白蓮河抽水蓄能電站地下廠房巖錨梁混凝土施工

陳 彬，安 萍

（中國(guó)葛洲壩集團(tuán)第一工程有限公司，湖北 宜昌 443002）

1 工程概況

白蓮河抽水蓄能電站位于湖北省黃岡市羅田縣白蓮河鄉(xiāng)境內(nèi)，工程規(guī)模為大 (1)型。地下主廠房是該工程最大的地下洞室，縱軸線為東西向，進(jìn)廠交通洞在西端從下游水平正交進(jìn)廠。主廠房開挖尺寸為 146.40 m×21.85 m×50.883 m(長(zhǎng)×寬×高)，分 8層開挖，巖錨梁位于第二層的側(cè)墻67.53～64.63 m高程巖壁上，全長(zhǎng)2×146.4 m；成型后的巖錨梁頂寬1.9 m，內(nèi)側(cè)設(shè)有排水溝，梁上設(shè)有200 t永久雙梁橋式起重機(jī)。在廠房第一層開挖過程中，在（廠）0+90～（廠）0+115段遭遇由頂至底斜切廠房的非預(yù)期特大斷層 (F8斷層)，經(jīng)參建各方磋商確定了F8斷層處理意見，設(shè)計(jì)單位也變更了招標(biāo)時(shí)的巖錨梁設(shè)計(jì)，在巖錨梁底部增加了延伸至水輪機(jī)層的附壁柱，并在F8斷層帶沿?cái)鄬幼呦蛟黾恿?9 cm厚的C25鋼筋混凝土附壁板，附壁板底部高程59.0 m；巖錨混凝土連續(xù)梁標(biāo)準(zhǔn)段長(zhǎng)16 m，分段跳倉(cāng)澆筑，段間設(shè)垂直鍵槽。白蓮河巖錨梁結(jié)構(gòu)參見圖1。

2 施工特性

圖1 主廠房巖錨梁結(jié)構(gòu)示意（單位：高程m，尺寸mm）

白蓮河地下主廠房巖錨梁混凝土工程主要包括承重排架、鋼筋混凝土巖錨梁、鋼筋混凝土附壁柱、鋼筋混凝土附壁板、預(yù)埋件、排水系統(tǒng)等項(xiàng)目的施工。

附壁板及58.8 m高程以上的附壁柱必須與巖錨梁整體澆筑，因此巖錨梁只能在第三層開挖支護(hù)后進(jìn)行混凝土施工，需從56.0 m高程搭設(shè)承重施工排架至巖錨梁部位作為模板支撐體系，受工序制約，承重排架只能與附壁柱及附壁板的鋼筋、模板交叉作業(yè)、同時(shí)上升，排架搭設(shè)工程量及施工難度均較大，施工干擾大。

為減小F8斷層對(duì)總工期的影響，建設(shè)單位要求整個(gè)巖錨梁混凝土澆筑時(shí)間控制在70 d，為此，將巖錨梁混凝土劃分為兩個(gè)施工段，第一段為已完成第三層開挖支護(hù)、并預(yù)留了F8斷層處理空間，即(廠)0+0～(廠)0+75段，該段巖錨梁混凝土施工需與第二段的F8斷層處理并行，存在交叉干擾極大、施工現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)面不易布置、協(xié)調(diào)量較大等難點(diǎn)。

巖錨梁混凝土量1 900 m3，鋼筋制安230 t，工程量并不很大，但由于巖錨梁部位狹小、鋼筋密集、倉(cāng)位多，施工項(xiàng)目較多，又存在與斷層處理的交叉施工，加之地下廠房施工場(chǎng)面狹小，施工的流水節(jié)拍非常緊、難度非常大，必須精心組織、統(tǒng)籌規(guī)劃、合理安排，提前做好相關(guān)準(zhǔn)備工作。

3 混凝土施工

3.1 確定配合比

白蓮河地下廠房巖錨梁采用C25F100低熱微膨脹混凝土，要求28 d極限拉伸值≥1.0×10－4、90 d自生體積變形達(dá)到 (80～100)×10－6。在研究設(shè)計(jì)要求后認(rèn)為：①混凝土的自生體積變形是由膠凝材料的水化作用引起的，當(dāng)混凝土的強(qiáng)度等級(jí)、水泥品種與標(biāo)號(hào)確定后，單位體積混凝土中的膠凝材料用量即可基本確定，其自生體積變形可以不考慮；②當(dāng)混凝土的等級(jí)、膠凝材料等一定的情況下，混凝土的極限拉伸值也基本確定，但C25混凝土28 d極限拉伸值一般很難達(dá)到大于1.0×10－4，且低熱混凝土的早期強(qiáng)度一般偏低，其極限拉伸值也偏低，因而，28 d達(dá)到大于100×10－6這一指標(biāo)偏高，合理的范圍是大于 80×10－6。

經(jīng)與設(shè)計(jì)單位交流，最終采用中熱水泥摻加一定量的粉煤灰以實(shí)現(xiàn)低熱要求，通過摻加膨脹劑以實(shí)現(xiàn)對(duì)混凝土的收縮補(bǔ)償作用，同時(shí)摻加一定量的聚丙烯纖維以減少早期混凝土的微細(xì)裂紋，并委托第三方進(jìn)行了配合比試驗(yàn)，確定了適用于白蓮河廠房巖錨梁的混凝土配合比。

3.2 施工時(shí)段

由于巖錨梁混凝土必須與F8斷層處理同時(shí)施工，但考慮到巖錨梁混凝土不宜在施工及養(yǎng)護(hù)期間產(chǎn)生質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)，因此巖錨梁混凝土第一段必須在F8斷層處理段的二三層開挖爆破結(jié)束后才可施工，在平面上形成東端F8斷層支護(hù)處理與西端混凝土施工平行作業(yè)的場(chǎng)面，同時(shí)在巖錨梁混凝土施工及養(yǎng)護(hù)期間，停止周邊爆破施工。

3.3 分段及施工順序

白蓮河地下廠房巖錨梁混凝土共20倉(cāng)，混凝土施工總體上按先上游再下游、自西向東的順序，采取上下游、東西端分別跳倉(cāng)澆筑的方式。

3.4 模板及鋼筋施工

巖錨梁底部采用φ48 mm×3.5 mm扣件式鋼管承重排架支撐，并在倉(cāng)位外部設(shè)1.5 m寬工作平臺(tái)作為施工通道及材料流轉(zhuǎn)場(chǎng)地（材料堆放控制在10 t以內(nèi)，并避免集中堆放）。承重排架上部搭設(shè)木三角桁架，鋪設(shè)木枋及巖錨梁底模。

巖錨梁外露面統(tǒng)一采用P6015鋼模板，下拐點(diǎn)角模按設(shè)計(jì)角度在工廠進(jìn)行定型制作，封頭及鍵槽模板則用3 cm厚木板。為了使拉條不穿過巖錨梁立面，立面模板豎向圍檁采用 ［10a雙槽鋼，在模板上下兩端外各設(shè)1根φ22鋼筋制作的拉條，并與預(yù)先設(shè)置在巖壁上的拉條插筋連接，橫圍檁采用腳手架鋼管通過φ18鋼筋制作的鉤頭螺栓與模板扣接。封頭模板的圍檁采用腳手架鋼管通過φ12拉條內(nèi)拉固定。附壁柱、附壁板的模板采用P3015、P1015鋼模板及3 cm厚木板拼裝而成；附壁柱在距底部3 m處留一65 cm×45 cm的孔口作為進(jìn)料口。所有鋼模板拼縫處夾2～3 mm厚的塑料泡沫并粘膠帶止?jié){。

巖錨梁鋼筋現(xiàn)場(chǎng)采用16 t汽車吊吊至安裝部位外的工作平臺(tái)上，附壁柱、附壁板的鋼筋、模板在排架搭設(shè)前預(yù)先堆放在安裝部位，穿插在排架搭設(shè)過程中安裝。鋼筋安裝工程量雖不大，但因工藝較復(fù)雜、操作空間有限，導(dǎo)致工效極低，接頭焊接時(shí)間長(zhǎng)，為了在經(jīng)濟(jì)的條件下縮短其施工時(shí)間，對(duì)φ16以下的鋼筋采用綁扎搭接，對(duì)φ16～φ20的鋼筋全部采用焊接，對(duì)φ22及以上的鋼筋則全部采用直螺紋套筒進(jìn)行套接。

3.5 澆筑及養(yǎng)護(hù)

混凝土澆筑時(shí)，先澆附壁柱（板），由于其高度較大接近6.0 m，對(duì)每倉(cāng)的附壁柱組織分層流水作業(yè)，澆筑速度根據(jù)混凝土初凝時(shí)間、每倉(cāng)的附壁柱數(shù)量按上升高度不超過1.0 m/h控制，使各柱均勻上升至巖錨梁底部，其后沿梁長(zhǎng)度方向，從一端向另一端采用平倉(cāng)法分層澆筑，分層厚度30 cm。振搗使用φ50～φ75軟軸振搗器，邊墻模板處采用二次復(fù)振?；炷亮显诎韬拖到y(tǒng)集中拌制，采用2臺(tái)6 m3混凝土攪拌車、1臺(tái)HBT60混凝土輸送泵入倉(cāng)。

澆筑收倉(cāng)后，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境溫度、濕度和混凝土表面硬化情況及時(shí)進(jìn)行灑水養(yǎng)護(hù)，經(jīng)常保持表面濕潤(rùn)。模板拆除后及時(shí)用土工布覆蓋表面，并澆水保溫、保濕，增強(qiáng)養(yǎng)護(hù)功效。巖錨梁模板在混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的75%以上后拆除。底模拆除時(shí)，即鋪設(shè)竹跳板對(duì)巖錨梁外露表面進(jìn)行防護(hù)，以防第四層開挖爆破飛石損壞巖錨梁外觀。

3.6 施工組織

由于工期緊、任務(wù)重、施工難度又極大，為保質(zhì)保量完成任務(wù)，按平行流水作業(yè)組織生產(chǎn)。巖錨梁共計(jì)20個(gè)倉(cāng)位，流水節(jié)拍按3天設(shè)置。分析各個(gè)工序的工效認(rèn)為：高排架搭設(shè)是影響進(jìn)度的關(guān)鍵工序，模板及鋼筋安裝工程量雖不大，但因操作空間有限、工效極低，對(duì)工序流水節(jié)拍也有較大影響。為此，巖錨梁混凝土施工時(shí)，按每天三班安排作業(yè)，排架搭設(shè)超前混凝土施工提供部位，并按模板設(shè)計(jì)的安裝要求，施工模板拉條插筋。

因工期緊張，為保證倉(cāng)位施工的連續(xù)性，綜合考慮經(jīng)濟(jì)效益，承重鋼管排架、模板等材料按50%考慮周轉(zhuǎn)使用，所有材料分兩次限期進(jìn)場(chǎng)。

3.7 工程質(zhì)量

白蓮河地下主廠房巖錨梁混凝土施工后，未發(fā)現(xiàn)深層及貫穿性裂縫，無模板棱角、錯(cuò)臺(tái)及蜂窩麻面等現(xiàn)象發(fā)生，外觀質(zhì)量極好，2006年被湖北白蓮河抽水蓄能有限公司評(píng)為樣板工程。目前，該巖錨梁投入使用已過2年，監(jiān)測(cè)資料反映，受拉、受壓錨桿最大應(yīng)力分別為245.60、101.65 MPa，測(cè)縫計(jì)最大開度為2.85 mm，錨桿應(yīng)力及巖錨梁變形均比較穩(wěn)定；從使用情況來看，尚未發(fā)現(xiàn)任何問題。

4 結(jié) 語

白蓮河地下主廠房巖錨梁，在增加附壁柱、附壁板及搭設(shè)高排架的情況下，歷時(shí)72 d，優(yōu)質(zhì)、高效地完成了混凝土施工任務(wù)，達(dá)到了行業(yè)先進(jìn)水平。但通過實(shí)踐發(fā)現(xiàn)有些地方可以進(jìn)一步改進(jìn)，如巖錨梁底部設(shè)置木桁架，既消耗材料，又不便于制作及現(xiàn)場(chǎng)安裝，若改為型鋼，則較為經(jīng)濟(jì)，且可方便現(xiàn)場(chǎng)施工、加快施工進(jìn)度。其施工經(jīng)驗(yàn)可供其他工程參考。

［1］李洪濤.大型地下廠房施工程序及開挖方法研究［D］.武漢：武漢大學(xué)，2004.

［2］杜廣恩.索風(fēng)營(yíng)水電站地下廠房巖錨吊車梁鏡面混凝土施工［J］.貴州水力發(fā)電，2004（3）:54-57.

［3］DL/T 5144－2001 水工混凝土施工規(guī)范［S］.

［4］DL/T 5110－2000 水電水利工程模板施工規(guī)范［S］.