楊進博,趙洪虎

(武警水電第二總隊,江西 南昌 330096)

1 工程概況

洪屏水電站位于江西省靖安縣,電站裝機總容量為120萬kW,屬于大 (1)型一等工程。地下廠房由主副廠房、主變洞等45個洞室組成,其中主副廠房開挖長度為157.500 m,最大跨度23.500 m,高度51.100 m,地質條件以砂巖為主。巖壁梁位于廠房第II層,單側設計長度為137.500m,傾角為27.5°,斜面長為1.625 m,是整個地下廠房施工的關鍵項目。

2 巖壁梁混凝土施工中的重點、難點及相應措施

巖壁梁施工作為地下廠房施工的關鍵項目,施工工序多,施工干擾大,且工期較緊?？茖W協調施工工序,認真做好溫控措施及成品保護,全面確保施工質量,盡力加快施工進度,對巖壁梁施工甚至整個地下廠房的施工都是非常重要的[1]。為此,本工程在巖壁梁混凝土施工過程中采取了下列措施:

(1)為加快施工進度,減少側面鑿毛工序。施工時,在鍵槽處及縫面采用免拆模板網作為堵頭縫面模板,并利用鋼筋進行固定。因為免拆模板網可直接澆筑在混凝土內,無需拆除,所以大幅提高了施工效率。

(2)為避免巖壁梁混凝土受第3層開挖的爆破振動影響,本方案中對施工順序作出以下調整:①在巖壁梁混凝土澆筑前必須進行第3層的開挖預裂,邊墻兩邊各留5.00 m保護層;②完成第3層中間部分抽槽爆破,暫不出渣,作為施工平臺;③對周邊各洞室的爆破順序進行嚴格控制。

(3)為避免混凝土凝固過程中水化熱溫升較大,溫度應力超限而導致的混凝土開裂,施工中嚴格按照設計要求,將入倉溫度控制在18℃以下(且低于環(huán)境溫度3℃以內,并保證內外溫差不大于20℃)。為盡量減少澆筑溫度過高帶來的不利因素,本工程采用了以下溫控措施:①選用優(yōu)化的配合比,在滿足施工圖要求的混凝土強度、耐久性和和易性的前提下,改善混凝土骨料級配,適當摻用粉煤灰和外加劑,減少單位水泥用量,以降低混凝土水化熱溫升[2];②盡量選用水化熱低的水泥,避免使用早強水泥;③采用攪拌車運輸,并在混凝土運輸前對攪拌車進行沖洗預冷;盡量壓縮運輸時間,確保混凝土能快速入倉,及時振搗密實;④科學組織施工工序,合理安排施工進度,確?；炷翝仓M量在夜間等溫度較低時段進行;⑤混凝土采用跳倉澆筑;⑥收倉終凝后,隨即在平面上進行流水養(yǎng)護,且養(yǎng)護時間不少于28 d。

3 巖壁梁混凝土施工方法

混凝土施工流程見圖1:

圖1 巖壁梁混凝土施工流程圖

采用跳倉法澆筑。先澆段為凹塊鍵槽吊車梁,后澆段為凸塊鍵槽吊車梁,分為Ⅰ序Ⅱ序,一次澆筑3～4倉。受澆筑長度、設計施工縫和附屬洞室的影響,按每倉5.50～12.00m進行分倉:上下游共25倉,其中上游12倉,下游13倉 (見圖2)。

圖2 巖壁梁分倉圖

3.1 測量放樣

由專業(yè)測量人員使用全站儀對排架、模板、鋼筋位置控制點進行精確放樣,并在各施工過程中進行復核,及時調整施工精度,確保施工質量[3]。

3.2 模板及支撐體系

3.2.1 模 板

側模采用2.44 m×1.22 m×18 mm酚醛膠合模板,為方便二期混凝土澆筑,側模比巖臺混凝土面高出30 cm;底模采用2.44 m×1.22 m×18mm酚醛膠合模板。為保證混凝土質量,模板均一次性使用。

模板安裝前首先用高壓水槍沖洗巖面,然后涂刷脫模劑,其中底模標準斷面外的模板,根據現場實際情況,用小模板拼裝,最后用泡沫劑封堵接縫。為確保模板拼縫的平順以及避免混凝土產生縫痕,折點部位采用倒角法,垂直拼縫及底模和側模結合處采用透明膠帶粘貼。

3.2.2 支撐體系

直立面:采用50 mm×80 mm@350 mm方木作為背枋,背枋后采用φ 48 mm鋼管和φ 14 mm拉筋進行加固。

斜面:采用100 mm×120 mm@250 mm方木作為背枋,背枋后分別采用φ 48 mm鋼管和φ 14 mm拉筋進行加固,然后用100 mm×100 mm方木制作三角支架作為支撐,2支架之間用連接桿固定。

承重排架的高度為6.30 m,橫向間距為75 cm,縱向間距為55 cm,步高75 cm,采用φ 48 mm鋼管搭設;排架上用竹板鋪設施工平臺,并在排架頂部的外圍設置高約1.2 m的防護欄,臨空側掛設安全網。排架搭設前在基礎上澆注5 cm厚素混凝土墊層,保證基礎平整。排架搭設時,嚴格按照測量控制點控制搭設精度,扣件采用雙扣件連接。

為了保證澆筑過程中模板及支撐體系的整體穩(wěn)定性,特意增設了大量的拉筋對其加固。同時因受巖臺高強錨桿的施工限制(不允許高強錨桿上焊接拉筋),在高程118.40 m設置1排錨桿φ 25@1 500(L=2.00m,入巖1.50 m),并利用高程117.60 m的1排系統(tǒng)錨桿對側模和底模加固。巖壁梁混凝土澆筑排架及模板方案見圖3。

圖3 巖壁梁混凝土澆筑排架及模板方案圖

3.3 鋼筋安裝

鋼筋在鋼筋加工廠加工,按施工圖紙下料制作,并將加工好的鋼筋分類編號,運抵現場,然后利用人工搬運至預定倉位內進行安裝。

當底模安裝完成后,首先清除模板上的雜物,然后按照混凝土高程線及設計輪廓線進行鋼筋綁扎作業(yè)。作業(yè)時,先在每段兩端和中間設定若干標準的橫向箍筋,然后從巖壁向外逐步綁扎焊接,調整鋼筋就位。落在底部的焊渣、灰塵等必須在中下層鋼筋安裝前清除,盡量避免雜物落入倉內。

依照 “先內后外,先彎后直,層次清晰,相互配合”的原則進行鋼筋綁扎,具體的施工順序為:先綁扎近巖壁梁側,再綁扎外側,同時主筋與箍筋交替進行,內層分布筋優(yōu)先綁扎,最后綁扎縱向分布筋。施工前,首先要對鋼筋進行除銹,施工過程中嚴格控制綁扎及焊接質量,并注意保護模板,以免損壞模板而影響鏡面混凝土質量。

3.4 預埋件安裝

預埋件包括:PVC排水管、不同用途的電纜埋管、預埋鋼板。

鋼配件及管件嚴格按設計材質、尺寸及工藝要求加工,檢驗合格后,方予以進行焊接與安裝。安裝前先進行測量定位,以便控制好每一個預埋件的位置;施工時嚴格控制焊接質量和綁扎質量,保證預埋件的穩(wěn)定;安裝完成后進行成品保護。

3.5 倉位清理、驗收

混凝土澆筑前利用特制的鑷子對倉位進行最后一次清理,將倉位內的雜物夾出。清理完畢后,向監(jiān)理報送相關驗收資料,申請驗收,并對監(jiān)理驗收發(fā)現的問題及時整改,驗收通過后進行澆筑。

3.6 混凝土澆筑

3.6.1 混凝土施工配合比

本工程巖壁吊車梁混凝土采用二級配常態(tài)混凝土,強度等級為C30F100。結合工程實際,經專業(yè)實驗室確定后, 施工配合比見表1。

表1 混凝土施工配合比表

3.6.2 混凝土運輸、入倉

本工程混凝土由位于砂石骨料場旁的拌合站拌制,利用8 m3混凝土罐車運輸經永久進廠公路和通風洞 (兼安全洞)運抵現場。

根據不同部位采用吊車、吊罐或者混凝土入倉。入倉溫度控制在18℃以下且低于環(huán)境溫度3℃以下,并保證內外溫差不大于20℃。

吊罐采用25.0 t中聯汽車吊吊運,最大理論起重量25 000 kN,主臂最大起升高度33.8 m。吊罐自身重量約1.5 t,每次起吊混凝土1 m3,總重量約為4.0 t?；炷帘貌捎弥新撝乜艸BT80.13.110SU混凝土拖泵,額定功率110 kW,最大理論輸送量89 m3/h。

混凝土入倉時,下料位置盡量靠邊墻側,防止?jié)仓聦踊炷習r因混凝土飛濺到側模上部凝結而影響表面質量,同時均勻下料,及時平倉,分層振搗,澆筑層厚不超過30 cm。澆筑過程中安排專人掛線對模板、埋件變形情況進行檢查,并隨著混凝土澆筑層面的上升,適時收緊拉筋螺栓,以消除拉筋因受力變形而引起的模板變形。

混凝土振搗必須選派有經驗的施工人員,采用加長的φ 50軟抽振搗器進行振搗。振搗時,2臺振搗器一前一后交叉2次梅花形插入,間距始終控制在30～40 cm,保持插入方向一致,快插慢拔,振搗至混凝土面不再顯著下沉、無氣泡并開始泛漿。同時,振搗器需插入下層混凝土5 cm左右,以加強上下層混凝土的結合。當混凝土澆筑過程中發(fā)現混凝土和易性較差時,應加強振搗,以保證混凝土澆筑質量。施工時,確保振動棒距模板10 cm左右,不直接接觸鋼筋、模板及埋件。

3.6.3 施工縫處置

施工縫跨預埋件時可適當調整,接觸面須鑿毛并清洗干凈,施工縫鋼筋不斷開。2倉混凝土之間的施工縫處設鍵槽,鍵槽為梯形型式,底面尺寸為700 mm×700 mm,頂面尺寸為1 100 mm×1 100 mm,深20 cm。后澆塊澆筑時,采用木模板作為分塊端模的堵頭,并利用預制木盒將施工縫處鍵槽固定在端頭模板上,同時在下一倉澆筑前對端頭表面進行鑿毛處理。

工程施工中為加快進度,在鍵槽與縫面處采用了快易收口網,其特點如下:

(1)承受的側壓力小。相比較與一般模板,其承受壓力的減少了40%,故模板支撐龍骨用量為一般支撐的60%。

(2)澆注施工過程的觀察方便。通過網孔,可用肉眼直接監(jiān)察澆注過程,大大降低了孔隙和蜂巢出現的幾率。

(3)自重輕,裝運方便。與普通鋼模板相比,其重量減至1/10,裝運快捷。

(4)增加抗剪界面,工藝優(yōu)化。澆注時砂漿通過網眼孔滲到界面,從而形成了1個抗剪性能非常理想的粗粒界面。

(5)鋼筋安裝方便。12mm以下鋼筋可直接穿過模板網孔;對于直徑稍大的鋼筋,可以先剪開網格,待鋼筋穿過后恢復即可。另外,快易收口網也可以在綁扎鋼筋之前安裝,待鋼筋安裝時,透過網孔刺入即可。

(6)適應性強,且利于文明施工。分段澆注時,無須拆?；蛟旖涌p便可粘結以進行下一次澆注,大幅簡化了接口準備工作。

(7)型式易變,可操作性強。快易收口網易切割,可滿足不同模板形狀要求。

3.7 養(yǎng)護、拆模

拆模標準:當混凝土強度達到75%以上,可拆除側模;當混凝土強度達到100%后,方可拆除底模。

混凝土澆筑后12～18 h內對混凝土表面進行灑水養(yǎng)護并拆除堵頭模板。脫膜后對巖錨梁頂面采用自流水、塑料薄膜和棉被養(yǎng)護,從而保證了吊車梁混凝土連續(xù)濕潤狀態(tài)養(yǎng)護時間不小于28 d。模板拆除后,為防止廠房下挖施工時,飛石砸傷吊車梁混凝土面,采用腳手板對吊車梁混凝土底面、側面模板進行防護。腳手板利用模板拉條進行反吊,從而保護巖臺梁側面及底面外觀質量。

4 結 語

洪屏電站地下廠房巖壁梁工期緊,質量要求較高,施工工序較為復雜。本文首先對其施工中的重點和難點進行了分析,提出和總結了相應的措施,并制定了具體的施工方案。目前地下廠房巖壁梁混凝土施工已結束,事實證明,施工中采取的各種施工措施科學合理,不僅實現了縮短了施工工期,而且確保了施工質量,有著較高的推廣和借鑒價值。

[1]水利電力部水利水電建設總局.水利水電工程施工組織設計手冊 [M].北京:中國水利電力出版社,1990.

[2]張建均,王中祥.錦屏二級水電站地下廠房巖壁梁混凝土施工技術 [J].水力發(fā)電,2010(02):57-59.

[3]劉文,范開平.地下廠房無裂縫預應力巖壁吊車梁施工技術[J].人民長江.2010(06)19-24.