向君

(中國(guó)水利水電第五工程局有限公司，四川成都610066)

1 工程概述

松山河口水電站位于云南省保山市騰沖縣猴橋鎮(zhèn)境內(nèi)，是檳榔江中上游河段規(guī)劃四個(gè)梯級(jí)中的第四級(jí)水電站，壩址距騰沖縣約98km。

松山河口水電站系引水式開(kāi)發(fā)，為Ⅲ等中型工程，主要建筑物為3級(jí)建筑物，次要建筑物為4級(jí)建筑物，臨時(shí)型建筑物為5級(jí)建筑物。電站開(kāi)發(fā)任務(wù)主要是發(fā)電。水庫(kù)總庫(kù)容62.29萬(wàn)m3，調(diào)節(jié)庫(kù)容26.96萬(wàn)m3，具有日調(diào)節(jié)能力，正常蓄水位高程1243m，死水位高程1237.5m，裝機(jī)容量168MW。

電站包括主副廠房、安裝間、尾水渠等建筑物的尺寸為76.39m×28.82m×41.055m(長(zhǎng)×寬×高)，主廠房長(zhǎng)50.35m，寬14.6m，高程1042.5～1080.7m，共3層，水輪機(jī)層高程為1054.46m，中間層高程為1057.39m，發(fā)電機(jī)層高程為1062.11 m。副廠房布置于主廠房下游墻及尾水閘墩之間，長(zhǎng)50.35m，寬11.4m，高程1042.5～1084.57m，共5層。設(shè)計(jì)混凝土總量為40940m3，鋼筋制安3100t，混凝土等級(jí)分別為C15、C20、C25、C30等。

2 原混凝土澆筑方案

2.1 機(jī)械投入及布置

機(jī)械布置情況為:在廠房開(kāi)挖完成、具備混凝土澆筑條件前，先在廠房上游右側(cè)合適部位安裝一臺(tái)C7022型附著式塔機(jī)(1號(hào)塔機(jī))，并在廠房四周具備布置溜槽條件的邊坡處布置溜槽，輔助塔機(jī)進(jìn)行廠房底板混凝土的澆筑施工，同時(shí)，在尾水渠消力池下游側(cè)布置溜槽進(jìn)行消力池的混凝土施工。待消力池澆筑完成后，在消力池下游側(cè)底板上安裝一臺(tái)C6024行走式塔機(jī)(2號(hào)塔機(jī))。至此，1號(hào)、2號(hào)塔機(jī)全力進(jìn)行廠房高程1062.11m以下大體積混凝土的施工。

2.2 混凝土澆筑分層、分塊及順序

混凝土澆筑順序?yàn)橹鞲睆S房、尾水閘墩及安裝間整體上升澆筑，分層高度根據(jù)各層樓板控制。

肘管段和擴(kuò)散段底板澆筑層厚為1.5～2m，并盡力做到短間歇連續(xù)上升。

由于廠房主機(jī)間高程1050.76m以下大體積混凝土施工倉(cāng)位面積大，為降低混凝土入倉(cāng)強(qiáng)度，保證混凝土的施工質(zhì)量，采用薄層施工，混凝土的施工層厚大部分為1.5m，局部層厚為2m，且最大層厚不得大于2m。

3 問(wèn)題的提出

(1)該工程的混凝土設(shè)計(jì)方量為40940m3，安裝兩臺(tái)塔機(jī)，扣除租賃費(fèi)用后，投入成本比例相對(duì)較大。

(2)為協(xié)調(diào)金屬結(jié)構(gòu)和機(jī)電設(shè)備的安裝，廠房混凝土施工時(shí)段相對(duì)較長(zhǎng)，混凝土施工強(qiáng)度的不均衡性大。如果兩臺(tái)塔機(jī)同時(shí)上下交叉作業(yè)，安全風(fēng)險(xiǎn)較大。

(3)根據(jù)控制性工期，廠房高程1062.11m以下大體積混凝土需在三個(gè)月內(nèi)完成，工程量大，工期緊。因尾水消力池中布置有隔墻，不宜布置門機(jī)或塔機(jī)等行走型大型設(shè)備。如果在消力池下游側(cè)高程1054.81m底板上布置塔機(jī)，則需等消力池施工完成后才具備設(shè)備安裝條件，從而導(dǎo)致混凝土施工工期更加緊張，而且其使用的有效時(shí)間僅為3個(gè)月。

(4)考慮到發(fā)電目標(biāo)的形象進(jìn)度要求，1號(hào)、2號(hào)、3號(hào)機(jī)主副廠房及尾水等部位的混凝土澆筑需整體上升，各層樓板澆筑間歇期為15～20d，正常待強(qiáng)期為14～21d。由于土建各層上升速度的需要，造成混凝土梁、板沒(méi)有正常的待強(qiáng)期。根據(jù)混凝土施工強(qiáng)度的需要，該層梁板混凝土澆筑完成后，上層梁板支撐架的搭設(shè)工作就要進(jìn)行，但此時(shí)下層支撐體系還不能拆除周轉(zhuǎn)，從而造成支撐架周轉(zhuǎn)使用率大大降低。

4 施工方案優(yōu)化

4.1 機(jī)械投入及布置優(yōu)化

根據(jù)進(jìn)度計(jì)劃，入倉(cāng)強(qiáng)度以及實(shí)際的地形條件，廠房混凝土澆筑主要采用1臺(tái)QTZ5013D塔機(jī)、HBT60泵、溜槽若干。其發(fā)電層高程1062.11 m以下混凝土均采用溜槽入倉(cāng)，高程1062.11m以上采用塔機(jī)配合泵送進(jìn)行混凝土入倉(cāng)。將塔機(jī)布置在主廠房上游邊墻處高程1049.2m岔支管平臺(tái)上。將塔機(jī)安裝在此處，作業(yè)半徑能覆蓋除尾水渠以外的所有作業(yè)場(chǎng)面。優(yōu)化后的廠房混凝土施工方案中的機(jī)械布置情況見(jiàn)圖1。

圖1 優(yōu)化后的廠房混凝土施工方案機(jī)械布置立面圖

將溜槽卸料點(diǎn)分別設(shè)在圍堰頂高程1067m公路、高程1073m對(duì)外公路上及安裝間高程1062.11m層，圍堰高程1067m公路卸料點(diǎn)負(fù)責(zé)下游副廠房及尾水渠高程1062.51m以下部分，高程1073m對(duì)外公路卸料點(diǎn)負(fù)責(zé)2號(hào)、1號(hào)主機(jī)間及集水井部分，安裝間高程1062.11m層卸料點(diǎn)主要負(fù)責(zé)3號(hào)主機(jī)間部分。對(duì)于主廠房高程1062.11m以上的柱、梁等小體積混凝土采用塔機(jī)進(jìn)行澆筑，副廠房高程1062.51m以上的混凝土主要采用HBT60泵進(jìn)行澆筑，個(gè)別部位采用塔機(jī)澆筑。其混凝土模板、鋼筋等材料采用5t載重汽車運(yùn)輸至施工現(xiàn)場(chǎng)，用塔機(jī)進(jìn)行吊裝。設(shè)備投入均能滿足施工強(qiáng)度及要求。

4.2 混凝土澆筑分層、分塊及順序優(yōu)化

為加快施工進(jìn)度，避開(kāi)與機(jī)電設(shè)備安裝的干擾，將安裝間單獨(dú)澆筑，在廠房底板澆筑到機(jī)組安裝高程1049.2m后，采用墻體單獨(dú)上升。各層樓板采取預(yù)留基坑的施工方法(以蝸殼基坑最大尺寸控制)，施工縫預(yù)留在板或暗梁彎矩、剪力變化較小處(托梁外，含副廠房)，厚板斜截面施工縫預(yù)埋兩排插筋(φ22，L=2m，間距1m)，插筋錯(cuò)開(kāi)布置。

為了確保機(jī)電安裝的橋機(jī)能夠按時(shí)吊裝使用，先進(jìn)行主廠房上下游邊墻施工，從而保證了吊車梁及時(shí)完工，進(jìn)而確保了機(jī)電設(shè)備安裝的進(jìn)度。在上下游邊墻施工的同時(shí)，對(duì)主廠房3號(hào)機(jī)組水輪機(jī)層、中間層、發(fā)電機(jī)層板的混凝土澆筑，在2009年10月2日將3號(hào)機(jī)澆筑至發(fā)電機(jī)層，為安裝3號(hào)機(jī)組爭(zhēng)取了約6個(gè)月時(shí)間。主廠房上下游邊墻及排架柱澆筑到頂以后，拆除其腳手架，將腳手架周轉(zhuǎn)到2號(hào)、1號(hào)機(jī)組水輪機(jī)層、中間層、發(fā)電機(jī)層板的混凝土澆筑?？紤]到廠房結(jié)構(gòu)的整體性，將主廠房左、右側(cè)、上、下游邊墻整體澆筑，墻體分層厚度為2～3m，排架柱分層厚度為2.5～3.5m。下游副廠房及尾水閘墩也對(duì)3號(hào)機(jī)組實(shí)施單獨(dú)澆筑，在下游副廠房3號(hào)機(jī)組板澆筑完一層后，待混凝土達(dá)到強(qiáng)度后拆除腳手架及模板，再進(jìn)行2號(hào)、1號(hào)機(jī)組板的澆筑，依次循環(huán)澆筑，從而可以使腳手架及模板得到合理的多次周轉(zhuǎn)。分層高度根據(jù)各層板的高度確定。

5 施工方法

5.1 模板

松山河口水電站廠房工程結(jié)構(gòu)復(fù)雜，埋件、孔洞多，尾水管、風(fēng)罩等曲面結(jié)構(gòu)較多，對(duì)混凝土的外觀質(zhì)量要求亦高。根據(jù)廠房結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，將該工程中的模板按照使用部位進(jìn)行分類，具體規(guī)劃如下:

根據(jù)混凝土分層要求，對(duì)于尾水閘墩兩側(cè)的墻面、擋水墻面及廠房、安裝間內(nèi)面積較大的直立平面使用3m×2m的大模板，有效澆筑高度為1.5m，大平面直立模板用型鋼作為橫豎圍檁形成骨架，用3mm厚鋼板或拼裝的普通組合鋼模板(150cm×30cm×5cm)作面板;牛腿部位采用P3015、P1015組合模板或定型模板;樓板采用φ50鋼管搭設(shè)承重支撐架配0.9m×1.8m的木模板;梁、柱采用組合模板。

尾水閘墩墩頭部位采用定型圓弧模板，該模板采用6mm厚的鋼板作圍檁，3mm厚的鋼板作面板。尾水管擴(kuò)散段采用定制的異型鋼木模板，模板內(nèi)側(cè)貼一層保麗板以保證混凝土面的光潔度。模板架立通過(guò)測(cè)量放線確定。模板的拉筋必須拉緊、焊牢，接縫應(yīng)平整、嚴(yán)密，下端不錯(cuò)臺(tái)、不漏漿?；炷翝仓^(guò)程中，必須由專人負(fù)責(zé)看護(hù)，發(fā)現(xiàn)跑模、漏漿應(yīng)及時(shí)處理。

5.2 混凝土澆筑

(1)混凝土運(yùn)輸及入倉(cāng)方式。

各部位混凝土均用6m3混凝土攪拌運(yùn)輸車完成其水平運(yùn)輸，垂直運(yùn)輸采用塔機(jī)、溜槽等。溜槽卸料點(diǎn)分別設(shè)在高程1067m圍堰頂和高程1073m對(duì)外公路上，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況進(jìn)行布置。高程1049.2m以下部分采用溜槽進(jìn)行澆筑;高程1049.2～1062.11m部分采用溜槽和塔機(jī)配合進(jìn)行澆筑;高程1062.11m以上的柱、梁、板等采用HBT泵及塔機(jī)進(jìn)行澆筑。

(2)鋪料方式。

在底部較大面積倉(cāng)位施工時(shí)，混凝土采用臺(tái)階法鋪料，每層鋪料厚度為50cm;較小體積的倉(cāng)位施工時(shí)采用平鋪法鋪料，每層鋪料厚度為30～50cm。接縫砂漿在老混凝土面上邊攤鋪、邊澆筑混凝土。嚴(yán)禁滾倉(cāng)澆筑。

(3)混凝土平倉(cāng)及振搗措施。

該工程混凝土主要采用振搗器配合人工持鐵鍬平倉(cāng)，振搗器平倉(cāng)與振搗時(shí)間相比，大致為1∶3，但不能代替振搗。在靠近模板和鋼筋較密的地方用人工平倉(cāng)，使骨料分布均勻;止水部位應(yīng)由人工送料填滿;各種預(yù)埋儀器周圍用人工平倉(cāng)，防止其移位和破壞。

混凝土振搗采用電動(dòng)高頻插入式φ80型振搗器，混凝土入倉(cāng)后按梅花型插入進(jìn)行振搗。對(duì)于模板周圍、金結(jié)、埋件、止水等附近部位和上部小體積的板、梁、柱結(jié)構(gòu)則采用φ50電動(dòng)軟軸插入式振搗器振搗。大體積底板和頂部收面混凝土施工時(shí)，先采用φ80型電動(dòng)高頻插入式振搗器振搗，待其上部預(yù)留20～30cm厚時(shí)，采用平板振搗器振搗，以保證倉(cāng)面的平整度。混凝土澆筑時(shí)應(yīng)選用有經(jīng)驗(yàn)的工人按規(guī)范操作，防止過(guò)振和漏振，嚴(yán)禁在倉(cāng)內(nèi)加水，以免影響混凝土的質(zhì)量。

6 經(jīng)濟(jì)效益比較

(1)與原方案設(shè)備相比，減少了一個(gè)C6024行走式塔機(jī)。按此類設(shè)備租賃每月一般為35000元，租賃5個(gè)月:35000×5=175000(元)，再加上5個(gè)月兩個(gè)工作人員的工資為:2500×5×2=25000(元)，合計(jì)節(jié)約:175000+25000=200000(元)。

(2)分倉(cāng)得到優(yōu)化后，減少了與機(jī)電安裝的干擾，施工進(jìn)度得到了保證，施工材料得到了多次周轉(zhuǎn)。原施工方案混凝土澆筑整體上升需要模板約4600m2、腳手架340t;優(yōu)化后的方案中混凝土澆筑需要模板3400m2、腳手架260t。按市場(chǎng)租賃費(fèi)用算，租賃5個(gè)月，模板每天需0.26元/m2，(4600－3400)×0.26×153=47736(元)，腳手架每米需0.015元/d，(340－260)×1000÷3.84×0.015×153=47812.5(元)，合計(jì)節(jié)約:47736+47812.5=95548.5(元)。

7 結(jié)語(yǔ)

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際地形條件，采用合理的機(jī)械投入、布置及分倉(cāng)，不僅保證了施工進(jìn)度和質(zhì)量，而且降低了施工成本。