譚雋寧（中國水利水電第十三工程局有限公司，山東德州253000）

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梨園水電站大型廠房快速施工技術(shù)

譚雋寧
（中國水利水電第十三工程局有限公司，山東德州253000）

［摘要］梨園廠房土建工程，年最高澆筑量要達(dá)到26.5萬m3，月最高要達(dá)到3.1萬m3。根據(jù)廠房混凝土的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與施工難點(diǎn)，經(jīng)過對施工手段的多方案分析，在充分論證的基礎(chǔ)上，決定選用以負(fù)壓溜槽結(jié)合皮帶機(jī)混凝土水平運(yùn)輸系統(tǒng)為主，大型門塔機(jī)和混凝土泵車入倉的綜合施工方案。在倉面工藝設(shè)計(jì)中，采用了平澆法和臺階法，采用大型定型鋼模、底板混凝土與基礎(chǔ)灌漿同步施工技術(shù)、上下游墻體分開提前施工等施工工藝，達(dá)到了快速施工的目的。

［關(guān)鍵詞］廠房；施工布置；結(jié)構(gòu)優(yōu)化；快速施工技術(shù)；梨園水電站

1　工程概況

電站廠房布置于大壩下游左岸，屬岸邊地面式廠房，廠房尺寸為225.2 m×33 m×75 m（長× 寬×高）。主廠房凈寬28 m，上下游水下墻厚2.5 m，機(jī)組間距34.5 m，主機(jī)間長150.2 m，安裝間長75 m，安裝4臺單機(jī)容量為600 MW的水輪發(fā)電機(jī)組；主變、上游副廠房布置于廠房上游側(cè)，共5層，長寬尺寸為150.44 m×19 m，為框架結(jié)構(gòu)；GIS廳布置在上游副廠房頂層，層高17m，GIS樓面尺寸為150.44 m×19 m，室內(nèi)凈寬16 m；中控樓布置在上游副廠房左端、安裝間上游側(cè)，共3層；在下游尾水流道上方布置水機(jī)副廠房，共分6層，屋頂高程1 524.30 m，與尾水平臺齊平，下游副廠房長140.20 m，凈寬10 m；尾水渠沿水流向長52.7 m，寬137.20 m、尾水底板反坡坡比為1∶3，厚1.5 m，尾水渠左側(cè)混凝土貼坡與河道左岸護(hù)岸工程銜接，右側(cè)設(shè)置衡重式擋墻，兼作尾水渠擋墻和量水堰左岸部分。

2　混凝土運(yùn)輸入倉設(shè)備布置優(yōu)化

由于廠房具有結(jié)構(gòu)復(fù)雜，施工集中、施工干擾大、交叉作業(yè)的特點(diǎn)，如何提高其機(jī)械化程度，成為大型廠房施工進(jìn)度控制的關(guān)鍵性因素。因此，廠房大型設(shè)備的布置的好壞及混凝土的運(yùn)輸入倉手段的規(guī)劃對廠房的施工進(jìn)度起到?jīng)Q定性的作用，有必要對廠房混凝土運(yùn)輸及設(shè)備布置進(jìn)行探討。

2.1混凝土水平運(yùn)輸

2.1.1高速深槽式皮帶機(jī)結(jié)合負(fù)壓溜槽聯(lián)合輸送系統(tǒng)

針對梨園廠房廠后邊坡坡比0.75∶1～1∶1，以及左岸混凝土拌和系統(tǒng)布置在左岸廠后邊坡上部壩頂公路的特點(diǎn)，如采用常規(guī)自卸車或混凝土罐車運(yùn)輸方法，運(yùn)距遠(yuǎn)（約3.2 km），難以滿足廠房大體積溫控混凝土（約31萬m3）高強(qiáng)度、大規(guī)模及有溫控等要求的運(yùn)輸要求。通過梨園廠房在優(yōu)化深槽式皮帶機(jī)結(jié)合負(fù)壓溜槽設(shè)計(jì)的過程，對其技術(shù)可行性及經(jīng)濟(jì)適用性進(jìn)行了分析，同時(shí)對其安裝、運(yùn)行等方面的工藝、運(yùn)行過程觀察及過程改進(jìn)方面均有實(shí)質(zhì)性的創(chuàng)新與提高。同時(shí)也節(jié)約了運(yùn)輸成本，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益。

2.1.2混凝土罐車及自卸汽車

工程自卸汽車配置主要解決負(fù)壓溜槽水平運(yùn)輸與門塔機(jī)吊罐或布料機(jī)布料中間轉(zhuǎn)運(yùn)問題；而混凝土罐車則主要解決上部剪力墻、梁板柱混凝土水平運(yùn)輸問題，是廠房后期梁板柱及剪力墻泵送混凝土水平運(yùn)輸?shù)闹饕侄巍?/p>

2.2混凝土的垂直運(yùn)輸

廠房混凝土的垂直運(yùn)輸主要解決倉內(nèi)布料及混凝土入倉，根據(jù)廠房混凝土施工強(qiáng)度及模板吊裝需要，在主廠房尾水側(cè)布置MQ1000門機(jī)1臺，主廠房3號機(jī)組下游副廠房樓梯間部位布置K80塔機(jī)1臺，在安裝間布置MQ600門機(jī)1臺。后期利用尾水平臺行走至主廠房尾水平臺，建筑吊門塔機(jī)布置主要解決定型鋼模及鋼筋等材料吊運(yùn)，輔助主廠房結(jié)構(gòu)混凝土入倉施工。在上游副廠房布置2臺10 t建筑吊。

為解決混凝土入倉強(qiáng)度問題，增加混凝土入倉的富余度，主廠房下部大體積混凝土入倉投入1 臺BLJ600-40型履帶式布料機(jī)，1臺CAT320B型長臂反鏟。根據(jù)混凝土澆筑進(jìn)度，主廠房上部剪力墻及上下游副廠房框架結(jié)構(gòu)混凝土主要采用泵送混凝土入倉方式，中后期投入了2臺混凝土泵車、1臺混凝土地泵。上述設(shè)備的投入，不僅緩解了門塔機(jī)吊運(yùn)混凝土入倉強(qiáng)度問題，同時(shí)也避免了門塔機(jī)主要用于混凝土澆筑而影響到大型模板及倉面材料垂直吊運(yùn)的有效時(shí)間。

3　廠房結(jié)構(gòu)優(yōu)化與快速施工關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用

3.1混凝土分層分塊調(diào)整

梨園電站廠房每個(gè)機(jī)組段寬34.5 m，中間設(shè)1條縱縫。順?biāo)鞣较蜷L60.5 m，設(shè)3條施工橫縫（前2條為錯(cuò)縫，后1條為直縫），將其分為4個(gè)區(qū)；主廠房建基面高程EL1 463.0 m，屋頂高程EL1 538.5 m，高差75.5 m。一期混凝土原設(shè)計(jì)分層為30個(gè)澆筑層，為滿足趕工要求，在滿足設(shè)計(jì)分層規(guī)定的前提下，將主廠房一期混凝土優(yōu)化為22層；上游副廠房及中控室各結(jié)構(gòu)層分2層澆筑，按照柱和墻1層、板梁1層分層。通過結(jié)構(gòu)分層優(yōu)化，為廠房節(jié)約工期約30 d。

3.2基礎(chǔ)固結(jié)及預(yù)制廊道施工

基礎(chǔ)固結(jié)灌漿與廠房底板混凝土同步。綜合工程整體的施工進(jìn)度計(jì)劃、廠房下部大體積混凝土澆筑倉面的規(guī)劃和分層、混凝土的入倉方式，確定采用一次性完成固灌的方式。安排固結(jié)灌漿時(shí)與混凝土澆筑工期疊加，以便縮短固結(jié)灌漿施工占用主機(jī)間的直線工期，從而保證混凝土澆筑工期。

具體做法：在底板混凝土澆筑前預(yù)埋灌漿鋼管，PVC管無法滿足強(qiáng)度及精度要求，考慮到與冷卻水管布置等施工干擾問題，避免因灌漿造孔而損壞冷卻水管，采用預(yù)埋準(zhǔn)108的鋼管接引至具備灌漿條件高程或尾水流道層，再進(jìn)行造孔、灌漿的方式，給主機(jī)間結(jié)構(gòu)混凝土施工贏得時(shí)間。

將廠房底板排水及檢修廊道，更改為預(yù)制廊道，利用門塔機(jī)將運(yùn)至施工區(qū)的預(yù)制廊道吊裝至作業(yè)面，減少立模及待強(qiáng)時(shí)間，為廠房底板混凝土施工贏得工期約15 d。

3.3主廠房下游墻體與結(jié)構(gòu)分開施工技術(shù)

主廠房下游墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)兼作下游副廠房上游墻體，采用常規(guī)竹膠板或鋼模板分層施工，各機(jī)組段下游墻施工工期均無法滿足座環(huán)吊裝軌道交面要求，為盡早完成主廠房下游墻體結(jié)構(gòu)混凝土施工，給橋機(jī)安裝按期交面，以滿足廠房機(jī)電標(biāo)肘管座環(huán)等大型構(gòu)件安裝需要，根據(jù)下游副廠房結(jié)構(gòu)分層特點(diǎn)，綜合考慮4個(gè)機(jī)組段下游墻體施工條件，按照結(jié)構(gòu)層分層配模，投入了單臺機(jī)組下游墻大塊定型鋼模及牛腿懸臂鋼模1套，按總計(jì)劃安排，考慮按照4號→3號→2號→1號機(jī)組施工順序，依次使用。

為解決座環(huán)吊裝與下游墻體工期矛盾，需將下游墻體分開提前施工，即主機(jī)間下游墻從EL1 488.3 m高程就先行獨(dú)立快速上升，下游副廠房樓板脫開隨后澆筑，脫開澆筑后為實(shí)現(xiàn)廠房下游墻的快速上升，增加樓板牛腿的定型異形模板及下游墻體定型鋼模2層，詳見圖1。經(jīng)過以上趕工結(jié)構(gòu)施工優(yōu)化，提前工期約2個(gè)月，滿足了上游副廠房及機(jī)電吊裝橋機(jī)行走需要。

圖1　上下游墻體施工結(jié)構(gòu)及三維計(jì)算簡圖

3.4墻體混凝土施工

由于受梨園電站大環(huán)境影響，主廠房開工工期滯后約4.5個(gè)月，而上游副廠房施工工期受到主廠房一期上游EL1 505.8 m以下結(jié)構(gòu)混凝土施工制約，必須待主廠房上游一期混凝土澆筑至EL1 505.8 m以后，方能組織各機(jī)組段對應(yīng)的上游副廠房施工。

為趕回近4.5個(gè)月的工期，對1～4號機(jī)組上游一期墻體提前進(jìn)行施工，以解決機(jī)組段上游副廠房按期交面的問題。為此，在上游墻一、二期混凝土界面橫向增設(shè)施工縫。施工縫具體的處理方式為：對混凝土表面進(jìn)行鑿毛處理，縫面埋設(shè)球型鍵槽和接縫插筋，插筋選用準(zhǔn)25螺紋鋼，長度L=200 cm，間排距為100 cm。并將集水井提前進(jìn)行施工，即在集水井與1號機(jī)組之間增設(shè)施工縫，為了使集水井能夠獨(dú)立先行施工，避免與1號機(jī)組存在相互干擾，兩者之間必須增設(shè)施工分縫，在不影響集水井整體結(jié)構(gòu)的前提下，將施工分縫設(shè)置在廠縱0～15.7處。后期施工的1號機(jī)組底板、邊墻混凝土在與集水井邊墻相交處，對先澆混凝土面預(yù)留鍵槽及插筋，并鑿毛處理。對于1號機(jī)組底板鋼筋及縫面鋼筋施工，保持原設(shè)計(jì)圖紙不變，預(yù)埋插筋的形式進(jìn)行處理。

經(jīng)過以上結(jié)構(gòu)調(diào)整、提前施工，以及大塊定型模板的投入，挽回施工工期近3.5個(gè)月，確保了上游副廠房提前施工。

3.5廠房翻升鋼模板及球形鍵槽的投入使用

根據(jù)大型廠房一期混凝土設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，對廠房結(jié)構(gòu)混凝土從施工準(zhǔn)備、模板規(guī)劃及混凝土澆筑等各個(gè)方面進(jìn)行了精心規(guī)劃，廠房二期縫面、機(jī)組分縫及尾水墩頭均采用翻升鋼模板進(jìn)行施工，加快了模板施工的機(jī)械化進(jìn)程。廠房分塊施工縫按設(shè)計(jì)要求需設(shè)置鍵槽及插筋，考慮到施工方便及加快施工進(jìn)度，提出了將梯形鍵槽更改為球形鋼鍵槽。為盡可能采用大塊鋼模板，將鍵槽插筋及機(jī)組二期插筋在保證整體數(shù)量不變的情況下，按3 m間距集中布置，由此在加快了施工進(jìn)度的同時(shí)也節(jié)省了鍵槽模板的投入。已施工完成的廠房結(jié)構(gòu)混凝土質(zhì)量及進(jìn)度控制均取得了較好的成效。尤其尾水墩頭翻升鋼模板的投入，在保證了廠房施工進(jìn)度的同時(shí)，也為廠房施工質(zhì)量創(chuàng)造了又一個(gè)亮點(diǎn)，被評為“樣板工程”，成為梨園電站樣板工程又一個(gè)里程碑。球形鋼鍵槽配合翻升鋼模板的投入使用，為廠房施工節(jié)約工期約1.5個(gè)月。

3.6鋼筋連接新型技術(shù)

梨園水電站廠房工程鋼筋制安量超過2.5萬t，鋼筋接頭連接工程量大，為節(jié)約施工成本，加快施工速度，除Ф25以下的水平鋼筋、斜面鋼筋等采用手工電弧搭接焊外，豎向鋼筋直徑25 mm以下的接頭連接應(yīng)用電渣壓力焊，鋼筋直徑25～36 mm的接頭連接均應(yīng)用滾軋直螺紋套筒連接。采用電渣壓力焊節(jié)省了鋼筋的搭接長度及電焊條，同直徑的鋼筋接頭采用電渣壓力焊費(fèi)用是手工電弧搭接焊費(fèi)用的1/3，同時(shí)電壓力焊焊接速度快，提高了施工速度。滾軋直螺紋套筒連接具有無明火作業(yè)、節(jié)省人力、節(jié)能省材、工效快等優(yōu)點(diǎn)，接頭可預(yù)制，工廠化生產(chǎn)，質(zhì)量穩(wěn)定可靠，對搶工期具有顯著的優(yōu)勢，特別適用于大直徑密集鋼筋結(jié)構(gòu)的施工。

4　快速施工成效

廠房大型起重設(shè)備的提前或按期布置，以及合理、有效的布置優(yōu)化，是解決混凝土入倉手段的關(guān)鍵問題，其有效合理的布置，為廠房快速施工提供了根本性的保障。

廠房下游墻體采用定型鋼模施工，將作為快速施工的核心部分，采用定型鋼模施工加快了施工進(jìn)度，節(jié)約工期約2個(gè)月，為主廠房按期發(fā)電贏得了寶貴時(shí)間，同時(shí)節(jié)約了常規(guī)支模拆模等成本投入。

廠房EL1 488.3 m以下大體積混凝土施工（包括二期坑）翻升大鋼模的投入使用，以及垂直施工縫球形鋼鍵槽的應(yīng)用，為廠房混凝土趕工起到了模板工序優(yōu)化的作用，同時(shí)節(jié)約了成本投入。

廠房基礎(chǔ)固結(jié)灌漿與底板混凝土同步施工及廠房底板預(yù)制廊道的施工工序交叉組合及結(jié)構(gòu)優(yōu)化，為廠房快速施工提前了工期，加快了施工進(jìn)程。

經(jīng)過以上施工方案優(yōu)化及快速施工關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用，梨園水電站廠房土建工程，受開挖標(biāo)工期推遲4.5個(gè)月影響的情況下，通過趕工，2011年10月28日，完成業(yè)主制定的第一個(gè)趕工節(jié)點(diǎn)工期4號機(jī)組肘管工作面移交，為確保首臺機(jī)組按期發(fā)電奠定了基礎(chǔ)。2012年5月19日，提前 1 d完成了合同第一個(gè)節(jié)點(diǎn)工期4號機(jī)組橋機(jī)軌道面移交。趕回了4.5個(gè)月的關(guān)鍵線路上的直線工期，實(shí)現(xiàn)了預(yù)定目標(biāo)，達(dá)到了趕工效果，得到業(yè)主、監(jiān)理方的喜報(bào)表揚(yáng)。

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［中圖分類號］TV74

［文獻(xiàn)標(biāo)識碼］A

［文章編號］1002－0624（2016）03－0011－03