(中國水利水電第六工程局有限公司，丹東，118000)

巨型半圓筒型調(diào)壓室豎井群混凝土施工技術(shù)研究

周鐵軍

(中國水利水電第六工程局有限公司，丹東，118000)

烏東德水電站尾水調(diào)壓井為三個獨立的半圓桶型豎井結(jié)構(gòu)，自阻抗板向上，混凝土澆筑高度為51.3m，調(diào)壓室井身混凝土51666.45m3，鋼筋制安3300t。具有場地狹小、高差較大、混凝土及鋼筋量巨大的特點，如何在上述苛刻復雜的環(huán)境下尋求經(jīng)濟、安全、便捷的施工方案，是本文研究的重點。

巨型半圓筒型 調(diào)壓室豎井群 混凝土施工 先進技術(shù) 烏東德水電站

1 工程概況

烏東德水電站尾水調(diào)壓井位于調(diào)壓室結(jié)構(gòu)的中部，下部為岔管段，上部為球冠穹頂。尾調(diào)室井身為三個獨立的半圓桶型豎井結(jié)構(gòu)，自阻抗板向上，混凝土澆筑高度為51.3m。井身斷面型式為：下游環(huán)形墻段為半圓形結(jié)構(gòu)，半徑為26.5m，混凝土厚度為1.5m；上游結(jié)構(gòu)較為復雜的直墻段，包含門庫、閘門槽等結(jié)構(gòu)。井身混凝土施工期間，有11條在開挖期間形成的通往尾調(diào)室的施工通道，在混凝土施工期間，這些施工通道亦可作為施工通道。

圖1 尾調(diào)室施工支洞平面示意

2 開挖方案選定

2.1 投標方案

(1)尾水調(diào)壓室井壁采用自升式大型組合鋼模板工藝，進行混凝土澆筑；

(2)利用在開挖期間形成的尾水調(diào)壓室交通洞頂拱增設的臨時20t電動葫蘆，作為尾調(diào)室閘門井施工材料吊運的垂直吊運設備；

(3)在尾水調(diào)壓室穹頂井壁自爬升模板上部架設滑輪，在阻抗板802m高程設置5t卷揚機，作為穹頂井壁施工材料的提升設備；

(4)閘門井混凝土采用右廠8#、8-1#、8-2#施工支洞掛溜管、溜槽入倉為主，泵送與電動葫蘆吊3m3罐輔助入倉為輔；穹頂井壁混凝土采用泵送為主，倉內(nèi)掛溜筒至澆筑面。

2.2 實施方案

(1)尾水調(diào)壓室井壁采用多卡模板(即懸臂模板)，上游墻采用組合鋼模板，進行混凝土澆筑；

(2)安裝塔機作為模板及材料垂直運輸設備；

(3)尾調(diào)室混凝土主要通過在岔管段底板和阻抗板布置泵機，進行泵送接力的方式作為主要入倉手段，上游墻842m以上及環(huán)形墻靠近施工支洞部分優(yōu)先考慮溜槽入倉手段。

2.3 方案對比及選擇

2.3.1 投標方案特點

(1)自爬升模板價格昂貴，采用自爬升模板比懸臂模板一次性投入高一倍，但自爬升模板起升無需借助其它設備完成起升；

(2)在尾水調(diào)壓室穹頂井壁自爬升模板上部架設滑輪，在阻抗板802m高程設置5t卷揚機，作為穹頂井壁施工材料提升設備的方案，對模板錨固強度要求較高，且卷揚機操作風險高。布置卷揚機較多則卷揚機運行投入較大，且施工風險成倍上升，布置卷揚機較少，鋼筋人工搬運，人工成本高；

(3)自爬升模板只適用于本工程，適用范圍窄。

2.3.2 實施方案特點

(1)懸臂模板價格便宜；

(2)塔機采用標準塔機，適用性廣，本工程結(jié)束后也可應用到其它項目，且塔機可解決懸臂模板提升、材料垂直運輸?shù)膯栴}；

(3)本方案一次投入與投標方案相當，但塔機作為主要施工投入，可作為單位資產(chǎn)長期使用；

(4)安全風險降低，與卷揚機相比，塔機可靠性更高。

3 施工方案

3.1 設備選型

3.1.1 塔機選型

右岸尾調(diào)室上下游跨度小于左岸，根據(jù)右岸尾調(diào)室結(jié)構(gòu)特點，塔機安放點距上游邊墻的距離為13.35m，參考當前市售的標準型號塔機，有TCT5513-6、TCT5010-4型兩種塔機方案符合要求，這兩種塔機平衡臂尾部半徑均小于13.35m。本方案塔機主要用于提升模板、吊運鋼筋，塔機實際提升重量應不低于2.2t，可選塔機型號見表1。

表1 可選塔機型號

以上塔機型號均滿足尾調(diào)室結(jié)構(gòu)要求，通過性能對比，選用TCT5513-6型塔機。

3.1.2 懸臂模板選型

懸臂模板采用3m寬大模板，模板尺寸為3m×3.3m(寬×高)?？紤]尾調(diào)室工期計劃，配置半個環(huán)形墻的模板(即13塊懸臂模板)即可滿足施工要求。上游墻結(jié)構(gòu)復雜，且有閘門槽、門洞等結(jié)構(gòu)，閘門槽含有大量預埋插筋，不適合采用懸臂模板。上游墻選用普通鋼模板、木模板進行混凝土澆筑。

圖2 井身段模板配置示意

3.2 施工布置

3.2.1 塔機布置

塔機布置在環(huán)形墻結(jié)構(gòu)的圓心點，圓心點距混凝土結(jié)構(gòu)面1.9m，距上游墻最近距離為13.35m，塔機作業(yè)半徑為25m，可覆蓋尾調(diào)室。塔機布置如圖3、圖4所示。

圖3 塔機布置平面示意

圖4 塔機布置立面示意

3.2.2 吊物孔布置

采用塔機后，材料垂直運輸需從岔管段向各倉面進行垂直吊運，為便于材料垂直運輸，阻抗板需預留吊物孔。根據(jù)尾調(diào)室阻抗板設計結(jié)構(gòu)特點，阻抗板③或⑤區(qū)預留一區(qū)暫不澆筑，此方案已得到設計單位同意。吊物孔布置如圖5所示。

圖5 吊物孔布置示意

3.2.3 混凝土入倉設備布置

尾調(diào)室842m高程以下混凝土以泵送入倉為主，部分距離施工支洞較近的倉位可采用溜槽方式入倉。在阻抗板上布置兩臺混凝土泵(其中一臺為備用)，在WT2-2#、WT2-4#、WT2-6#施工支洞內(nèi)各布置一套溜管與阻抗板上混凝土泵進行接力。在岔管段布置一臺混凝土泵與阻抗板布置的混凝土泵進行接力的方式作為備用手段。WT2-2#、WT2-4#、WT2-6#施工支洞均為下坡洞段，為防止車輛失控墜落，在這三條施工支洞靠尾調(diào)室側(cè)分別設置一道擋墻。尾調(diào)室842m高程以上環(huán)形墻利用WT1-2#、WT1-3#、WT1-5#施工支洞向倉號架設管泵送入倉；842m高程以上上游直墻段在邊墻布置三個溜管點作為混凝土入倉手段。

圖6 混凝土入倉設備布置示意

3.2.4 施工腳手架布置

調(diào)壓室上游墻采用標準模板的部位須搭設排架作為施工平臺。排架為3排腳手架，門槽及上游墻局部為4排，排架搭設高度為54m。排架間排距及步距為1.2m×1.2m×1.2m。尾調(diào)室環(huán)形墻混凝土采用半幅澆筑，澆筑速度快于上游直墻，先澆筑的半幅環(huán)形墻需搭設排架作為人員通道，排架間排距及步距為1.2m×1.2m×1.2m，靠近施工支洞側(cè)布置，可由施工支洞通過排架進入作業(yè)面。后澆筑的半幅環(huán)形墻混凝土利用上游墻施工排架作為施工通道。

尾調(diào)室閘門槽部位采用I20a工字鋼按間距1.2m預埋入閘門槽混凝土形成工字鋼平臺，在工字鋼平臺上搭設閘門槽周圍混凝土施工排架，排架間排距及步距為1.2m×1.2m×1.2m。

圖7 混凝土入倉設備布置示意

3.3 施工方案簡述

根據(jù)總體進度計劃，尾調(diào)室混凝土施工總程序為4#尾調(diào)室→5#尾調(diào)室→6#尾調(diào)室錯距平行作業(yè)，802m高程以上共分17層進行混凝土澆筑，除頂部一層層高為2.9m外，其它均為3m。環(huán)形墻采用懸臂模板并分左右半幅進行澆筑，上游墻采用標準組合鋼模板搭設施工排架進行整體澆筑。根據(jù)設計要求，左右半幅中間的豎向施工縫需錯距上升，錯距距離為89cm。在每個尾調(diào)室?guī)r墩部位阻抗板上各布置一臺TCT5513-6型塔機用于鋼筋入倉及懸臂模板提升。混凝土入倉以泵送為主，部分距離施工支洞較近的倉號采用溜槽方式?；炷寥雮}方式主要為泵送為主、溜槽為輔。

4 質(zhì)量標準及控制過程

4.1 質(zhì)量控制措施

(1)混凝土施工前，對現(xiàn)場施工人員及作業(yè)隊伍進行質(zhì)量培訓并做好相應培訓記錄、影像資料等；

(2)木模、定型模板加工嚴格按照《水電水利工程模板施工規(guī)范》等相關(guān)規(guī)范的要求進行控制，散裝鋼模的平整度等符合規(guī)范要求；

(3)模板安裝前，必須由測量人員按設計圖紙進行現(xiàn)場測量放樣，并在結(jié)構(gòu)的明顯位置標出高程，以利于現(xiàn)場檢查校正，放樣數(shù)據(jù)由測量部以書面形式向工點、質(zhì)檢進行交底；

(4)模板支撐體系應嚴格按照設計圖紙的間排距及步距進行搭設；剪刀撐以及斜撐的布置應滿足施工圖紙要求，鋼管搭接長度等滿足規(guī)范要求；

(5)模板安裝前，要對先澆混凝土面進行打磨、取直并粘貼雙面膠，模板與基巖以及模板與模板之間的接縫位置必須平整、密合，嚴禁超標；

(6)模板表面涂刷清質(zhì)色拉油進行保護，脫模劑涂刷應控制有效時間，保證脫模劑實效，一般超過2天應重刷；

(7)在模板及支撐排架上，嚴禁堆放超過設計荷載的材料及設備，保證排架牢固、穩(wěn)定；

(8)混凝土澆筑期間，安排專人負責檢查模板的位移變形情況，及時采取有效的加固處理措施，以保證混凝土澆筑質(zhì)量和施工安全；

(9)拉條焊在普通砂漿錨桿、插筋上，拉條的搭接焊縫長度滿足規(guī)范要求，焊縫必須飽滿連續(xù)，焊接時，焊縫不允許從上焊到下，必須從下往上焊；

(10)焊接后的拉條必須平直，不允許有起彎和松脫現(xiàn)象，拉條焊完后，應及時將瓦斯上緊繃直，對于緊封頭模板的拉條，以手感到受力為準，且不能使堵頭模偏轉(zhuǎn)移位；

(11)在混凝土澆筑前，冷卻水管中通不低于0.2MPa壓力的循環(huán)水檢查。澆筑過程中注意保護水管，以防止冷卻水管移位或破環(huán)；

(12)土建施工注意與其它專業(yè)施工相互配合、協(xié)調(diào)，確保埋設準確，不漏項、不錯項；

(13)混凝土拌合應嚴格按批準的設計配合比進行。澆筑過程中，因含砂率和含水率等原因?qū)е禄炷寥雮}性能較差不利于施工時，必須由試驗人員進行調(diào)整；

(14)帶料人員需注意觀察拌合樓出樓料子質(zhì)量等情況，對不符合要求的料子嚴禁送入施工部位；

(15)對施工倉位坯層線進行畫線控制，混凝土澆筑時，嚴格控制混凝土的坯層厚度，其澆筑坯層厚度最大不超過50cm，其澆筑方向和下料順序應嚴格按照批準的倉面設計執(zhí)行；

(16)嚴格控制收倉線，現(xiàn)場質(zhì)檢人員在混凝土快收倉時，嚴格控制料子用量，確?；炷潦諅}線與設計圖紙相同；

(17)施工縫面沖毛需在混凝土收倉后進行試沖毛，確定最佳沖毛時間，沖毛以粗砂微露即可；

(18)澆筑現(xiàn)場應按要求配備兩臺拖式泵和足夠長度的泵管作為備用入倉手段，以保證澆筑的連續(xù)性；

(19)做好混凝土防爆工作，防止成型的混凝土被破壞；

(20)模板要求接縫平順，錯臺和板面縫隙控制在2mm內(nèi)，局部不平(2m靠尺檢查)控制在5mm內(nèi)，結(jié)構(gòu)邊線誤差在10mm內(nèi)；

(21)鋼筋、銅止水、橡膠止水帶等施工過程嚴格按照圖紙及規(guī)范要求進行。

4.2 工程質(zhì)量管理制度

(1)工程質(zhì)量的“三檢制”。即班組自檢、施工隊復檢，項目部質(zhì)檢員終檢后報監(jiān)理工程師驗收簽證；

(2)崗位責任制。實行“誰施工、誰負責質(zhì)量”，以優(yōu)良的工作質(zhì)量來保證優(yōu)質(zhì)的施工質(zhì)量；

(3)質(zhì)量獎懲責任制。實行施工質(zhì)量與工資獎金分配掛鉤，并建立質(zhì)量獎懲基金，重獎重罰，逐月兌現(xiàn)。

5 結(jié)語

大型豎井混凝土施工作業(yè)具有空間跨度大、垂直高差大、混凝土及鋼筋工程量大的特點，施工組織難度大，施工安全風險高。在開挖施工階段就為后期混凝土施工通道、布料方式等重要方案進行提前謀劃，為該類巨型半圓筒型調(diào)壓室豎井群混凝土在施工中的質(zhì)量、安全、進度等各方面提供強有力的技術(shù)保障。

TV554∶TV544

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2095-1809(2017)06-0088-04

周鐵軍(1973.03-)，男，河北玉田人，中國水利水電第六工程局有限公司西南分局、新疆分局局長，工程師，主要從事水利水電工程建設。