劉玉奇,李貴祥,夏環(huán)元,劉明海
(中國水利水電第六工程局有限公司,遼寧 丹東 118002)
蒲石河抽水蓄能電站岔管段為 “卜”形結(jié)構(gòu),分岔角60°,采用鋼筋混凝土襯砌,襯砌厚度80 cm。引水岔管主管襯砌成型后直徑為8.1 m,尾水岔管主管襯砌成型后直徑為11.5 m。
岔管段大部分為空間異型曲面結(jié)構(gòu),襯砌模板及鋼筋形式復(fù)雜。若采用整體臺車,以木排架或鋼排架為支撐,配套采用木模板或鋼模板,材料成本耗費較大,且不能滿足施工工期要求。為此,蒲石河工程對岔管段混凝土襯砌施工方案進行了優(yōu)化,取消了模板排架,采用3015和1015鋼模板,異形部位采用木模板,支撐形式采用外拉內(nèi)撐,整體受力結(jié)構(gòu)以拉條拉力為主,腳手架管支撐輔助??紤]施工方案的合理性和拆模后混凝土成型效果,經(jīng)過受力分析和計算,橫向圍囹 (圓弧)采用25螺紋鋼筋,間距50 cm;除倒圓角部位外縱向圍囹均采用φ48 mm腳手架管,間排距為100 cm×100 cm;采用φ12 mm拉條配 “3”型扣件固定,拉條間排距50 cm×80 cm。鋼筋圍囹支撐示意見圖1。
施工工序為:腳手架搭設(shè)→架力筋安裝→外層筋安裝→內(nèi)層筋安裝→環(huán)向圍囹安裝→模板安裝→縱向圍囹安裝→腳手架加固。
2.2.1 腳手架搭設(shè)
腳手架間排距100 cm×100 cm,采用直角扣件和轉(zhuǎn)角扣件連接。底板部位腳手架布置在架力筋上,管口底部焊接橫托,確??v向受力穩(wěn)定。為保證腳手架管的整體穩(wěn)定性,每個橫斷面設(shè)置剪刀撐。
2.2.2 鋼筋施工
岔管段結(jié)構(gòu)復(fù)雜,鋼筋布置密集、種類多,倒圓角部位鋼筋層數(shù)達6層,鋼筋規(guī)格多數(shù)為φ25 mm@10 cm。鋼筋制作加工時,嚴格按照下料表及設(shè)計圖紙要求進行放樣,試樣驗收合格后再成批制作,加工好的鋼筋掛牌堆放整齊。鋼筋綁扎時,測量人員在現(xiàn)場做好控制點,技術(shù)人員根據(jù)控制點在錨桿上焊接架力筋。鋼筋安裝按照 “先外后內(nèi),先彎后直,層次清晰,相互配合”的原則進行。
2.2.3 模板施工
根據(jù)以往施工經(jīng)驗及岔管結(jié)構(gòu)特點,標準段模板采用普通鋼模板,頂拱和異形斷面采用木模板。
為保證結(jié)構(gòu)體形和混凝土澆筑表面質(zhì)量,底板采用普通鋼模板,為方便底板振搗,使底板混凝土中氣泡充分排出,沿底板中心線預(yù)留30 cm×50 cm長方形窗口,間距為150 cm。
橢圓段采用定型木模板,分塊組合,背楞用3 cm厚木板放樣加工制作,面板用2 cm厚木板拼裝,圍囹采用2根φ25鋼筋,φ12 mm拉條固定,沿模板面安裝墊塊。
兩側(cè)模板采用普通鋼模板,采用卡扣連接方式,為確保模板拆除后不出現(xiàn)錯臺現(xiàn)象,模板與模板之間貼一層粘結(jié)性壓板條。
頂拱模板采用2 cm厚木模板,背楞采用3 cm厚木板,采用12號鉛絲綁扎2根φ48 mm腳手架管作為縱向圍囹,φ12 mm拉條配置 “3”型扣件固定,拉條間排距50 cm×80 cm。
2.2.4 混凝土施工
岔管段襯砌混凝土為二級配C25W8混凝土。結(jié)合現(xiàn)場場地情況,采用2臺HBT-60A型混凝土泵泵送入倉,φ50 mm振搗棒振搗。底板混凝土澆筑采用臺階分層下料,下料厚度控制在50 cm以內(nèi),由上游澆筑至下游。先澆至底板高程,然后按養(yǎng)護供料方式下料,待底板混凝土趨于穩(wěn)定狀態(tài)后,再根據(jù)供料情況從邊墻下料至高出底板40 cm。
岔管段混凝土不設(shè)水平施工縫,邊頂拱澆筑采用通倉澆筑,每個混凝土泵負責澆筑一面,以滿足混凝土入倉強度。為減小頂拱部位脫空范圍,頂拱部位布置沖天管,混凝土澆筑由中間向上、下游方向進行。頂拱混凝土料的坍落度應(yīng)控制在15 cm左右。
混凝土澆筑過程中控制的要點有:①結(jié)合岔管段混凝土初凝時間 (初凝時間約為6 h),澆筑底板部位最低高程時混凝土需養(yǎng)護入倉,以減小混凝土的浮托力,保證底板穩(wěn)定。②設(shè)置2臺混凝土泵,兩側(cè)入倉均勻下料,防止單側(cè)受力集中,保證支撐結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。頂拱入倉采用先中間后向上、下游的澆筑順序,防止中間出現(xiàn)凈空現(xiàn)象,確?;炷翝仓軐崱"墼O(shè)專職質(zhì)檢員全程旁站,關(guān)鍵控制底板混凝土澆筑速度、下料位置及振搗情況。
2.2.5 模板拆除
對于不承重的底模和側(cè)面模板,在能保證混凝土表面及棱角不因拆模而損壞時即可拆除。對于承重的頂模板,應(yīng)在混凝土達到設(shè)計強度的70%后,方可進行模板拆除。模板拆除后需灑水養(yǎng)護28 d。
蒲石河水電站岔管段襯砌模板及支撐形式簡單、穩(wěn)定、可靠。模板拆除后,經(jīng)檢查,混凝土襯砌體形滿足設(shè)計和規(guī)范要求,表面過度光滑平順,特別是倒圓角部位成型效果良好。
蒲石河抽水蓄能站岔管段襯砌通過優(yōu)化取消了模板排架,不僅節(jié)省了排架制作、運輸、組裝和拆除時間,也節(jié)省了大量的材料費用和人工費用,使施工資源配置更加合理;圍囹采用mm螺紋鋼筋,模板拆除后,對鋼筋簡單處理后,可應(yīng)用于工程其他混凝土襯砌中,可降低工程成本。
岔管段鋼筋和模板形式多變,施工工藝復(fù)雜,各工序施工干擾大。蒲石河電站共有5段岔管,優(yōu)化后的襯砌方案首先在3號尾水岔管段實施,單個岔管施工工期為25 d。實踐表明,該方案合理、可靠,值得推廣。