張 宏 侖

(中國水利水電第七工程局有限公司 第一分局，四川 彭山 620860)

1 工程概述

錦屏一級水電站壩址區(qū)位于四川省木里、鹽源兩縣毗鄰處的普斯羅溝峽谷段。大壩為世界第一高拱壩，最大壩高305 m，為已建和在建的世界上最高的拱壩。就高拱壩而言，一般泄洪流量大、表孔數(shù)量多。為提高壩體上部拱的作用，增強(qiáng)其整體性，表孔上部一般均設(shè)置尺寸比較大的整體連接大梁。該表孔大梁除了可以連接頂部拱圈外，還可以作為表孔弧形門的支撐結(jié)構(gòu)等。為了提高壩體的整體性，支撐大梁一般跨橫縫布置，同時，為了滿足施工期壩體橫縫灌漿的需要，支撐大梁又不能在施工初期連成整體，需要在支撐梁中設(shè)置寬縫，避免在壩體冷卻期間對壩體的約束，從而有利于橫縫的張開和接縫灌漿。

本工程共設(shè)置了4孔表孔，表孔支撐大梁斷面較大，位于高程1 868～1 885 m之間，上下游最大寬度為15.6 m，支撐大梁最大跨度為7.98 m，下游跨度最小為6.22 m，支撐大梁上游面在高程1 868～1 874 m之間為1∶1.6的反坡，其余上下游面基本為豎直面。

2 表孔支撐大梁預(yù)留施工分縫的設(shè)計(jì)方案

2.1 跨中分縫方案

錦屏一級水電站1#～4#表孔支撐大梁分縫方式為在大梁跨中位置(即流道中心線位置)設(shè)置上底寬2.5 m，下底寬2 m的梯形寬槽。寬槽兩側(cè)縫面設(shè)置鍵槽，并對大梁內(nèi)橫河流向鋼筋預(yù)留接頭。考慮到寬槽寬度較小，寬槽內(nèi)混凝土溫度收縮較小，其兩側(cè)縫面不再設(shè)置接縫灌漿系統(tǒng)。

2.2 寬縫后期填縫處理方案

寬縫回填應(yīng)在1 868 m高程(大梁底高程)以下大壩接縫灌漿完成后進(jìn)行，并與同高程灌區(qū)接縫灌漿同步施工為宜。1#～4#表孔寬槽回填施工應(yīng)同步施工。寬槽填縫前應(yīng)將兩側(cè)縫面進(jìn)行鑿毛處理，并將槽內(nèi)垂直水流向鋼筋采用焊接形式進(jìn)行搭接。支撐大梁中部寬槽采用二級配微膨脹混凝土分層澆筑的方式，澆筑層厚可結(jié)合現(xiàn)場情況采用1.5 m或3 m，澆筑間歇期按5～14 d控制。

2.3 對鋼筋過寬縫采取的處理方案

為適應(yīng)大壩在接縫灌漿前的變形需要，大壩表孔支撐大梁相應(yīng)高程(1 868 m以上)橫縫接縫灌漿完成前，鋼筋過寬縫按斷開處理；待大壩高程1 868 m以上橫縫接縫灌漿完成后，寬縫處鋼筋需采用幫條焊連接。在支撐大梁梁底布置有三層鋼筋，鋼筋層距、間距均為20 cm。由于需要采用幫條焊接，最底部一層鋼筋焊接受作業(yè)條件限制，施工難度大，為此，宜對鋼筋接頭的布置形式、位置進(jìn)行詳細(xì)研究，以便于施工作業(yè)。

3 表孔大梁施工支撐方案之比較

3.1 方案一：滿堂紅腳手架方案

表孔溢流面需要預(yù)留二期回填混凝土，腳手架在溢流堰體一期施工預(yù)留的臺階上進(jìn)行搭設(shè)，腳手架最大搭設(shè)高度約20 m。經(jīng)初步計(jì)算，立桿間排距為35 cm，步距為70 cm搭設(shè)可承受1.5 m厚混凝土重量。該施工方案占壓表孔溢流堰工作面，對工期控制不利。

3.2 方案二： 鋼桁架方案

采用在閘墩施工過程中預(yù)埋工字鋼，然后在工字鋼上跨橫縫安裝鋼桁架作為大梁底部支撐的方式。為了避免后澆筑塊大梁混凝土澆筑時對先澆筑塊大梁混凝土鋼桁架增加荷載而產(chǎn)生不利影響，對左右兩側(cè)支撐大梁分別用底部的鋼桁架間隔支撐，互不影響，鋼桁架間隔5 cm布置，可以滿足3 m澆筑層厚的荷載。

3.3 方案三：三角支撐架方案

利用在兩側(cè)閘墩施工過程中預(yù)埋的工字鋼固定三腳支撐架，三腳架按間距0.75 m布置，根據(jù)支撐大梁的跨度不同設(shè)計(jì)了三種高度三腳架，水平長度根據(jù)漸變值進(jìn)行遞變，可以滿足支撐3 m層高澆筑荷載。

經(jīng)過方案對比分析，最終選擇方案三為實(shí)施方案，方案對比分析情況見表1。

表1 方案對比分析表

4 表孔支撐大梁采用的施工方法

4.1 支撐系統(tǒng)設(shè)計(jì)

利用在兩側(cè)閘墩施工過程中預(yù)埋的工字鋼固定三腳支撐架，三腳架間距0.75 m布置。根據(jù)支撐大梁的跨度不同設(shè)計(jì)了三種高度的三腳架，水平長度根據(jù)漸變值遞變，三腳架安裝前，先在倉內(nèi)焊接支撐桁架，利用倉內(nèi)的汽車吊進(jìn)行單榀安裝。三腳架可根據(jù)具體的荷載選擇合適的型鋼加工，埋入混凝土內(nèi)部的長度一般不小于1.5 m，同時，焊接適量的下拉錨筋以分散應(yīng)力，防止對混凝土局部產(chǎn)生破壞。

4.2 施工期配筋的設(shè)計(jì)

為保證支撐大梁施工時承受施工荷載時的安全，一般應(yīng)進(jìn)行施工期配筋。表孔支撐大梁為懸臂結(jié)構(gòu)，施工期最大懸臂長度為3.45 m，為雙筋矩形截面，頂部為受拉區(qū)，底部為受壓區(qū)，主筋均為φ36@20 cm，輔筋為φ32@50 cm，保護(hù)層厚度為10 cm。以第一層1.5 m高支撐大梁為研究對象，取1 m寬。

泄洪表孔支撐大梁采用C18040混凝土澆筑，強(qiáng)度相當(dāng)于C30混凝土，推算得7 d強(qiáng)度約為17 MPa。根據(jù)《水工混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》，對不允許出現(xiàn)裂縫的鋼筋混凝土構(gòu)件在荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合下，其抗裂驗(yàn)算應(yīng)符合下列規(guī)定：

對于受彎構(gòu)件：Mk≤γmαctftkW0

對于懸臂梁：Mk=ql2/2=79.5×3 4502/2=4.7×108N·m<γmαctftkW0=1.55×0.85×2.01×4.1×108=10.9×108N·m(計(jì)算過程從略)，設(shè)計(jì)藍(lán)圖所配的受拉鋼筋已滿足規(guī)范規(guī)定的正截面抗裂要求。

為提高安全系數(shù)，將大壩表孔支撐大梁首倉新增施工期縱橫向鋼筋調(diào)整為φ36@20 cm，其后3層施工期鋼筋順流向按φ32@50 cm、橫向按φ36@20 cm配置。首倉施工期鋼筋安裝高程為

1 869.2 m，其后三層新增施工期鋼筋安裝高程分別為1 870.7 m、1 872.2 m、1 873.7 m。新增施工期鋼筋錨入壩體長度與設(shè)計(jì)鋼筋等長。

4.3 混凝土的分層與澆筑

表孔支撐大梁底部高程為1 868 m?？紤]到支撐系統(tǒng)的受力要求，前4倉均按1.5 m升層澆筑，以后按3 m澆筑。纜機(jī)配3 m3臥罐吊混凝土直接均衡緩慢放料入倉，人工平倉，采用平鋪方式卸料，鋪料厚度為50 cm并采用φ100、φ70振搗器進(jìn)行振搗。由于支撐大梁設(shè)計(jì)配筋沒有考慮施工期荷載，因此，在支絞大梁每層澆筑層面布置了一層施工期鋼筋，具體鋼筋布置形式根據(jù)施工期荷載進(jìn)行計(jì)算。

5 施工中需要注意的事項(xiàng)

(1)由于采用跨中分縫的方案且因表孔支撐大梁在施工期為懸臂結(jié)構(gòu)，加之大梁為大體積混凝土結(jié)構(gòu)，因此，需要切實(shí)作好下部支撐措施，確保大梁結(jié)構(gòu)施工期的安全。

(2)為確保大梁運(yùn)行期結(jié)構(gòu)的整體性、加強(qiáng)大壩頂部結(jié)構(gòu)的剛度，設(shè)計(jì)單位在表孔支撐大梁內(nèi)部設(shè)置了大量橫貫幾個壩段、橫河向的分布鋼筋，鋼筋密集，因此，要做好接頭位置的布置以及寬縫位置的鋼筋接頭處理。

(3)大梁支撐結(jié)構(gòu)宜考慮從閘墩進(jìn)行支撐，避免占壓下部表孔流道混凝土結(jié)構(gòu)的施工工作面而對表孔流道表層混凝土施工工期產(chǎn)生影響。

6 結(jié) 語

本工程支撐大梁采用跨中分縫、在閘墩兩側(cè)安裝三腳架的支撐方案，避免了支撐大梁施工支撐系統(tǒng)對底部溢流面工作面的占壓和影響，同時避免了相連壩段之間的施工干擾，施工簡便、工程量相對較少，施工質(zhì)量有保證，對同類工程的施工具有一定的借鑒意義。