寻 潞 2 0 1 0年第 5期 甘肃水利水电技术 第 4 6卷 在蜗壳二期混凝土第 1 层 第 4层施工中， 所有与锥管、 基础环、 座环、 蜗壳直接接触的仓位混凝土浇筑 ， 均进行变形 监测， 将其水平位移和抬动值控制在设计允许范围内， 必要 时根据监测数据调整混凝土浇筑速度。 3 5 混凝土温控措施 ( 1 )通水冷却 在蜗壳二期第 1 层底部预埋 1 层冷却水管， 第 2 - 5层混 凝土内各预埋 2 层冷却水管， 冷却水管布置在浇筑层的底部 及中部。冷却水管间距 1 5 m， 距模板、 孑 L 洞 O 7 1 5 m， 由于 蜗壳形状不规则 ， 蜗壳支墩阻挡等因素， 局部区域冷却水管 布置位置可根据现场情况适当调整。 ( 2 )预冷混凝土 在 3 1 0月期间， 采取骨料风冷， 加片冰或加制冷水拌和 等方式， 生产预冷混凝土， 控制混凝土出机口温度不大于 1 4 ， 运输车辆设遮阳篷 ， 减少混凝土入仓前等待时间， 确保蜗 壳二期混凝土浇筑温度不大于 1 9。 ( 3 )仓面温控措施 当浇筑仓内气温高于 2 5时， 在混凝土浇筑全过程中， 使用喷雾机进行仓面喷雾， 降低仓面气温。 在 4 9月， 混凝土 振捣密实后 ， 立即覆盖保温被保温， 直至上坯混凝土开始铺 料 时才能逐步揭开 。 3 6 回填灌浆管路布置 蜗壳外围混凝土容易脱空部位有蜗壳底部和座环底部。 按照设计要求在蜗壳底部铺设灌浆管路灌浆， 座环底部利用 厂家在座环上预留的灌浆孔进行回填灌浆。 蜗壳二期混凝土 浇筑完毕后， 利用已埋设的管路和座环上预留的灌浆孔进行 灌浆； 灌浆完毕， 混凝土养护期过后采用敲击的办法检查座 环、 蜗壳灌浆质量， 如发现存在“ 空腔? 部位， 须在座环、 蜗壳 上钻孔， 进行第 2次压力灌浆。 4 结语 金安桥水电站厂房蜗壳二期混凝土施工在工期非常紧 张的情况下 ， 充分利用工程特点优化施工方案， 合理安排施 工程序， 取得了较好的效果。在蜗壳二期混凝土施工方面取 得了宝贵的工程经验， 为今后类似工程提供了有益的参考。 参考文献 ： 1 徐萍 浅论水电站厂房蜗壳二期混凝土施工技术 J 云南水 力发 电， 2 0 0 7 ， 2 3 ( 2 ) ： 4 6 5 0 2 中国葛洲坝集团公司 三峡工程施工技术( -期工程卷) 【 M 北 京： 中国水利水电出版社， 2 0 0 3 3 三峡水利枢纽混凝土工程温度控制研究编委会 三峡水利枢纽 混凝 土 工程温 度控 制研究 M 北京 ： 中国水 利水 电出版 社 ， 2 0 0 0 ， ， ， ， ， ， ， ， ， ： 3 ， ： 3 ， ： 3 ， ， ： ， ， ： ， ： ， l ， ： ， s ， 心 ( 上接第 4 9页) 粉喷桩成桩 2 8 d 后 ，施工单位和业主各指定检测单位 进场进行现场复合地基静载试验。 业主指定的单位对闸室基 础做了多桩复合地基静载试验 ， 对两岸挡墙做了单桩复合地 基静载试验。本文对单桩复合地基静载试验做一些介绍 ： 选 取左岸空箱挡土墙基础的一根桩， 复合地基设计承载力 2 5 0 k P a ；本单桩复合地基静载试验最大加载按设计承载力的2 倍控制， 共分 8次施加， 每级荷载施加后维持不变 ， 按时间序 列： 5 、 1 O 、 l 5 、 l 5 、 1 5 w i n等测读沉降量， 直至相对稳定。 卸载 级数为加荷级数的一半， 每6 0 m i n卸荷一级， 卸荷至 0后测 读回弹直至稳定。 表 1 复合地 基静载试验成果汇总 由图3 可以看出， 当荷载加至设计承载力 2 5 0 k P a 时， 桩 顶累计沉降量为 4 2 1 ra m； 加载到极限承载力 5 0 0 k P a ， 最大 沉降量为 1 5 0 7 mm， 最大回弹量为 5 A 2 mm， 卸载后总回探 率为 3 5 9 7 。 P S曲线关系图总体表现为近似指数关系， 无明 5 2 显的转折点和临界值，检测的桩体在检测范围内垂直压力作 用下并未发生破坏。所检测桩桩体的竖向极限承载力均超过 2 倍设计承载力，现场复合地基承载力特征值均大于设计地 基承载力。 检测的单桩复合地基竖向承载力均满足设计要求。 k P 0 图 3 PS曲线 5 结语 本枢纽工程淤泥地基覆盖层厚 ， 地质条件差， 粉喷桩复 合地基不但能提高地基土的承载力、减少建筑物的沉降量 ( 拦河闸坝建成后经检测闸顶沉降 2 6 m m) ，同时对于地震 区地基抗液化、 震陷及抗渗均有很好的处理效果。