李興,張俊宏,苗麗霞
(中國水利水電第四工程局有限公司,四川宜賓644612)
向家壩水電站為混凝土重力壩,其中一期工程為左岸非溢流壩段及一期導流工程;二期工程包括左岸廠壩段及航運壩段、左岸壩后廠房、右岸溢流壩段及右岸非溢流壩段。根據(jù)其運行特點,廠房壩段布置有1號電梯井作為大壩的交通通道,航運壩段布置有2號、3號電梯井作為地下廠房交通通道。依據(jù)重力壩的特點,電梯井在不同高程露出壩體,高度最大達101.62m,因此,對電梯井的穩(wěn)定及施工質(zhì)量要求很高。由于電梯井結(jié)構(gòu)復雜,且為薄壁結(jié)構(gòu),出壩體部分需采取混凝土現(xiàn)澆結(jié)構(gòu),壩體內(nèi)部樓梯踏步可采用預制結(jié)構(gòu),井體結(jié)構(gòu)采用滑升模板進行施工。電梯井出壩體部分與壩體為獨立的整體結(jié)構(gòu),兩者結(jié)構(gòu)不同,施工工藝及方法截然不同,致使施工進度難以與大壩主體協(xié)調(diào)一致,而且電梯井施工進度不直接影響電站蓄水發(fā)電。最終決定電梯井出壩體部分采取與壩體分開各自單獨施工。為協(xié)調(diào)電梯井與壩體混凝土的施工關系,并保證電梯井施工不對壩體產(chǎn)生不利影響,在分縫處采取了一定的技術處理措施,將電梯井出壩體部分采用與壩體分開、先進行壩體施工,后進行電梯井施工的方式,既保證了電梯井的施工質(zhì)量,又不影響壩體的施工。
2.1.1 壩體內(nèi)部電梯井施工
為滿足電梯的運行,在電梯井中設有樓梯間、電纜井、電梯井。根據(jù)電梯井筒式結(jié)構(gòu)的特點,依據(jù)不同結(jié)構(gòu)采用不同結(jié)構(gòu)的滑升模板。由于電梯井、電纜井內(nèi)部無結(jié)構(gòu)要求,可采用筒式滑升模板進行施工。針對樓梯間的特點,為發(fā)揮滑升模板的優(yōu)點,樓梯踏步采用預制結(jié)構(gòu),在樓梯踏步與樓梯井連接部位預留梁窩,樓梯踏步提前在預制廠預制好,待混凝土齡期達到28d強度后進行安裝。為滿足電梯井與樓梯連接強度的要求,并根據(jù)踏步的結(jié)構(gòu)特點及配筋情況,在梁窩處預埋鋼筋,安裝踏步時在梁窩底部先鋪設了一層厚2 cm、比踏步混凝土高一級配的砂漿再進行安裝。踏步安裝時,按照規(guī)范要求將梁窩預留插筋與踏步鋼筋進行連接,驗收合格后方可回填二期混凝土(圖1)。
依據(jù)電纜井的檢修功能,在電纜井中間隔一定高度設置混凝土檢修平臺。由于電纜井檢修平臺為非承重結(jié)構(gòu),在不影響其使用功能的前提下,為減少檢修平臺施工對滑升模板施工的影響,檢修平臺可采用鋼結(jié)構(gòu)。根據(jù)電纜井檢修的結(jié)構(gòu)及功能要求,設計了滿足要求的鋼平臺及預埋件,提前進行鋼平臺施工,在電梯井混凝土施工時,先在一期預埋埋件,待電梯井筒體結(jié)構(gòu)施工完成后再安裝檢修平臺,最終完成電梯井壩體內(nèi)部的施工。
2.1.2 滑升模板在電梯井施工中的應用
2.1.2.1 滑升模板設計
上壩電梯井整體提升模板的制作按澆筑層厚3.6m設計,具體制作要求按有關技術規(guī)范和圖紙規(guī)定執(zhí)行。模板面板采用5mm厚鋼板,橫肋高95mm,縱肋高95mm,橫肋及縱肋均采用5 mm厚鋼板加工。
2.1.2.2 滑升模板加工
滑升模板由三部分組成:①面板部分;②支撐部分;③提升部分。面板包括角模、定位掛板、支撐及支撐架、楔塊等;提升包括預埋栓、升高掛銷等。構(gòu)件材質(zhì)選用:升高掛銷、預埋栓及限位銷釘采用Q345鋼,其余均用Q235鋼。制作質(zhì)量控制:此模板屬粗加工類別,除升高掛銷、預埋栓等少量構(gòu)件需上車刨床外,其余均為原型材。新加工模板制作允許偏差:長和寬為2~0mm,模板對角線±3mm,模板局部不平(用2m直尺檢查)小于2mm。焊縫、孔位平整度、光潔度等按圖紙要求執(zhí)行。
2.1.2.3 滑升模板制作加工中應注意的重點
連接孔尺寸控制誤差為±1mm(或套鉆);面板上下口10cm范圍平整度±0.5mm(或基本吻合);控制焊接變形;模板需進行防腐除銹處理,接觸混凝土面的面板需除銹并刷防銹油;模板出廠前需進行試組裝,待其滿足施工要求和驗收標準方可出廠。
2.1.2.4 滑升模板安裝
模板使用前,首先在上一澆筑層倉內(nèi)安裝預埋栓,并注意控制預埋件位置及結(jié)構(gòu)尺寸,預埋件相對偏差±2mm;結(jié)構(gòu)尺寸偏差2~3mm。澆筑完成后,拔出預埋栓,提升模板,處理混凝土表面至平整,安裝角模、升高掛銷及套筒,注意檢查結(jié)構(gòu)尺寸并做好填補準備,楔塊插滿,套筒上緊;吊裝校正模板,依據(jù)測量點校正模板達到設計標準。模板刷油、刮灰補縫、頂口加蓋,立模工序完畢。
2.1.2.5 模板拆卸
拔出預埋栓,拆卸角模與大模板之間的連接件。
在模板上的固定吊點掛栓鋼絲繩,采用吊車起吊模板,注意吊車鋼絲繩夾角不得大于50°,檢查并排除影響模板提升的障礙。模板提升5cm左右,卸下底部升高掛銷,施工人員離開模板到倉面后,方可進行模板提升。在模板提升超出倉面適當高度后停下,鏟除下段灰漿,同時拆卸角模,安裝升高掛銷及預埋栓,模板安拆一個循環(huán)完成。
圖1 上壩電梯標準層結(jié)構(gòu)布置圖
2.2.1 電梯井與壩體分開施工
電梯井出壩體后以薄壁結(jié)構(gòu)與壩體連接,結(jié)構(gòu)復雜,且不受壩體混凝土的約束,不能采用滑升模板繼續(xù)施工,只能采用多卡模板及組合鋼模板進行混凝土施工,備倉時間長,施工速度慢;而壩體結(jié)構(gòu)簡單,施工速度快。為減少電梯井施工對大壩混凝土施工的影響,可將電梯井出壩體部分與壩體分開各自單獨施工,先進行壩體混凝土施工,后進行電梯井混凝土施工。由于電梯井出壩體高度較大,且其為薄壁結(jié)構(gòu),為保證電梯井的穩(wěn)定性并與壩體可靠連接,可采取以下措施進行施工。
根據(jù)電梯井與壩體的位置關系,通過有限元法對電梯井的穩(wěn)定性進行分析,針對電梯井與壩體分開的情況進行受力計算,依據(jù)計算結(jié)果,在主壩與電梯井壁連接處對應鋼筋位置的壩體中預埋φ28鋼筋,錨固長度為65d(d為鋼筋直徑,mm)、外露40d,后續(xù)與電梯井井壁中對應的鋼筋進行綁扎連接,同時,為增強電梯井與壩體的整體性,壩體混凝土施工完成后,對連接部位墻面整體進行鑿毛(圖2)。
圖2 電梯井墻體鋼筋修改圖
2.2.2 電梯井中樓梯踏步的施工
電梯井出壩體后為薄壁筒體結(jié)構(gòu),筒體外側(cè)采用多卡模板,內(nèi)側(cè)采用組合鋼模板施工。電梯井中樓梯踏步及平臺支撐量大,備倉時間長,為加快電梯井施工,將電梯井筒體與樓梯踏步分開施工,先進行結(jié)構(gòu)簡單、備倉時間短的筒體結(jié)構(gòu),后進行結(jié)構(gòu)復雜、備倉時間長的樓梯現(xiàn)澆踏步。為提高樓梯踏步的施工速度及質(zhì)量,踏步底部采用定型鋼模板及腳手架支撐,踏步頂部采用定制的鋼模板進行施工。針對結(jié)構(gòu)相同的部位,采用定型鋼模板可提高材料的利用率,材料可周轉(zhuǎn)使用,可加快施工速度,減少人員窩工。
在大型水電站工程施工,尤其是混凝土重力式高壩施工中,電梯井內(nèi)部井筒整體部位采用滑升模板,既能保證井筒施工質(zhì)量,又能減少資源投入,滿足施工進度要求。電梯井出壩體后均存在與壩體施工協(xié)調(diào)的問題,直接影響壩體混凝土施工進度。根據(jù)水電站蓄水發(fā)電的要求,壩體混凝土需施工至蓄水發(fā)電高程,故壩體混凝土施工成為制約發(fā)電的關鍵性因素。在重力式混凝土高壩中,電梯井出壩體高度較大,為保證電梯井的穩(wěn)定性并與壩體可靠連接,可采取相應的處理措施,既可保證大壩的施工進度,又不影響電梯井的施工質(zhì)量及穩(wěn)定性,可大大加快混凝土大壩的施工速度,并減少因相互之間協(xié)調(diào)產(chǎn)生的窩工,可節(jié)省大量的人力、物力,在混凝土重力壩施工中應予以推廣,且其已在向家壩水電站施工中取得了明顯的效果。