龙开口水电站厂房蜗壳二期混凝土快速施工技术.pdf

第 3 9 卷第 2 期 2 0 1 3年2月 水 力 发 电 龙开口水电站厂房蜗壳 混凝土快速施工技术 期 付 巍 ，张鹏利 ，刘 彤 ，张守怀 ( 中国葛 洲坝集 团股 份有限公 司西南分公 司，云 南 昆明 6 5 0 2 1 4 ) 摘要 ：针对龙开 口水电站厂房蜗壳二期混凝 土施 工中的难 点问题 ，通 过合理调整 分层 、蜗壳座环阴角区预埋泵管 以及实施内部降温等有效措施，保证了大体积混凝土的施工质量，有效解决了机电安装与土建施工相互干扰的问题 ， 对整个工程工期顺利实现起到 了至关重要的作用。 关键词 ：蜗壳 ；混凝土浇筑 ；施工工艺 ；龙开 口水电站 Ra p i d Co n s t r u c t i o n Te c h n o l o g i e s o f P h a s e I I Co n c r e t e f o r S c r o l l Ca s e s i n Lo n g k a i k o u Hy d r o p o we r S t a t i o n F U W e i ， Z HANG P e n g l i ， L I U T o n g ， ZHANG S h o u h u a i ( S o u t h w e s t B r a n c h o f C h i n a G e z h o u b a G r o u p C o ， L t d ， K u n m i n g 6 5 0 2 1 4 ， Y u n n a n ， C h i n a ) Ab s t r a c t ： F o r s o l v i n g t h e p r o b l e ms i n t h e c o n s t r u c t i o n o f p h a s e - I I c o n c r e t e o f s c r o l l c a s e s i n L o n g k a i k o u Hy d r o p o we r S t a t i o n ， s o me me a s u r e s s u c h a s a d j u s t i n g c o n s t r u c t i o n p o u ri n g l a y e r r e a s o n a b l y ， p r e e m b e d d i n g p u m p t u b e i n i n t e r n a l c o r n e r s e c t i o n o f s e a t ri n g a n d a p p l y i n g i n t e rna l c o o l i n g a x e i mp l e me n t e d T h e s e me a s u r e s g u a r a n t e e t h e q u a l i t y o f ma s s c o n c r e t e c o n s t r u c t i o n a n d e ff e c t i v e l y r e mo v e t h e i n t e r f e r e n c e o f c i v i l c o n s t r u c t i o n o n me c h a n i c al a n d e l e c t ri c a l i n s t a l l a t i o n Th e r a p i d c o n s t r u c t i o n t e c h n o l o g i e s p l a y a c r u c i a l r o l e i n me e t i n g t h e r e q u i r e me n t o n p r o j e c t d u r a t i o n Ke y W o r d s ： s c r o l l c a s e ； c o n c r e t e p o u rin g ； c o n s t r u c t i o n t e c h n o l o g y ； L o n g k a i k o u Hy d r o p o we r S t a t i o n 中图分类号 ； 5 4 4 , 1 l ( 2 7 4 ) 文献标识码 ： A 文章编号 ： 0 5 5 9 9 3 4 2 ( 2 0 1 3 ) 0 2 - 0 0 7 5 - 0 3 0 引言 龙 开 口水 电站 主 厂房 蜗 壳 二期 混 凝 土 起 始 高 程 l 2 0 7 0 0 i n，顶部 高程 1 2 2 1 O 0 m，按 原设 计要 求 分 5层 施 工 ，蜗壳 阴 角 区域 位 于 第 2层 。蜗 壳 二 期 混 凝 土 标 号 为 C 2 5，二级 配 ，坍 落 度 1 8 2 0 C l l l ，斜 层 浇 筑 。每层 以 5 0 c m控 制 ，上升 速 度控 制在 3 0 c m h 以内。本项 目难点如下 ：蜗壳底部 、座环 阴角部 位 施 工 空 间 狭 小 ，混 凝 土 人 仓 难 度 大 ，振 捣 困难 ， 浇 筑 密 实 度 难 于保 证 。 蜗 壳 外 围钢 筋 分 布 密 集 、 数 量 多 、外 形 尺 寸 变 化 大 ，钢 筋 安 装 困难 ，且 易 对 弹性垫层造成损伤 。各专业交叉作业 ，相互制约 ， 相互干扰 。 由于受环境评估停工等影 响 ，工期调 整 为 9 0 d，工期 紧 ，任 务重 。 1 施工工艺 蜗 壳 二 期 混凝 土 的施 工 工 艺 流程 为 ：蜗 壳 安 装 完成交 面一 缝 面清理一测 量放样一 模板安 装一 1 2 0 7 0 I n高程 钢 筋 安 装一 冷 却 水 管铺 设一 预埋 件 安装 一 缝 面 冲洗一 仓 位 验 收一 蜗 壳第 1层 混凝 土 浇 筑一 灌 浆 系 统 的止 浆 片 的安 装一 蜗壳 腰 线 以 下钢 筋 安装 一 灌 浆 管路 安 装一 蜗壳 第 2层 混凝 土 浇 筑一 蜗 壳 弹性 垫 层 安装一 蜗 壳 腰线 以上 钢筋 安 装一 模 板 安 装一 预 埋 件 安装一 缝 面 冲洗一 仓 位 验 收一 蜗 壳 第 3 - 6层 混 凝 土 浇筑 一 蜗 壳底 部 、座 环底 部 回填 灌浆一 灌浆 效 果 检 查及 遗 留问题 处理 。 1 1 合理 分层 分块 蜗壳 二 期 混凝 土 原设 计 分 为 5层( B F) ，每 层 分 4块 ，错 缝搭 接 浇 筑 。 在实 际施 工 中 ，经 过 多方 讨 论研 究 为 防止 蜗 壳 在混 凝 土 浇 筑过 程 中产 生抬 收稿 日期 ：2 0 1 2 1 2 1 0 作者简介 ：付巍( 1 9 8 4 一 ) ，男 ，湖 北宜 昌人 ，助理工 程师 ，主 要从 事水 电工程施 工技术管理 工作 W a t e r P o w e r V o 1 3 9 N o 2困 动 和 位 移 ，决 定 将 层 高 为 4 m 的 C层 分 为 2层 浇 筑 ，每 层 层 高 2 I 1 1 ，分 块 及 错 缝 搭 接 同其 他 各 层 。 虽然 增加 了一 个施 T周期 ，却 大大 降低 丁施工 难度 ， 节约 了 施 工 工 期 。 ( 1 )避 免 了 由 于混凝 土 的侧 压力 使 蜗壳 产 生 较 大 位移 的可能 性 ，缓 解 了蜗 壳 二 期混 凝 土 施 工高 峰 期 时垂 直 入仓 手 段 紧张 的状 况 ，确保 了混 凝 土 的入 仓 强 度 。 ( 2)在蜗 壳 内侧 区域混 凝 土 浇筑 时 ，人能 下到 蜗 壳底 部 直接 振 捣 确 保 了该 域混 凝 土 浇 筑 的密 实性 ，减少 了高 流态料 的用 量 ，降低 了施 工成本 。 ( 3 )降低 了蜗壳腰 线 以下外 裹钢筋 的施 工难 度 ， 钢 筋施 丁 与混凝 土浇筑 逐层 进行 ，减 少 了备仓 时间 。 根 据 调 整 后 的 分 层 分 块 ， 逐 层 进 行 施 工 ， 每 层 混 凝 土 对 称 浇 筑 。 原 混 凝 土 施 T 缝 的 浇 筑 时 间 为 ： 水 平 缝 相 邻 浇 筑 块 不 少 1 二5 d，垂 直 缝 不 少 于 7 d 。 考虑 到 T期 紧迫 ，在 满 足质 量 要求 的前 提下 ，将垂 直 缝 相 邻 浇 筑 时 间 调 整 为 3 5 d 垂 直 缝 设 置 4 ) 2 0 5 0、长 1 5 n l的插筋 ，梅花 形 布置 ，插 筋 离边 线 距 离 不 小 于 4 0 c m 、不 大 于 1 0 0 c m。 1 2施 工前准 备工 作 ( 1 ) 清 基 及 排 水 。 南 于 为 二 期 坑 施 工 ，且 坑 内 各 仓 面 同 步 上 升 如 果 清 基 和 排 水 处 理 不 好 ，不 仅 二 期 混 凝 土 浇 筑 质 量 得 不 到 保 证 也 会 对 施 工 进 度 造 成 严 重 影 响 。 考 虑 到 上 述 情 况 ，一 期 混 凝 土 施 丁 时 ，在蜗 壳 基础 仓 内预设 6 0 e mx 3 0 c mx 3 0 c m集 水 坑 ，同 时 埋 没 1根 西1 5 0钢 管 经 尾 水 管 进 入 廊 道 ， 施 T废水 通 过预 埋 管排 至 尾水 管 进 入廊 道 后 ，通 过 主 厂 房 施 T 排 水 系 统 处 理 。 ( 2)垫层 安 装 。在 原 投标 时 ，蜗 壳弹 性 垫层 覆 盖 整 个 蜗 壳 钢 管 径 向 上 半 圆 。经 多 方 研 究 讨 论 认 为 ， 蜗壳 弹性 垫层安 装 范 同越 大 对混凝 土受 力越 不利 。 因 此 ，将 安 装 弹 性 垫 层 的 范 同 减 小 至 2 7管 节 以 后 ( 蜗 壳 进 口直 管 段 ) 钢 管 上 半 圆 。 弹 性 垫 层 采 用 聚 苯 乙烯 闭 孔 泡 沫 板( 白熄 性 材 料 ) ，在 相 应 部 位 钢 筋 安 装 之 前 进 行 垫 层 布 置 。 垫 层 厚 度 为 3 e m， 两 端 0 2 m 范 闱 内渐 变 为 1 c m。 ( 3 )钢筋 施T 。钢筋 安装 顺序 大体 为先 里后 外 ， 根 据仓 位 浇筑 顺 序逐 仓 施 T 。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 。 ( 4)模 板 施 T 。依 据设 计 体 型及 混凝 土分 层 要 求 进行 模 板 设计 ，以满 足 结构 物 的外观 轮 廓 寸 和 质 量 。蜗 壳- 期分 缝 模 板 主要 以散装 组 合 钢模 板 为 主 ，木 模 板 补缝 ，同檩均 采 用 4 , 4 8 x 3 5钢 管 拉 筋 l 豆 要 r r ， 。 9 N o 2 ,5 1 2 。施 1 二 缝 内键 槽采 用定形 钢键 槽模 板 。 1 3混 凝土 浇筑 采用 塔 机 和 布 置 在 相邻 仓 位 的 泵 机 进 行 浇 筑 ； 部 分 机 组 在 厂 坝 平 台 交 通 通 道 形 成 后 采 用 布 置 丁 厂 坝 平 台 的 泵 机 进 行 浇 筑 。 蜗 壳二 期 混 凝 土分 为 6层 进 行施 - 12 ( C层 分 为 2层 ) ，由于 C层蜗 壳 及座 环底 部存 在 2个 阴角 ，阴 角 部位 能 否 浇筑 密 文 为本 程施 工 难 点 。 为防 【上蜗 壳 在混 凝 土 浇筑 工程 中发 生 移位 ，浇 筑 时按 对称 象 限 进 行 浇 筑 。 ( 1 )B层 。 采用 塔 机 和 泵机 人仓 ，蜗 壳 内侧 浇 筑 泵 送 混 凝 土 ，外 侧 浇 筑 常 态 混 凝 土 。 浇 筑 B一 2、 B一 3块 混凝 土时 ，在 B一 1、B一 4块 布 置 泵 机 ；浇筑 B一 1、B一 4块 混 凝 土 时 ，在 B 一 2、B一 3块 布 置 泵 机 当 T 作 面 狭 窄 无 法 满 足 泵 机 的 布 置 要 求 时 ， 叮考 虑 在 相 邻 T作 面 布 置 。施 T 时先 浇 筑蜗 壳 外侧 常 态 混 凝 土 ，用塔 机 人仓 ，局 部塔 机 吊罐 无 法 人仓 的 域 利用 泵 机 进 行 浇 筑 。泵 送 混 凝 土 采 用 退 浇 法 浇 筑 ， 并 根据 浇筑 进度及 时跟 进 。 ( 2 ) C层 。 采 用 塔 机 和 泵 机 入 仓 ， 泵 机 柿 置 与 B层 相 同 。蜗壳 外侧 用 塔 机 浇 筑 常态 混 凝 土 ，蜗 壳 内侧 采 用 泵 机 浇 筑 泵 送 混 凝 土 。 蜗 壳 内 侧 的 阴 角 l 又 域 预 埋 径 向 泵 管 对 阴 角 封 闭 环 区 用 高 流 态 混 凝 十 一 次 灌 注 完 成 。 ( 3 ) C 层 以 上 。 采 用 塔 机 挂 吊 罐 直 接 人 仓 。 每 浇 筑层 收 仓 面 与蜗 壳 交角 处 做倒 角 处 理 。 为防 止钢 筋 网对 于骨 料 的筛 分 造成 骨 料 分离 对 丁 上部 钢筋 网密集 部 位 每 个 施 _ 分 层 内钢筋 网下料 高 度 趟 过 1 5 m。 混 凝 土 下 料 时 要 防 止 骨 料 堆 积 ，及 时 将 堆 积 的 大 骨 料 分 散 开 来 。 2 混凝土温度控制 坝 区 属 亚 热 带 大 陆 性 于 热 河 谷 ，4月 8 半 均 气 温接 近 2 5 ，高 温季 节 长达 5个 月 ，且 相 对湿 度 较 低 施 工 时 应 严 格 实 施 温 控 防 裂 措 施 ， 避 免 混 凝 土 初 凝 缺 陷 。 2 1 设计要 求 厂房 蜗壳 二期混 凝土 允许 浇筑 温度 ：3川1 0 J 1 6 ，l 1月 翌 年 2月 自然 人仓 。设计 允 许 最 高温 度 见 表 1 表 1 蜗壳二期 混凝土设计允许最高温度 2 2温度控 制措 施 ( 1 )3月 l 0月采用 预 冷混凝 土 人仓 ，入仓 温度 不 高于 1 6。 1、J互j B， 守： 匕丌LJ ， J 岜 如J J 方 玉 冈 冗一删 ， 比 上 ( 2 )仓 面 温 控 。在 高 温 季 节( 4月 9月 )尽 可 能利 用 早 、晚或 者 夜 间 气 温较 低 的 时段 进 行 混 凝 土 浇筑 ，仓 面 喷雾 以降 低 仓 面温 度 ，并 防止 混 凝 土 表 面失 水 。喷 雾 时 要 用低 温 水 ，雾 滴 直 径 应 达 到 4 0 8 0 m，使 雾化 后 小环 境 内的温 度 比气温 低 3 5 。 混 凝 土 收仓 后 覆 盖 保 温 层 以减 少 热 量 倒灌 ，待 混 凝 土初 凝 后进 行 表 面 流河 水 养 护 。混 凝 土立 面 采 用 花 管( 塑 料 管壁 上 钻 小 孔 )进 行 流 水 养 护 ，花 管 蛇形 悬 挂 在 模 板 底 部 混 凝 土 表 面 上 。 ( 3 )通 水 冷 却 。为 降低 混凝 土 早 期 温 度 ，在 高 温季 节( 4月 9月 )混 凝 土 浇 筑 过程 中 即开 始 初期 通水 冷 却 冷 却 水 温度 与混 凝 土 最 高 温度 差 不 超 过 2 5 ，流量 控 制 在 1 2 1 5 m3 h之 间 ，水 流 方 向每 2 4 h变换 1次 。在 一 期 冷却 过 程 中 ，最 高 温度 出现 前 可适 当加大 通水 量 以利 于削 峰 。 3 施工监测 蜗 壳 二 期 混 凝 土 内埋 设 温度 计 、测 温 管 等进 行 温 度 监测 。在第 2、3层混凝 土 施工 中 ，所有 仓 位混 凝 土 浇 筑 时 均 进 行 了 全 过 程 变 形 监 测 。 在 座 环 上 设 置 监 测点 ，将 其不 平 度 、水 平位 移 和 抬 动值 控 制 在 设计 允 许 范 围内 还 根 据 监测 数 据 及 时 调整 混 凝 土 浇 筑 速 度 。 4 施工工期 根据 1 5号 机 组 蜗壳 二 期 混凝 土 实 际工 期 ，各 层混 凝土 施工 平均 周期 见表 2 。 表 2厂房蜗壳二期各层混凝土施工周期 d 5 结语 ( 1 )通 过 合 理 调 整 分 层 ，形 成 大 阴角 封 闭 环 ， 采 取 预 埋 径 向泵 管 的方法 。对 该 区域 用 高 流态 混 凝 土一 次灌 注完 成 。 ( 2 )通 过 合理 调 整腰 线 以下 混凝 土分 层 ，布 置 简易 施 工 平 台 以及 采用 倒 马 镫 形钢 筋 样 架 ，保 证 了 蜗 壳 腰 线 以下 外 裹 钢筋 与 底 层混 凝 土 同 时施 工 ，使 腰 线 以 上 钢 筋 获 得 了 较 为 宽 松 的 施 工 环 境 。 ( 3 )本 工 程采 取 的一 系列 有 效措 施 不 仅 提 高 了 施 工 效 率 、降低 了直线 工 期 ，为机 组 的安 装 和 发 电 奠 定 了坚实 的基 础 ，也 为 类 似工 程 的 蜗壳 施 工积 累 了 一 定 的经 验 。 ( 责任编辑杨健 ) ( 上 接 第 6 7页) 充 分 渗透后 开 始振捣 ；振捣 作业 完成 后 再 用 小 碾 将 变 态混 凝 土 与 碾压 混 凝 土 的结 合 部 位 碾压 密 实 ，使表 面平 整 。 6 温度控制 龙 开 口水 电站 大坝 碾 压 混凝 土低 水 泥 用 量 、高 粉 煤灰 掺 量 ，极 大地 降 低 了混凝 土 的发 热量 ；但 采 用 全 断 面通 仓 薄层 摊 铺 及 连 续碾 压 快 速 上 升 散 热 较 为缓 慢 。 因而 ，通 过 控 制 其碾 压 混 凝 土施 工 中 的 骨 料含 水 率 成 品料 仓 、皮 带机 均 设 置 凉棚 防雨 防 晒 ，采 取 二 次 风 冷 骨料 及 加 冰拌 和 等 措 施 ，控 制 混 凝 土 出机 口温 度 ：对 混 凝 土 运输 机 具 采 取遮 阳保 温 措施 ，尽 可 能 采用 自卸 汽 车直 接 人 仓 ，入仓 后 快 速 平仓 碾 压 ，利 用移 动 式 喷 雾 机进 行 仓 面 喷雾 ，形 成 仓 面小 气 候 ；碾压 完 成 后 及 时覆 盖 保 温 材料 ，尽 量 减 少混 凝 土 运输 和浇 筑 过 程 中 的温 度 回升 ：混 凝 土 浇 筑后 ，利 用 制冷 机 组 生 产 制冷 水 进 行 混凝 土 通 水 冷 却 。控 制 混 凝 土最 高 温 度 等一 系列 措 施 ；有 效 减 少 了混凝 土温度 裂缝 的产生 。 为 减 少 表 面产 生 裂 缝 的几 率 ，新 浇碾 压 混 凝 土 收 仓 后 即开 始 在 表 面覆 盖 保 温 被保 护 ，终 凝后 永 久 暴 露 面 采 用 挂 花 管 的 方 式 长 期 流 水 养 护 ；水 平 仓 面 进 行 流水 养 护 ：大 坝上 游 面 正 常蓄 水 位 以下 则先 涂 刷 水 泥基 渗 透 结 晶体 防渗 层 ，然 后 粘 贴 3 c m 厚 挤 塑 型苯 乙烯 泡 沫塑料 板 常年保 温 ；在气 温变 幅较 大 、 气 温 骤 降频 繁 的 季节 ，对 大 坝下 游 面 、侧 面 等暴 露 面 挂 贴 聚 乙烯 卷 材保 温 ：对 大坝 混凝 土 内的 各种 孔 洞 、廊道 、 电梯井 等 部 位 采取 封 闭 措施 ，减少 空 气 流 动 。这 些 措 施 的运 用 ，有效 控 制 了 混凝 土 表 面裂 缝 的 发 生 。 7 结语 龙 开 口水 电 站 大 坝 碾 压 混 凝 土 施 工 于 2 01 2年 6 月 全 部 完成 。大 坝混 凝 土 7 5 7 4组 的 抗 压强 度 检 测 均 满 足 设 计要 求 ；大 坝 混 凝 土 共 取 心 5 8 5 m，心 样 单 根 最 长 1 3 O 1 m， 心 样 获 取 率 9 5 以 上 。 大 坝 2 0 1 2年 汛 期 完 成 了安 全 挡 水 度 汛 ，现水 库 已蓄 水 。 观 察 和监测 成果 显示 ，坝 体各 层排水 廊 道渗 水量 少 ， 大 坝 运行 稳 定 。 这些 表 明 ，大坝 碾 压 混凝 土施 工 质 量 及 层 问结 合 质量 良好 ，施 工过 程 中采 取 的控 制 措 施 合理 、有 效 。 ( 责任编辑 陈 萍) W a t e r P o w e r V o 1 3 9 N o 2圃