向家壩水電站右岸進(jìn)水口混凝土施工優(yōu)化

(中國(guó)水利水電第七工程局有限公司第三分局，四川 郫縣，6117300)

1 概況

向家壩水電站右岸進(jìn)水口采用岸塔式，布置在距離大壩壩頭約250m的右岸山體上游采石場(chǎng)附近，由公路連接進(jìn)水口與壩頂交通。進(jìn)水口引水渠底板高程314.5m，起始寬度148m，渠道兩側(cè)岸坡各以17°的角度將渠道擴(kuò)寬。

進(jìn)水口建筑物總長(zhǎng)160m，布置有灌溉塔、進(jìn)水塔、排沙塔和連接塔，塔寬31m(灌溉塔寬37m)。灌溉塔和進(jìn)水塔進(jìn)口順?biāo)鞣较蛞来尾贾糜袛r污柵、檢修閘門、工作閘門。攔污柵為平面直立式，由塔頂門機(jī)吊運(yùn)，采用機(jī)械清污。進(jìn)水口塔樓底板高程325.000m，建基面高程322.000m，頂部平臺(tái)高程384.000m，塔高62m。進(jìn)水口塔體通過(guò)布置在進(jìn)水塔后的交通橋，與進(jìn)水口邊坡高程384m的馬道相連。

在右岸進(jìn)水口混凝土實(shí)施過(guò)程中，經(jīng)施工方提出，監(jiān)理單位組織業(yè)主、設(shè)計(jì)等參建單位討論并聘請(qǐng)專家論證后，對(duì)右岸進(jìn)水口混凝土施工進(jìn)行了一系列優(yōu)化。

2 建筑物結(jié)構(gòu)優(yōu)化

為加快施工進(jìn)度，降低施工安全風(fēng)險(xiǎn)和工程成本，參建各方討論后對(duì)進(jìn)水塔體頂部牛腿、進(jìn)水塔體與攔污柵墩之間的連接板、清污門機(jī)軌道梁等結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化。

2.1 疊合梁、板結(jié)構(gòu)的應(yīng)用

根據(jù)原施工圖紙，進(jìn)水口攔污柵360.000m高程封柵板、攔污柵頂部384.000m高程封口板和塔頂清污門機(jī)上游軌道梁，均為現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)，距離下部結(jié)構(gòu)面高差較大(最大接近70m高)，模板支撐體系難以形成，安裝和拆除難度較大，且施工安全風(fēng)險(xiǎn)較大?；炷潦┕るA段，經(jīng)探討論證，前期澆筑進(jìn)水塔體混凝土安裝的MQ900門機(jī)具備吊裝預(yù)制構(gòu)件的條件，將上述部位的現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)調(diào)整為疊合梁、板結(jié)構(gòu)，即下部采用預(yù)制結(jié)構(gòu)，上部澆筑現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)。采用這種疊合式結(jié)構(gòu)，尤其是塔頂清污門機(jī)軌道梁的優(yōu)化(優(yōu)化前后的軌道梁詳見(jiàn)圖1)，既大大減輕了配構(gòu)件的重量，便于吊裝，同時(shí)由于有面層現(xiàn)澆鋼筋混凝土的存在，其結(jié)構(gòu)的整體性也相對(duì)較好，保證了疊合式結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定與安全，抗震性能大大提高。

圖1 優(yōu)化前后的軌道梁示意(攔污柵墩處)

2.2 塔體頂部牛腿優(yōu)化

進(jìn)水塔下游側(cè)牛腿原施工圖紙為向外懸挑6m，經(jīng)施工單位計(jì)算、設(shè)計(jì)單位重新復(fù)核，在不影響后期運(yùn)行的前提下，將懸挑6m優(yōu)化為4.5m。優(yōu)化后，鋼筋、混凝土及其模板支撐體系型鋼用量大大減少，在滿足同等設(shè)備運(yùn)行的條件下，既節(jié)約了成本，又減低了施工難度，加快了施工進(jìn)度。

3 施工方案優(yōu)化

3.1 攔污柵分期懸空操作架

進(jìn)水口攔污柵共25個(gè)柵墩，從324.000m高程布置到384.000m高程，高度60m，采用先安裝攔污柵槽再進(jìn)行攔污柵墩混凝土澆筑的方式進(jìn)行施工?；炷翝仓０宀捎枚ㄐ湍０澹褂娩摴?、方鋼和鋼筋等材料加固，混凝土采用MQ900門機(jī)、MQ600門機(jī)和混凝土泵機(jī)入倉(cāng)。為滿足柵槽、模板的安裝和加固、混凝土澆筑等工序的施工，攔污柵墩之間需要搭設(shè)鋼管腳手架作為操作平臺(tái)。如果施工腳手架按照常規(guī)方法，從324.00m高程逐層搭設(shè)至384.000m高程，將占用大量的鋼管和扣件，大大增大施工成本。通過(guò)實(shí)踐，搭設(shè)分期懸空操作架，既可以滿足施工需要，又可以節(jié)約大量材料。

分期懸空操作架的主要施工方法，是在攔污柵墩混凝土澆筑過(guò)程中，在混凝土中預(yù)埋一端連接有15cm長(zhǎng)鋼筋的直螺紋鋼筋套筒(套筒未連接鋼筋的一端與模板平齊，套筒內(nèi)填充黃油)，在攔污柵墩混凝土拆模后，將20cm長(zhǎng)的鋼筋旋入直螺紋鋼筋套筒的另一端，然后以此為支撐點(diǎn)搭設(shè)施工排架。具體搭設(shè)方法參見(jiàn)圖2。

圖2 攔污柵分期懸空操作架搭設(shè)示意

該分期懸空操作架，可以隨著主體結(jié)構(gòu)混凝土上升而逐步拆除下部排架，逐層搭設(shè)逐層拆除。在攔污柵墩澆筑過(guò)程中，隨著高度的上升，每隔8m(360.000m高程以上為9m)，在攔污柵墩混凝土中埋設(shè)一組直螺紋鋼筋套筒，拆除模板后旋入鋼筋作為支撐點(diǎn)搭設(shè)操作架。上部操作架搭設(shè)完成并將下部混凝土缺陷修補(bǔ)完成后，即可拆除下部的操作架。

3.2 塔頂牛腿模板支撐體系施工

根據(jù)施工圖紙，塔體頂部布置有多個(gè)牛腿，以滿足塔頂交通運(yùn)輸?shù)纫?。為達(dá)到快速施工的要求，在塔體澆筑過(guò)程中在塔體迎水面距離牛腿底部1.5m～2.0m位置，預(yù)埋一排定位錐(間距跟懸臂模板上定位錐孔間距尺寸一致)；在塔體混凝土內(nèi)距離迎水面50cm處，預(yù)埋一排蛇形柱(間距1.5m，)；同時(shí)在塔體混凝土收倉(cāng)面上距離蛇形柱1.5m和3m處，各預(yù)埋一排插筋。待塔體混凝土達(dá)到一定強(qiáng)度后，將懸臂模板下三腳架安裝牢固，然后以下三腳架為支撐平臺(tái)，使用φ48mm鋼管搭設(shè)操作排架，形成牛腿模板支撐體系。待模板、鋼筋安裝完成后，使用φ16mm拉筋將蛇形柱與插筋和模板固定牢固(如圖3所示)。

圖3 牛腿模板支撐體系

3.3 交通橋橋面梁支撐體系

由于交通橋排架基礎(chǔ)為324.000m～370.000m斜面，滿堂支撐排架搭設(shè)安全隱患非常突出。為減少安全隱患，采用在交通橋底部高程360.000m馬道上布置兩榀φ273mm鋼管制作的桁架(該批桁架為廢棄材料)立柱，頂端水平放置兩榀φ273mm鋼管制作的桁架以形成支撐平臺(tái)，水平桁架上放置焊有短鋼筋頭的Ⅰ25mm工字鋼，然后搭設(shè)鋼管腳手架作為混凝土模板支撐體系(如圖4所示)。

3.4 塔體增設(shè)豎向施工縫

為使塔體混凝土與攔污柵混凝土脫開澆筑，盡早使塔體澆筑到頂，具備通車條件，為進(jìn)水塔頂門機(jī)等金屬結(jié)構(gòu)安裝爭(zhēng)取時(shí)間，在進(jìn)水塔前緣增加豎向施工縫，并布置并縫插筋和縫面鋼筋(如圖5所示)。

圖4 橋面梁支撐體系示意

圖5 塔體豎向施工縫示意

4 結(jié)語(yǔ)

向家壩水電站右岸進(jìn)水口混凝土施工，通過(guò)對(duì)上述結(jié)構(gòu)和施工方案的優(yōu)化，解決了工程施工進(jìn)度要求，降低了施工難度和安全風(fēng)險(xiǎn)，節(jié)約了施工成本，為同類工程積累了經(jīng)驗(yàn)。

〔1〕陳宏發(fā).水電水利工程地下工程施工組織設(shè)計(jì)導(dǎo)則[M].北京：中國(guó)電力出版社，2005.

〔2〕水利水電工程施工組織設(shè)計(jì)手冊(cè)——施工技術(shù)[M].北京：水利電力出版社，2000.