长洲水利枢纽厂房机组段二期混凝土施工.pdf

水利水 电施 工 2 0 1 0 第 6期 总第 1 2 3期 长洲水利枢纽厂房机组段 期混凝土施工 嚣王 贤 ( 中国水利水电第四工程局有限公司) 撼 | 广西长、磷捧酏瞧纽电巍广房的机组毽式为灯l泡晨流式 机组窜型尧妥装谈冶妻二凝混疑主回 j 荬 匙毪 蠹 j 难葭较火盈穰类链媳巍王礓茕 爱称巍 ， 虽是皋飘较韵 砖魄的施工= I 乞 但由于施工蠢京合理 | 窜理产警 整，镘该 槿诵巍s表量褥斌 穰埒控 | 莠要鲁缩短1每台氓经鸲施i鼠耘口l 1 i t I| 麓 錾 整 i 奠 | 毒 譬 泌苯截枢纽 窜毽甍二觏谈诗 莨王 回 i l 1 概 述 广西长洲水利 枢纽 为低水 头径 流式 水利 枢纽 ，属 一 等工程，以发电为主，兼有航运、灌溉和养殖等综合利 用效益 。电站 总装机 容量 6 3 O MW ，保 证出力 2 4 7 O MW， 年发电量 3 0 1 4 3 亿 k W h ，采用 1 5台灯 泡贯 流式机组 ， 转轮直径 7 5 m。电站 最大坝高 4 9 8 m，坝顶全长 3 3 5 0 m， 坝顶高程 3 4 8 m，总库 容 5 6 亿 。正常 蓄水 位 2 0 6 m， 汛期限制水位 1 8 6 m，正常蓄水位时库容 1 8 6 亿 。 长洲水利枢纽工程主要建筑物从右到左为外江右岸 土石 坝段 、双 线 船 闸、外 江 右岸 接 头重 力 坝 、外 江 1 6 孔泄 水闸 、外江厂 房 、过鱼道 、外 江开关 站 、中江右岸 接头重力坝段 、中江 1 5孑 L 泄水 闸、中江 左 岸接 头 重力 坝段 、长洲 岛土石 坝段 、内江 右岸接 头重 力坝段 、内江 1 2孔泄 水 闸 、内江 厂 房 ( 6 4 2 MW一2 5 2 MW) 、内 江 左 右岸接头重 力 坝 段 、内 江开 关 站 及 内江 左 岸 土石 坝 段等 。 中国水利水 电第 四工程 局有 限公 司承担 内江 工程 的 施 工任务 。内江 厂房六 台机 组按单 线排 列 ，从左 到右依 次为 1 O 1 5号 机 。厂房 总 长 1 7 3 2 m，流道 长 8 3 5 7 m。 泄水闸轴线桩号定为内O +0 0 0 O 0 ， 水轮机中心线桩号为 内下 0 +0 4 3 6 0 。主厂房结构沿流 向分为 四部分 ： ( 1 )进 口段 ，内上 O +0 0 5 O O 内下 O +0 2 6 5 0 。 ( 2 )主机段 ，内下 0 +0 2 6 5 O 内下 O +0 4 5 8 3 。 ( 3 )锥管段，内下 o +0 4 5 8 3 内下 O +0 6 5 8 8 。 ( 4 )尾水扩 散段 ，内下 O +0 6 5 8 8 内下 O +0 8 4 1 7 。 其各部位结构见 图 1 。 1 6 图 1 主机段二期混凝土结构示意图 2 二期混凝土的分层分块 主机段 内下 O +O 2 6 5 O 内下 O +0 3 9 8 2范 围的二期 混凝土高程一1 4 o 8 7 5 m共 2 2 7 5 m。设计根据厂家要 求 ，基础部位结合 温控 考 虑，各机组 段管 型 座分层 及其 强度等 级、级配见表 1 、表 2 。 表 1 1 0 、l 1 号机 组段 分层及其 强度等级 、级 配 序号 高程 ( m) 分层数 层厚 ( m) 混凝土标号 、级配 1 1 4 一1 3 1 1 C 2 5 W6 F S 0 二级配高流态混凝土 2 1 3 一4 6 1 5 C 2 5 W6 F S 0 二级配高流态混凝土 3 4 6 5 2 C 2 5 W6 F S 0 二级配高流态混凝土 4 6 8 7 5 1 2 7 5 C 2 5 W6 F S 0 二级配高流态混凝土 表 2 1 2 1 5号机 组段分层及其 强度等级 、级配 序 号 高程 ( m) 分层 数 层厚( m) 混 凝 土标号 、级 配 1 1 4 一1 2 2 1 C 2 5 W6 F 5 0 二级配高流态混凝土 2 1 2 7 5 1 3 1 5 C 2 5 W6 F 5 0 二级配高流态混凝土 3 7 5 8 7 5 1 1 2 5 C 2 5 W6 F S 0 二级配高流态混凝土 IA 一 I 4 气 P 6 3 0 。 p I _。 。 寸 ： 凸 d - 7 凸 d 4 二 1 n-= I x 混 凝 土 工 程 鬟 霪蓁 为实现 2 0 0 7 年底首 台机 组发电的 目标 ，要求在 2 0 0 7 年 8月中旬至 1 O月 中旬的 6 0 7 0 d内 ，完成 l O 号机 管型 座二期混凝土回填工作，并将工作面移交给机电安装标。 但施工 中仅 间歇时问就至少要 占去 3 6 d ( 上下层问浇筑 间 隔时 间 要求 3 7 d ) ，故 在 7 0 d内将无 法 完 成这 项施 工 任务 。 施工单位经慎重研究，提出了减少浇筑层数 ，采用 不均步 分层 的 方 案 。即不 是 简 单 地 将 厚 度 定 为 1 0 m、 1 5 m、2 0 m 或 2 7 5 m，而是在 管型壳不发 生超限变位变 形的前提下 ，综合以下几方面因素确定分层厚度 ： ( 1 )先回填一层 ( 高程为一1 4 O 一1 3 0 m)将管型 壳下 立柱嵌固在混凝土中 ，定位管型壳 。 ( 2 )满 足 模 板 、管 型 壳 和 已浇 下 层 混 凝 土 的 承 压 能力 。 ( 3 )考虑混凝土体形变化 ，方便模板安装 。 ( 4 )考虑机电埋件安装和土建工序交叉的需要 。 ( 5 )混凝土浇筑强度 、温度的控制 。 根据上述 分层 原则 ，通过 与业 主 、设 计 和监 理工 程 师多次协商 ，最后决定将浇筑层数减少为 8层，修改后 的分层方案 和设计分层 方案 的对比见图 3 。 机中心 主机段一 3 8 O m 高程平面图 二 二= 二 一 期 混 凝 土 i ! 二 期 混 凝 土 图 2 混 凝 土 分 区示 意 图 口 5 0 O f 1 守 1 0 0 、 v一3 8 0 口一3 oo f I I 流道中心线 口 一 6 O 0 叮 一 9 l 3 0 口一 8 5 0 l l 口 一 l 1 O O 口 一 l 2 - 3 5 I r 一 ， H l 一 H 口 6 0 0 川 I l V 4 0 0 ! L 一 I 口 2 0 0 口 0 0 0 l 口 一 2 0 0 ! 、 口一 3 8 0 订 4 0 0 f l 流 道 中 心 线 x7 - 5 5 0 I u 一 7 O 0 口 一 9 3 0 x7 - 8 5 0 i -1 2 3 5 1 口 一 1 O O O I 一 口一 1 】 5 0 J _ _ 1 ： 广 ， l 0 号机组实际采用的分层方案 l 0 号机组设计采用的分层方案 图 3 设 计分层 方案和修 改后 的分层 方案 对比 1 7 水利水 电施工 2 0 1 0 第 6期 总第 1 2 3期 实际施工证 明 ，减少 层数确 实节 约 了许多工 期 ，而 工程质量并 未受 到明显影 响。例 如 1 O 号 机管型座 二期混 凝土 回填从 2 0 0 7年 8 月 1 0日开始 ，到 1 0月 1 2日浇筑至 一 设计高程 8 7 5 m，实际工期 6 3 d ，工程质量也得到了各方 的一致好评 。 3 二期混凝 土的结构和材料 3 1 混凝土施工的缝面结合 主厂房总体采 用预 留机组 段混 凝土 ，先 形成 厂房框 架 ，利用坝顶门机或桥吊安装管形壳再回填混凝土的方 式进行 施 工 。因 一、二期 混凝 土 施工 的 间隔 时 间较 久 ， 机组部位荷载较大，混凝土结合面又处于水下部位，故 施工缝 的处理有特殊 的要求 。 垂直缝及一 、二期混凝 土施工缝设 q , Z S mm 5 0 c m 5 0 c m，L 一2 m 的连接钢筋 ( 插筋) ，错缝上端 水平铺设并 缝钢筋 网 1 6 mm2 5 c m。 迎水面施工缝设置 白铁皮止水。 所有施工缝均须进行凿毛 、冲洗 等缝 面处理 。 3 2 混 凝土设 计 每 台机组二期混凝 土约 1 3 0 0 r n 3 。根据二期 混凝土较 周边一期混凝土 应高一个 标号 的要求 ，并考虑 到钢 筋密 集 、空间狭小 、被遮挡面积较大 、不易 回填密实 的特 点 ， 本部位采用 C 2 5( 2 8 d )一 、二级配混 凝土 ，配合 比设计 见表 3 。要求坍落度保持在 1 2 1 4 c m。初凝时间控制在 3 4 h 表 3 机组段 二期混凝 土配合 比参数 ( 坍 落 度 为 1 2 1 4 c m) 混凝土 级 坍落度 用水量 水胶 比 粉煤灰 砂率 J M一 U用量 等级 配 ( c m) ( k g m ) ( ) ( ) ( ) ( k g m0 ： C2 5 W 6 F5 O 1 2 1 4 1 3 6 0 4 6 2 5 3 3 O 6 3 7 C2 5 W 6 F5 O 1 2 1 4 1 5 3 0 4 6 2 5 3 7 0 6 4 2 注U为 UE A膨胀剂， J M I I 为高效缓凝减水剂。 4 施 工方案和程序 4 1 模板和支撑布置 主机段流道从 内下 0 +0 2 6 5 0开 始 ，由矩 形倒 圆角 渐变收缩 ，至 内下 0 +0 3 4 2 0断面成 圆形 。整 个 二期 混 凝 土施工需 要装 拆模 板 8 0 0 m 。流道过 水 面模 板采 用 钢 木组合异型模板 ，其 中木模板由拱型木桁架和面板组装 而成 ，均在加工 厂制作 ，然 后在 现场 与钢模 板 整体立 模 施工 ，见 图 4 。 在层厚加 大 的情 况下 ，模 板 承受 的荷载 很大 ，为 此 采用 了多种支 撑方法 。流道 中心 线以下 的部 位 ，预先 在 1 8 图 4 二期混凝 土模板布置 老混凝土 上埋 锚 筋 桩 ，加工 一定 数 量 的蛇 形 柱( 采 用 3 3 2 mr n 、3 , q 6 mm的钢筋 焊成 ) ，并 将 蛇 形 柱焊 接 在锚 桩上 ，从 多个角度用拉 筋将蛇 形柱 固定 。利 用蛇形 柱 和 仓号 内外的预埋地锚 ，对桁架 和模 板采 用 又撑又拉 的方 式进 行固定 。流道 中心线以上 的边墙 部位 ，亦采用 蛇形 或 型钢作为支撑材料 ，对模板 又拉 又撑 ，反 吊模板 。顶 拱部 位的二期 混凝 土 由于 没有 拉 撑点 ，无法 形 成 吊模 ， 因此 在管型壳二期 混凝 土 回填 到接近顶 拱部位 时开始搭 设 满 堂 脚 手 架 ，搭 设 范 围 为 内 下 0+ 0 2 6 0 0 内 下 O + 0 3 7 0 0 。 4 2 混 凝土 入仓 方式 在 回填 主机 段二 期 混凝 土 时 ，厂 房 框架 已经 形成 ， 上游侧 的防洪墙 和下游 侧的主 副厂房 中间隔墙 都 已达 坝 顶高程 3 4 4 m。混凝 土从拌 和楼 由搅 拌罐 车运 至安装 间 吊物孔 ，再经溜管至高程 7 5 m层受料斗 ，水平运 输 由 混凝 土泵送至 工作 面上部 ，最后 挂漏 斗和 溜简下 料 。从 高程 1 1 7 5 m至 一1 4 0 m 送料 落差 最大 达 2 5 7 5 m，为控 制混凝土 降落 速度 ，溜 筒设 置 2个转 弯。浇筑 顶板 部位 的混凝 土时 ，用混凝土泵直接人仓 。 4 3施工 程序 4 3 1 各部位施工顺 序 机组安装的施工顺序 ：安装管型壳、前锥体一回填 二期 混凝 土一 安装导 流板 、发 电机抗 压 盖板框 架一 二期 混凝土回填封顶一安装导水机构、水机主轴、转子、定 子等一 缺陷修 复。 二期混凝 土施工 时主要 以层 为单 位组 织工 序，一层 一 个仓号。为加快进度，每一层施工的准备工作尽量在 层问浇筑的间歇期 间内完成 ，不 占直接工期 。 在第六层 ( 高程 3 O 1 0 m)回填 完以后 ，开始搭 满 堂脚手架 以便浇筑顶拱混凝 土。由于没有 其他支 撑点 ， 部分架管搭在管型壳上 ，对 称 、加密布 置 ，打好扫 地杆 ， 使管型壳受力均匀 。 安装 发 电机 井 里 衬 部 位 的 模 板 时 ，预 留 长 、宽 各 2 0 c m的调节位置，先将大部分模板安装好，待发电机井 里衬 吊装就位 以后 ，再拼接预 留部位的模板 。 4 3 2作业 工序 施工部位特 点 ：施 工 空间狭 窄 ； 混凝 土结 构本 身较为复杂 ，工序较 多 ； 土建 和机 电安 装施 工在 工序 上交 叉 、干 扰较 多 ； 为保 证 机 组安 装 的精 度( 5 mm) 不受影响 ，混凝 土 的施工 质量 要严 格控 制。基 于上述 特 点 ，须严格遵守以下要求 ： ( 1 )施工前准备 ：土建方 和机 电安装方进行技术沟 通 ，了解安装方 对施 工的具体要求 ，并做好 现场协调 。 ( 2 )接缝面处理 ：对一 、二期混凝 土地 缝进行 打毛 、 冲洗 ，一期 钢筋 表面 除锈 ，清 扫施 工 部位 ，保 证 工作 环 境 干净 整洁 。 ( 3 )安装模板 ：根据测 量放线 ，搭设好 支撑 ，安装 桁 架 ，拼装 面板 ，校正 模板 位置 ，加拉 杆 固定 。模板 和 支 撑应能承受较大荷载，下部模板应考虑其上浮力。要注 意模板与 已有 流道 面平 顺 紧密 衔接 。如 内下 0 + 0 3 7 0 0 处与管型壳内壁、顶拱部位与抗压盖板 ( 导流板)的衔 接 。随着混凝土的上升 ，下部模板可先拆除 。 ( 4 )安装钢筋 ：每台机组的钢筋制安量为 1 3 0 t 以上， 型号杂，数量多，操作空间狭小。施工时应安排好钢筋 入仓的先后次序 。对 于先 上钢 筋后 上模 板 的部位 ，使 用 2 0 mm 钢筋做临时架 立筋 。止水 和钢筋安 装位 置易发 生 矛盾 ，必要时需将 止水 略偏 一个 角度 。 ( 5 )浇筑前的检查 ：全 面检 查止水 、埋件 、测压管 、 灌浆管、混凝土引缝片 ( 一2 3 mm) 、插筋、并缝钢筋 等是否安装齐 全完好 。并对 仓号 进行 第二 次 冲洗 ，由质 检人员 和监理工程师对仓号进行验收 。 ( 6 )浇筑 ：采用溜简下料 ，软轴振捣器振捣 。浇筑过 程中要求：对称、均匀下料，使管型壳两侧混凝土均 衡上升 ；薄层铺料 ，为消 除 因层 厚 加大 而对 管型 壳造 成的影响，浇筑上升速度降低到 3 0 c m h ；振捣器不得 碰撞模 板 、管 型壳 、埋 件 、止水 等 ；在 浇筑 不 易密 实 的部 位 加 强 振 捣 ，必 要 时从 模 板 上 开 窗 振 捣 、填 料 ； 做好排气措施 。 ( 7 )养 护 ：进 行 洒 水 养 护 ，每 层 养 护 时 间 不 小 于 4 8 h 。养护和温控措施 相结合 。 5 温度控 制措施 长洲水利枢纽厂 房机组 段二期 混 凝土施 工 期间 正值 混凝土工程 高温时节，由于分层厚度较大，并采用 C 2 5二级配混凝 土 ，混凝 土温度控制 较为困难 ，因此采取 以下温控措施 ： ( 1 )保持骨料堆放 高度大 于 6 m，使用冷 却水拌 和混 凝 土。 ( 2 )采用 低热 水泥 ，增 加 粉煤灰 掺量 ，掺用 TQ N H缓凝高效减水剂，减小水灰比，减少水泥用量，以减 少水 化热温 升。 ( 3 )因受遮挡使处于厂房下层的机组部位不受 阳光直 射 ，仓号 内气温不 高 ，故 浇筑 时 间未 进行 限制 ，但在 白 天 高温 时段浇 筑 混凝 土时 ，要求 加 快入仓 速度 ，避免 长 时间运输 。 ( 4 )在不 影响工期 的前提下 ，适 当延 长上 下层浇筑 间 歇 时间。加 强 养 护 ，除 对混 凝 土表 面 进行 流 水 冷却 外 ， 还对管型壳、钢衬、未拆除的模板等与混凝土结合的表 面洒冷水散热 。 6 质量保证措施 为保证施工 优质 、快 速 地完 成 ，采取 了如 下质 量保 证措施 ： ( 1 )加强技术交底：施工前和施工过程中，承包商与 设计、监 理 、业 主，土建 方 与机 电安装 方 ，技术 部 与施 工部 ，施 工部与作 业队之间举行 了多层 次 的技术交底 会 ， 为有效组织施 工打下 良好的基础。 ( 2 )严格施工及质量验收程序：规定前一道工序不合 格不 得进入 下一道工序 。做到 内部 “ 三检制 ” ，模板施 工 完成后必须 由测量人 员进 行复 测 。质检 终检 合格 后提 交 监理工程师检 查验 收 ，监 理工 程师 验 收合格 后方 可浇筑 混凝土 。严格质检 终 检 岗位 责任 制 ，切 实保 证终 检质量 合格标准 。 ( 3 )加强 观测 ：二期混凝 土浇筑期 间 ，测量人员每天 上午 8点 、1 1点 、下 午 5点 、晚上 6 点进 行 4次严 密观 测。回填任务完成以后，还进行了三周 ( 如 1 0号机组观 测一直持续到 1 1 月 3日)的后期观测 ，未发现管型壳超 限的位移 和变形 。 7 结束 语 广西 长洲水利枢纽 内江工 程厂 房机 组段二 期混 凝 土 回填施 工 ，由于在 施工前进行 了大 量 的科学 分析研 究 工 作 ，优化施 工技术 方案 ，并科 学地 组织 管理 ，使该 部位 的施工质 量得 到 了很 好控 制 ，且加 快 了工 程 施工 进 度 ， 显著缩短了每台机组的施工周期。现已实现首 台机组投 产发电，由于工程质量优 良，已得到监理 、设计 、业主 的一致好 评 ，对 以后 其他 类似 工程 具有很 好 的借鉴 意 义。 1 9