巨敬良 郭建福

（中國(guó)水利水電第四工程局有限公司，青海 西寧 810007）

0 引言

連續(xù)、均衡上升是混凝土雙曲拱壩施工中必須遵循的基本要求，而作為導(dǎo)流、泄洪功能的孔口壩段是制約大壩連續(xù)、均衡上升的主要施工難點(diǎn)。孔口壩段具有結(jié)構(gòu)復(fù)雜、鋼筋量大、埋件眾多、各專業(yè)穿插作業(yè)、施工空間狹小等特點(diǎn)；其中懸空承重結(jié)構(gòu)和倒懸結(jié)構(gòu)施工最為耗時(shí)，此類結(jié)構(gòu)如果采用傳統(tǒng)的鋼排架或鋼桁架支撐體系現(xiàn)澆施工，安全風(fēng)險(xiǎn)大、施工工序繁瑣、耗時(shí)長(zhǎng)、施工進(jìn)度難以保證、支撐體系后期拆除困難、安全風(fēng)險(xiǎn)更高。如何更能適應(yīng)工程建設(shè)需要，降低施工安全風(fēng)險(xiǎn)，保障施工質(zhì)量，加快施工進(jìn)度成為施工技術(shù)研究的重要方向?；诖?，以白鶴灘水電站工程為例，對(duì)水電站內(nèi)拉式鋼桁架預(yù)制混凝土模板施工技術(shù)進(jìn)行實(shí)踐，本文對(duì)此進(jìn)行總結(jié)，以供相關(guān)技術(shù)人員參考。

1 工程概況與施工難點(diǎn)

1.1 工程概況

白鶴灘水電站位于金沙江下游四川省寧南縣和云南省巧家縣境內(nèi)，工程為Ⅰ等大（1）型工程。樞紐工程由攔河壩、泄洪消能建筑物和引水發(fā)電系統(tǒng)等主要建筑物組成，攔河壩為混凝土雙曲拱壩，壩頂高程834.00m，最大壩高289m，電站裝機(jī)容量16000MW。壩身布置有6個(gè)導(dǎo)流底孔，7個(gè)深孔和6個(gè)表孔，壩身采用“縱向分層起躍，橫向充分?jǐn)U散，空中碰撞，水墊塘消能”的布置型式。

1.2 施工難點(diǎn)

白鶴灘水電站導(dǎo)流底孔、泄洪深孔、溢流表孔上下游均設(shè)有牛腿，壩后設(shè)置有5層永久棧橋，以上均為倒懸結(jié)構(gòu)；同時(shí)導(dǎo)流底孔上游、泄洪深孔下游、溢流表孔下游均有懸空結(jié)構(gòu)。類似此結(jié)構(gòu)傳統(tǒng)的施工方法主要采用組合鋼模板+木模作為結(jié)構(gòu)成型模具，支撐體系采用拉模筋、搭設(shè)承重排架結(jié)構(gòu)或“定位錐+三腳架+桁架”，此種方案施工成本高，施工耗時(shí)長(zhǎng)，安全風(fēng)險(xiǎn)高，且質(zhì)量難以保證，同時(shí)后期模板、排架拆除尤為困難，制約了孔口壩段施工進(jìn)度，進(jìn)而制約大壩整體均勻、快速上升，影響壩體接縫灌漿進(jìn)度，給工程按期蓄水帶來極大壓力。

2 內(nèi)拉式鋼桁架預(yù)制混凝土模板施工流程

內(nèi)拉式鋼桁架預(yù)制混凝土模板可提前在廠外制作，節(jié)省了排架搭設(shè)、模板安裝現(xiàn)場(chǎng)施工時(shí)間。減少了現(xiàn)場(chǎng)施工工序，加快了施工進(jìn)度，為后續(xù)工序施工創(chuàng)造了有利的基礎(chǔ)條件，同時(shí)前置了保溫等工序，極大的降低了安全風(fēng)險(xiǎn)，節(jié)約了施工成本。

2.1 結(jié)構(gòu)計(jì)算

進(jìn)行結(jié)構(gòu)計(jì)算時(shí)，荷載標(biāo)準(zhǔn)值、荷載分項(xiàng)系數(shù)需要考量各類負(fù)面影響，按最不利工況進(jìn)行計(jì)算，針對(duì)新增層面需要考慮其受力滯后的情況以及新舊層面一同承重的狀況。

2.2 施工準(zhǔn)備

檢查設(shè)備、材料是否準(zhǔn)備到位；進(jìn)場(chǎng)設(shè)備、材料必須具有出場(chǎng)合格證、質(zhì)量保證書及操作說明書等；加工前平整場(chǎng)地，做好地表截、排水措施，施工現(xiàn)場(chǎng)做好“三通一平”；預(yù)制構(gòu)件的結(jié)構(gòu)圖紙得到監(jiān)理工程師批復(fù)后，并對(duì)現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)及操作人員進(jìn)行了詳細(xì)的交底。

根據(jù)設(shè)計(jì)及規(guī)范要求，配置的混凝土拌合物應(yīng)滿足和易性、凝結(jié)速度等施工要求，混凝土試件應(yīng)符合強(qiáng)度、耐久性等質(zhì)量要求。配合比按監(jiān)理單位批準(zhǔn)的預(yù)制混凝土構(gòu)件配合比，同時(shí)提前進(jìn)行試塊取樣和試驗(yàn)，確?；炷翝M足設(shè)計(jì)要求。

2.3 模板安裝與鋼筋制安

2.3.1 模板安裝

在混凝土預(yù)制構(gòu)件加工之前，根據(jù)設(shè)計(jì)的混凝土構(gòu)件結(jié)構(gòu)尺寸安裝模板，模板必須具有足夠的強(qiáng)度和剛度，立模時(shí)設(shè)有足夠的支撐，以保證混凝土振搗時(shí)不松動(dòng)或者發(fā)生變形；模板內(nèi)側(cè)面、頂面和底面應(yīng)保證光滑，平順；模板側(cè)板與底座、端板與底座、側(cè)板與端板之間的接合面均裝有橡膠密封條，保證沒有漏漿現(xiàn)象，拼接嚴(yán)密無縫隙，角隅平整無缺損；根據(jù)放樣位置，準(zhǔn)確安裝模板，支撐應(yīng)牢固，底模與側(cè)模表面應(yīng)密貼，以防漏漿，接頭嚴(yán)密無隙，不能有離縫、錯(cuò)縫，頂面齊平不能有高錯(cuò)低落。

桁架與面板澆筑時(shí)定位尺寸誤差允許范圍為±5mm，預(yù)埋件頂部鋼板平整度誤差允許范圍為±5mm，預(yù)埋鋼板中心線至閘墩邊線尺寸誤差以及預(yù)埋錨固板中心線間距誤差控制在±5mm以內(nèi)。采用I25b普通工字鋼作為型鋼桁架與鋼筋混凝土面板的連接桿件。型鋼桁架主要采用I25b普通工字鋼作為聯(lián)系主梁，采用雙肢12.6槽鋼作為連系桿件，桁架加工精度控制在±5mm以內(nèi)，桁架制作完成后運(yùn)輸至相應(yīng)場(chǎng)地進(jìn)行預(yù)制件的制作，預(yù)制面板制作過程中精度控制在±5mm。

2.3.2 鋼筋制安

鋼筋、角鋼、工字鋼、槽鋼等鋼材進(jìn)場(chǎng)后，檢查其牌號(hào)、等級(jí)、規(guī)格、生產(chǎn)廠家是否與合同及施工方案相符，產(chǎn)品外觀是否受損，并檢查出廠質(zhì)量合格證書和質(zhì)量檢驗(yàn)報(bào)告單。無合格證書和質(zhì)量檢驗(yàn)報(bào)告單的鋼材不予驗(yàn)收。鋼材進(jìn)場(chǎng)驗(yàn)收后，按種類、型號(hào)、規(guī)格、等級(jí)及生產(chǎn)廠家分別堆存，不得混雜，并設(shè)立標(biāo)志牌，鋼筋堆存在倉(cāng)庫(kù)（棚）內(nèi)，防止淋雨銹蝕和其它污染，影響鋼材質(zhì)量。

鋼筋及埋件的安裝順序：測(cè)量放點(diǎn)→制作架立筋→鋼筋及埋件（角鋼、工字鋼等）綁扎焊接→依據(jù)圖紙檢查鋼筋及埋件根數(shù)、間距、型號(hào)→驗(yàn)收。鋼筋及埋件安裝前，經(jīng)測(cè)量放點(diǎn)并采用油漆做好標(biāo)記，以控制構(gòu)件收倉(cāng)高程、鋼筋和預(yù)埋件安裝位置（型鋼之間連接嚴(yán)格按照?qǐng)D紙要求進(jìn)行切割，并且滿焊，滿足結(jié)構(gòu)要求）；根據(jù)間距要求在架立筋上劃好線，將加工好的鋼筋及埋件按所劃線位進(jìn)行人工綁扎或焊接；應(yīng)根據(jù)施工條件進(jìn)行試焊，合格后方可進(jìn)行正式施焊。鋼筋焊接的接頭形式、焊接方法、焊接材料的性能、適應(yīng)范圍應(yīng)符合《鋼筋焊接及驗(yàn)收規(guī)程》的規(guī)定。鋼筋及埋件綁扎完后對(duì)鋼筋及埋件規(guī)格、數(shù)量、排距、尺寸、標(biāo)高、綁扎方式、安裝位置、保護(hù)層厚度進(jìn)行檢查，確保符合設(shè)計(jì)要求[1]。

2.4 面板混凝土澆筑與養(yǎng)護(hù)

每塊預(yù)制件的混凝土必須一次性澆筑完成，不得間斷，且下料應(yīng)均勻、連續(xù)，避免因集中下料而導(dǎo)致混凝土阻塞。入倉(cāng)混凝土先用振搗棒平倉(cāng)，再振搗。預(yù)制構(gòu)件混凝土振搗主要采用內(nèi)部插入式Ф50軟軸棒振搗，振搗時(shí)間適中，避免過振、漏振或欠振，保證混凝土密實(shí)性，成型后混凝土做到內(nèi)實(shí)外光；混凝土澆筑完后及時(shí)采取灑水養(yǎng)護(hù)，預(yù)制構(gòu)件混凝土初凝后開始進(jìn)行旋噴養(yǎng)護(hù)，并在預(yù)制構(gòu)件表面覆蓋土工布輔助進(jìn)行保溫保濕養(yǎng)護(hù)，場(chǎng)內(nèi)養(yǎng)護(hù)7d；混凝土在最終驗(yàn)收之前，除按規(guī)定進(jìn)行養(yǎng)護(hù)外，同時(shí)加以維護(hù)及保護(hù)，以防損壞。混凝土預(yù)制構(gòu)件堆放場(chǎng)地做到平整堅(jiān)實(shí)，場(chǎng)地堆放周邊設(shè)計(jì)不得引起混凝土構(gòu)件的損壞；預(yù)制構(gòu)件經(jīng)檢查合格后，在預(yù)制件上噴涂構(gòu)件的編號(hào)，標(biāo)明構(gòu)件型號(hào)、制作日期、安裝時(shí)間，經(jīng)出廠驗(yàn)收合格后，運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場(chǎng)安裝。

2.5 內(nèi)支撐桁架加工

由于預(yù)制混凝土模板尺寸較大，現(xiàn)場(chǎng)調(diào)整難度大，為更好保證其安裝精度并降低現(xiàn)場(chǎng)安裝定位難度，將預(yù)制混凝土模板面板內(nèi)側(cè)采用桁架支撐結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固，現(xiàn)場(chǎng)預(yù)制模板安裝時(shí)僅進(jìn)行微調(diào)。

預(yù)制混凝土面板澆筑、養(yǎng)護(hù)完成后，在預(yù)制混凝土模板養(yǎng)護(hù)區(qū)內(nèi)進(jìn)行預(yù)制模板支撐桁架焊接安裝。預(yù)制模板單榀桁架制作過程中做好施工期桁架的定型，桁架制作好后與面板上工字鋼拼裝焊接，加工過程必須嚴(yán)格按設(shè)計(jì)圖紙和有關(guān)規(guī)范要求制作。

2.6 預(yù)制構(gòu)件運(yùn)輸及安裝

2.6.1 預(yù)制構(gòu)件驗(yàn)收

養(yǎng)護(hù)過程中需在下部墊方木安放混凝土預(yù)制構(gòu)件?；炷令A(yù)制模板按規(guī)范養(yǎng)護(hù)到期后，填寫混凝土預(yù)制模板單元工程評(píng)定表，提交混凝土試驗(yàn)強(qiáng)度等資料，然后與已加工完成的鋼桁架進(jìn)行拼裝，同時(shí)對(duì)預(yù)制模板進(jìn)行驗(yàn)收。并按現(xiàn)場(chǎng)施工進(jìn)度計(jì)劃進(jìn)行混凝土預(yù)制模板出廠質(zhì)量檢驗(yàn)，辦理出廠證出廠。

2.6.2 預(yù)制構(gòu)件轉(zhuǎn)運(yùn)及入倉(cāng)

運(yùn)輸過程中需做好預(yù)制件的保護(hù)，防止邊角損傷或結(jié)構(gòu)破壞。運(yùn)輸車廂內(nèi)底部采用方木墊平，預(yù)制構(gòu)件裝車后采用鋼絲繩進(jìn)行固定，周邊采用柔性材料進(jìn)行保護(hù)，防止預(yù)制構(gòu)件破損，預(yù)制構(gòu)件在轉(zhuǎn)運(yùn)過程中，避免二次轉(zhuǎn)運(yùn)。預(yù)制件在運(yùn)輸中應(yīng)根據(jù)路面情況調(diào)整行車速度，嚴(yán)禁急剎車，以防在運(yùn)輸中途傾倒?；炷令A(yù)制構(gòu)件的墊點(diǎn)和吊裝時(shí)的吊點(diǎn)，要按相關(guān)圖紙要求進(jìn)行，并要求與混凝土預(yù)制構(gòu)件設(shè)計(jì)的受力特點(diǎn)一致，預(yù)制構(gòu)件之間的墊木要在同一條垂直線上，且厚度相等。預(yù)制件吊裝及運(yùn)輸過程中務(wù)必注意對(duì)混凝土面板的保護(hù)，嚴(yán)禁磕碰、沖擊混凝土邊角部位。

預(yù)制件臨時(shí)存放時(shí)應(yīng)將外露面向下放置，并且保證每塊預(yù)制件平放于兩塊枕木上。利用纜機(jī)將預(yù)制底模吊裝至施工現(xiàn)場(chǎng)，利用25T汽車吊吊裝。吊件下降過程中，嚴(yán)禁非吊裝操作人員進(jìn)入吊裝區(qū)域，下降至一定高度后，操作人員牽引預(yù)先固定在預(yù)制件桁架兩側(cè)的牽引繩對(duì)預(yù)制件進(jìn)行牽引定位。預(yù)制混凝土模板利用牽引繩引至預(yù)埋錨固件附近進(jìn)行初步就位。預(yù)制混凝土模板初步就位后，利用10T手動(dòng)葫蘆按照測(cè)量要求再對(duì)預(yù)制混凝土模板安裝位置進(jìn)行細(xì)部微調(diào)，確保預(yù)制混凝土模板安裝精度達(dá)到設(shè)計(jì)要求。精確到位后，再將節(jié)點(diǎn)板和支座板焊接固定，保證焊接質(zhì)量。

2.6.3 錨固件安裝

為保證預(yù)制構(gòu)件與壩體混凝土能夠有效連接，需在壩體現(xiàn)澆混凝土中預(yù)埋錨固件。錨固件須在預(yù)制混凝土構(gòu)件安裝前預(yù)埋在壩體混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)，用于預(yù)制混凝土構(gòu)件的安裝與固定。預(yù)制混凝土模板安裝前需提前在大壩前一倉(cāng)混凝土內(nèi)相應(yīng)位置預(yù)埋“鐵板凳”（鋼筋+鋼板）等錨固件。特殊部位在錨固件預(yù)埋安裝前須提前預(yù)埋樣架，用于錨固件的找平和精度確定。預(yù)制混凝土模板與預(yù)埋在大壩倉(cāng)面混凝土內(nèi)的預(yù)埋錨固件通過支座板（鋼板）焊接連接。錨固件的安裝精度與質(zhì)量對(duì)預(yù)制件的安裝精度影響較大，因此在錨固件預(yù)埋安裝時(shí)必須嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙要求，先進(jìn)行測(cè)量定位，再精確安裝。預(yù)埋角鋼及錨筋板的安裝高程偏差按照±5mm控制，預(yù)埋件的平面度按照±2mm控制，確保預(yù)制模板的安裝質(zhì)量。

3 內(nèi)拉式鋼桁架預(yù)制混凝土模板施工效果

內(nèi)拉式鋼桁架預(yù)制混凝土模板施工技術(shù)在白鶴灘水電站1#～3#導(dǎo)流底孔、1#～4#泄洪深孔、1#～4#溢流表孔應(yīng)用，預(yù)制完成后的模板示意圖見圖1。預(yù)制構(gòu)件與結(jié)構(gòu)物設(shè)計(jì)邊線偏差≤5mm，預(yù)制構(gòu)件外形尺寸允許偏差控制在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)（長(zhǎng)度±5mm，高度±2mm，寬度±5mm），預(yù)制構(gòu)件相鄰兩塊安裝偏差外露表面≤1mm，隱蔽內(nèi)面≤5mm，預(yù)制模板先澆混凝土預(yù)埋錨固件尺寸誤差均控制在±1mm[2]。由于預(yù)制模板要在預(yù)制場(chǎng)預(yù)制，施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行吊裝，減少了現(xiàn)場(chǎng)模板、支撐系統(tǒng)安裝的時(shí)間，創(chuàng)造了百天過深孔的行業(yè)記錄，為白鶴灘水電站提前一年投產(chǎn)發(fā)電打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。模板預(yù)制及桁架的制作安裝均在預(yù)制場(chǎng)完成，平地施工，現(xiàn)場(chǎng)只是吊裝、加固，大大減少了懸空施工的時(shí)間和頻次，降低了高空作業(yè)的風(fēng)險(xiǎn)，施工過程中無安全事故發(fā)生。

圖1 內(nèi)拉式鋼桁架預(yù)制混凝土模板示意圖

4 結(jié)束語

水電站孔口壩段懸空結(jié)構(gòu)、倒懸結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，施工空間狹小，工序復(fù)雜是制約施工進(jìn)度的主要難題之一，且施工安全風(fēng)險(xiǎn)高，施工質(zhì)量難以保證。以往的施工方案費(fèi)時(shí)費(fèi)力，施工安全不能保證。白鶴灘水電站孔口壩段在參建各方通力協(xié)作和共同努力下，通過不斷完善技術(shù)方案、周密部署施工資源、科學(xué)決策，大膽創(chuàng)新，積極應(yīng)用五新技術(shù)，開創(chuàng)性地研究應(yīng)用內(nèi)拉式鋼桁架預(yù)制混凝土模板施工技術(shù)，為類似結(jié)構(gòu)安全、快速施工提供可借鑒的寶貴經(jīng)驗(yàn)。