桃源水电站厂房进水口胸墙施工措施.doc

沅水桃源水电站厂房土建及金属结构安装工程
（合同编号TY-TJ-C02）

桃源水电站发电厂房进水口胸墙砼
施工措施

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编制：

中国水利水电第三工程局有限公司
桃源水电站项目部
二0一二年一月二十

沅水桃源水电站厂房土建及金属结构安装工程施工 厂房进水口胸墙承重施工措施
（合同编号TY-TJ-C02）

桃源水电站厂房进水口胸墙施工措施
1、概述
桃源水电站枢纽工程主要由泄洪闸、发电厂房、船闸等水工建筑物组成。电站厂房布置于双洲岛右侧的赵家洲，厂房左端与双洲土石副坝衔接，厂房右端与右侧闸坝相接。电站厂房装机9台，单机容量20MW。单机组段长21.50m，边机组段长22.50m，主厂房长195.5m，主安装间布置于主厂房左侧，长度61.5m，副厂房布置于尾水平台，安装场上、下游均以防洪墙与双洲土石副坝相连接，形成封闭的防洪保护区。开关站设置于双洲副坝下游填筑形成的平台。厂房坝段最大坝高50.70m。现在发电厂房机组进水口闸墩即将施工至上游胸墙高程位置，采用钢架管搭设满堂脚手承重架管或采用预埋工字钢承重平台两种方案，在承重平台上搭设承重架，顶部采用方木排架形成曲面，面板铺设组合小钢模，但是根据现施工工期要求，为加快厂房进口段施工工期，现我部对厂房上游防洪墙及胸墙采用型钢作钢支撑，进行砼施工，具体施工方案如下。
2、施工布置
2.1风、水、电布置
施工供风采用1台20m3移动式空压机提供施工用风需求；施工用水采用我部在引水平台接引的系统水管接引；施工用电采用基坑上游1:4反坡位置的变压器提供用电需求。
2.2施工机械布置
施工材料及砼浇筑采用厂房上游已安装完成的MQ600高架门机施工。施工材料采用10t平板车进行水平运输，砼采用15t自卸汽车进行水平运输。
2.3砼供应
混凝土供应由已建在砂混系统拌合楼拌制。
3、施工方案
方案1：搭设钢架管
进水口胸墙施工采用φ48脚手架管搭设系统承重，脚手架立杆按照80~100cm进行搭设，水平横钢按照100cm进行搭设，站杆与水平杆件采用扣件连接牢固，中间每隔三排立杆延长方向设一道剪刀撑，所有斜撑与剪刀撑均由底到顶连续设置。
脚手架搭设要求没上升5m与两边闸墩门槽锚筋进行加固，保证承重架不偏移，一台机组共需搭设脚手架管约67t，单台机组工期约28天。
方案2：搭设型钢承重平台
根据施工2011年桃源水电站厂房土建及金属结构安装工程调整计划工期安排，厂房进口段胸墙施工需在2012年完成土建并具备临时下闸挡水条件，胸墙底部至进口底板高差约21.5m，该部位采取一定的赶工，采用预埋型钢搭设系统承重平台来完成进水口胸墙施工，提前为下闸创造有利条件。
3.1 发电机组闸墩墩施工
在厂房进口段闸墩施工至EL30.93高程，采用多卡模板和小钢模板进行拼装施工，中墩及边墩圆弧采用定型模板施工，在机组组闸墩墩施工至第11层后，进水口闸墩及胸墙合并浇筑，根据现场实际施工工期，在等闸墩施工至EL32.93高程还需一段时间，且在进行胸墙施工时，需搭设承重排架，在排架搭设完成后，开始进行闸墩及胸墙进行施工。
3.2机组进口闸门门楣承重系统施工
在进行机组进口段CH0-22.5~CH0-18.0范围砼浇筑时，进口闸门上部施工采用搭设钢管承重系统进行支撑。
3.2.1排架系统
根据支撑系统布置，排架材料采用φ48钢管，立杆间距为80cm×80cm，水平撑管间距为100cm。架管支撑搭设完成后再加补4*4m剪刀撑加以固定。排架底部立杆立于已浇筑的底板砼上，钢管之间采取扣件连接。
3.2.2胸墙模板及其调节系统
胸墙模板采用P1015和P3015小钢模进行施工，胸墙底部直径400mm圆弧采用定型木模板进行施工，P3015小钢模铺设在胸墙底部斜直段部位，P1015小钢模铺设在直径2000mm胸墙圆弧段。在胸墙底部平直段部位钢管顶端采用调节丝杠进行调节钢模板整体平整度。圆弧部位采用φ48钢架管制作钢管排架，背后绑扎钢管围檩，钢管排架按照50cm间距进行布置安装，断水向围檩按照60cm间距进行布置。在钢管排架底部采用 [16槽钢制作搭设平台，保证排架安装的平整度，在槽钢底部采用调节丝杠进行微调。具体施工见附图。
3.2.3承重系统安装
1、在进行进口段闸墩砼施工时，开始安装型钢支撑预埋钢板及型钢承重主梁。安装材料在综合加工厂加工完成后经验收合格后，运至施工仓号，直接进行安装。
2、施工承重系统中，要求焊接部位均采用满焊的形式焊接，并由专门的焊工进行焊接。
3、型钢预埋部位仓号，经测量放线后，按照图纸要求进行安装安装由专门人员进行安装。承重系统安装完成后，安装人员向土建施工队伍进行移交。在进行行承重系统安装时，必须做好必要的安全防护围栏等安装防护措施。
4、在承重系统移交以后，土建施工队开始进行承重系统调节系统及模板安装。承重平台形成后，施工人员必须及时依附承重平台焊接简易栏杆，以确保自身安全。
5、承重系统在安装完成后，必须由质量、工程部及安全部门进行联合验收，验收合格后才可投入施工。
3.2.4砼浇筑
1、砼施工仓号备仓完成后，经监理验收合格后，开始砼浇筑，砼采用厂房上游MQ600高架门机配3m3砼吊罐进行浇筑。
2、砼浇筑过程中，砼卸料高度严格控制在不大于2m的高度，且砼振捣不能与砼卸料同时进行，在砼浇筑过程中，尽量少安排人员在胸墙跨中位置行走。
3、砼浇筑过程中，需安排专职人员看护承重系统的变形，如变形严重，砼立即停止浇筑，通知现场管理人员。
4、砼在浇筑过程中严格控制砼浇筑强度及砼的铺料厚度，砼铺料厚度为30~40cm，浇筑强度不大于1层/时。现场施工可根据现场施工砼情况作以调整，承重系统部位浇筑，尽量降低砼的浇筑强度，单在砼面初凝前及时铺筑上一层砼料及振捣。砼浇筑时采用整体平铺法进行浇筑。
5、砼在第一层浇筑完成后，在7天后，才允许浇筑第二层砼，以保证第一层砼的强度达到70%的强度，具有一定的承重能力。
3.3工期计划
单台机组钢板埋设安装加固2天；
搭设型钢平台3天；
型钢平台支撑系统加固4天；
4、资源配置
4.1资源配置
4.1.1机械配置
表4-1 主要机械设备配置表
序
号
名称
规格型号
单位
数量
备注
1
高架门机
MQ600
台
1

2
平板车
10T
辆
1

3
自卸汽车
20T
辆
1

4
砼吊罐
3m3
个
2

5
电焊机
BOX-500
台
6
其中2台作为备用
6
振捣器
Φ100
部
8
其中2部作为备用
7
软轴振捣器
Φ70/50
部
6
其中2部作为备用
8
变频器
ZJB-150
台
10

9
空压机

台
1

4.1.2人员配置
表4-2 劳动力配置表
序号
工种
单位
数量
备注
1
混凝土工
人
20
两班作业
2
模板工
人
14

3
钢筋工
人
20

4
电焊工
人
8

5
架子工
人
18

6
机械工
人
6

7
汽车司机
人
8

8
其它技工
人
12

9
普工
人
40

合计
人
146

5、质量、安全保证措施
5.1施工人员进入施工现场必须佩带安全帽、安全带等安全用品；
5.2高空作业，施工人员必须注意施工工具、材料的放置及倒运，以免坠落流道底板；
5.3垂直调运材料、设备必须配备起重工，信号准确简单；
5.4承重平台形成后，施工人员必须及时依附承重平台焊接简易栏杆，以确保自身安全；
5.5承重系统部位施工人员必须要求身体健康，无任何易突发性病的人员进行操作，如精神病、心脏病、高血压、恐高症等患者。
5.6建立健全质量三检制，严格按照分层施工作业，上层作业未合格不能进入下层下工序施工；
5.7在进行钢结构构件焊接时，结构构件必须由专业焊工进行焊接，焊接完成后，由质检安全部门进行焊缝验收。
5.7质量安全部对施工进行过程控制，对承重系统每一环节进行质量监控，确保施工质量及施工安全。
安全技术措施
一、机组进口段胸墙承重系统施工
根据施工进度实际情况，进口段胸墙采用钢架管搭设承重系统已不能满足施工进度要求，且采用钢架管搭设耗材耗时，现我部对该部位施工承重系统作以优化，采用型钢制作承重系统，型钢主梁采用I32a，主梁支撑I25，采用次梁采用[16制作。具体施工见附图。
钢结构承重计算
厂房进口闸墩施工至EL24.93高程以后，开始预埋承重系统加固埋板，胸墙第九层浇筑从EL24.93~EL27.93，第十层浇筑从EL27.93~EL30.93，第十层开始埋设型钢主梁锚固段，CH0-25.635~CH0-28.32M范围主梁间距按照75cm进行布置，CH0-28.32~CH0-30.82M范围考虑有中墩，跨度为6.51m，主梁间距按照80cm进行布置，次梁按照50cm布置。
1、荷载分析
荷载分析为单根主梁承重受力分析：
CH0-25.635~CH0-28.32M单根梁作用于全跨的总荷载：q=72.64kN/m
CH0-28.32~CH0-30.82M单根梁作用于全跨的总荷载：q=37kN/m
2、可变荷载
浇筑设备、工具及施工人员的荷载：模板、直接支撑模板的楞木时，可按局部荷载0.25t/m2及集中荷载0.25t。计算支撑楞木构件时可取0.15t/m2。
振捣混凝土时产生的荷载按0.1t/m2计算；
倾倒混凝土的冲击力产生的荷载按0.2~0.6t/m2。
3、受力承重稳定计算
单根梁共分三跨，全跨长度为L0＝14.82m，稳定计算承重荷载按照均布荷载进行计算，均布荷载q=72.64kN/m，全跨计算跨度L0＝14.82m。
CH0-28.32~CH0-30.82M范围单根梁共分三跨，全跨长度为L0＝6.51m，稳定计算承重荷载按照均布荷载进行计算，均布荷载q=37kN/m，全跨计算跨度L0＝6.51m。
(1)梁的静力计算
（一）CH0-25.635~CH0-28.32范围内布置工字钢静力计算
考虑该部位单仓浇筑混凝土重约11m3*2.5t/m3=27.5t，则易算出工字钢分布的均布荷载q=18.6KN/m，由图可知，将图中构件简化成简支梁进行受力分析验算如下：
结合实际情况，选用预埋3根32a工字钢，则相应的界面参数：Ix=11100cm4 Wx=692cm3 翼板厚Tf= 15.0mm 腹板厚Tw=9.5mm Sx= 404cm3 G=52.717kg/m；那么，由荷载设计组合单根工字钢上所受的均布荷载为qo=（q1+qg+q）/3=6.74KN/m（承重架q1=1.1KN/m；qg=G*g*10-3=0.527KN/m），其计算跨径L=4.94m。
2、内力计算
（1）最大剪力：Fmax=1/2*q0*L=16.6KN ；
（2）最大弯矩：Mmax=1/8*q0*L2=20.6KNm;
（3）均布荷载下简支梁的最大挠度：ymax=5q0L4/384EIx=0.0002m
（其中工程用结构钢弹性模量E=21×105N/mm2）
（4）构件斜撑所受轴力：Nmax=6.774/4.619*Fmax=24.3KN
3、强度及刚度验算
（1）弯曲应力：δmax=Mmax/(γx*Wx)=28.4N/mm2≤f=215N/mm2
(x轴塑性发展系数γx=1.05；Tf=15.0mm ;Tw=9.5mm均≤16mm，故钢材强度设计值取215N/mm2）
（2）最大剪应力：τmax=Fmax*Sx/(Ix*Tw)=6.4N/mm2≤fv=125N/mm2
(Tf=15.0mm ；Tw=9.5mm均≤16mm，故其抗剪强度设计值取125N/mm2）
最大挠度：ymax=5q1L4/384EIx=0.0002m≤[v]=L/250=0.0296m
（工字钢挠度控制[v]=L/250）
（4）斜撑轴向应力：σ=Nmax/An=5.01N/mm2≤f=215N/mm2
（其中25a工字钢An=48.5*102mm2；Tf=15.0mm ;Tw=9.5mm均≤16mm，故钢材强度设计值取215N/mm2）
以上验算满足要求。
（二）CH0-28.32~CH0-30.82范围内布置工字钢静力计算
考虑该部位单仓浇筑混凝土重约34.2m3*2.5t/m3=85.5t，则易算出工字钢分布的均布荷载q=85.5*103*10*103/6.51KN/m=131.34KN/m，由图可知，将图中构件简化成简支梁进行受力分析验算如下：
结合实际情况，选用预埋3根32a工字钢，则相应的界面参数：Ix=11100cm4 Wx=692cm3 翼板厚Tf= 15.0mm 腹板厚Tw=9.5mm Sx= 404cm3 G=52.717kg/m；那么，由荷载设计组合单根工字钢上所受的均布荷载为qo=（q1+qg+q）/3=45.1KN/m（承重架q1=3.56KN/m；qg=G*g*10-3=0.527KN/m），其计算跨径L=2.17m。
2、内力计算
（1）最大剪力：Fmax=1/2*q0*L=48.9KN ；
（2）最大弯矩：Mmax=1/8*q0*L2=26.5KNm;
（3）均布荷载下简支梁的最大挠度：ymax=5q0L4/384EIx=0.00006m
（其中工程用结构钢弹性模量E=21×105N/mm2）
（4）构件斜撑所受轴力：Nmax=6.774/4.619*Fmax=71.7KN
3、强度及刚度验算
（1）弯曲应力：δmax=Mmax/(γx*Wx)=36.5N/mm2≤f=215N/mm2
(x轴塑性发展系数γx=1.05；Tf=15.0mm ;Tw=9.5mm均≤16mm，故钢材强度设计值取215N/mm2）
（2）最大剪应力：τmax=Fmax*Sx/(Ix*Tw)=18.7N/mm2≤f=125N/mm2
(Tf=15.0mm ；Tw=9.5mm均≤16mm，故其抗剪强度设计值取125N/mm2）
最大挠度：ymax=5q1L4/384EIx=0.00006m≤[v]=L/250=0.0296m
（工字钢挠度控制[v]=L/250）
（4）斜撑轴向应力：σ=Nmax/An=17.8N/mm2≤fv=215N/mm2
（其中25a工字钢An=48.5*102mm2；Tf=15.0mm ;Tw=9.5mm均≤16mm，故钢材强度设计值取215N/mm2）
以上验算满足要求。
参考依据：1、《钢结构设计规范》（GB-50017-2003）
2、《水利水电施工组织设计》第五卷（结构设计）
3、《五金手册》第三节 常用钢材产品P151
4、《热轧普通工字钢常用参数表》（GB-706-65）
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