瀑布溝水電站電梯電纜豎井混凝土施工工期保障措施與施工協調

陶用濱,張 奇

(1.四川二灘國際工程咨詢有限責任公司,四川 成都 610072;2.四川樂山市沙灣區水利局,四川 樂山 614900)

1 前 言

瀑布溝水電站位于大渡河中游四川省漢源縣及甘洛縣境內,是一座以發電為主兼有防洪、攔沙等綜合效益的大型水電站,總裝機 330萬kW。電站樞紐由心墻堆石壩、左岸地下廠房系統、左岸岸邊開敞式溢洪道、左岸泄洪洞、右岸放空洞及尼日河引水工程等工程項目和建筑物組成。工程等別為Ⅰ等工程,主要水工建筑物為 1級。

地下廠房2條電梯電纜豎井分別高 207m(副廠房)和 204m(主變室),開挖直徑 9.2～9.6m,襯砌后內徑 8m,內設電纜井、通風井、電梯間、板梁柱及樓梯等結構。

2 豎井施工進度情況

在施工過程中,由于受多種因素的共同影響,2條電梯電纜豎井的開挖均未能按期完成,且嚴重滯后于進度計劃。

眾所周知,水電工程是個龐大的系統工程,涉及多個專業及眾多的公用系統,且在施工過程中各部位、各工序、各專業間的施工均有著密切的聯系及施工邏輯關系,并互為施工條件,僅僅依靠部分工程的完工是難以實現合同工程目標的。因此,在工程實施前必須進行認真規劃,施工中必須進行系統有效的跟蹤管理,其根本目的就是使關鍵線路上的施工項目滿足合同要求,這是實現合同工程目標的必要前提之一。

由于豎井開挖施工工期的滯后直接影響了后續工序(尤其是井內混凝土結構)的按期實施,而整個豎井施工項目能否按期完成最終將影響能否按期發電的總進度目標的實現。因此,整個豎井的施工進度面臨著嚴峻的考驗,必須采取積極有效的處理措施,使其滿足總進度要求。

3 采取的措施及實施情況

為解決上述問題,經參建各方多次共同研究、討論,采取了一系列科學、有效的工程技術措施和工程管理措施。

3.1 井內混凝土施工方案的選擇、優化

在前期工期損失既成事實及外界相關施工條件無重大利好變化的情況下,保證豎井施工按期完成是一項十分艱巨的任務。為此,經監理提議,業主組織工程參建各方根據設計圖紙的相關要求對原混凝土施工方案進行了認真研究、討論。一致認為:2條電梯電纜豎井施工具有高差大(電梯電纜豎井施工范圍為高程 666.2～907m,主變室施工范圍為高程677.7～907m)、結構復雜 (內設電纜井、通風井、電梯間、板梁柱及樓梯等結構)、施工空間狹小、與機電安裝交叉作業、安全問題突出等主要特點。

經進一步深入研究認為,豎井施工的關鍵線路為井內混凝土樓梯施工,有 57層(單個豎井,投標方案樓梯混凝土采用預制吊裝,隨滑模澆筑上升,逐步向上安裝,后續設計圖紙要求樓梯混凝土整體現澆),若采用逐層現澆的施工方案,則施工進度將遠不能滿足總進度目標的要求。

圍繞這一核心問題,714聯營體提出了五套解決方案,各方對此進行了認真研究討論后認為:

方案一鋼結構樓梯方案

研究結果:因不能滿足消防要求予以否決;

方案二裸露鋼牛腿方案

研究結果:因不能滿足消防要求予以否決;

方案三逐層現澆混凝土方案

研究結果:因工期不能滿足發電要求予以否決;

方案四混凝土梁全面預制方案

研究結果:因存在主梁斷面消減、連接安全、結構整體性保證等問題予以否決;

方案五多工作面逐層現澆混凝土方案

研究結果:完成井筒滑模施工,之后進行分段隔離、形成相對獨立的施工單元平行施工。在外圍施工條件及工程總量不變的情況下,該方案能創造更多的工作面,可有效縮短施工工期,在技術上是可行的。

方案五在被確定并經過進一步細化后成為最終的執行方案,其施工方法及程序如下:

(1)完成豎井滑模(系統及隔離平臺預埋件)施工;

(2)完成 907m高程隔離平臺施工;

(3)自下而上完成各隔離平臺施工;

(4)各獨立單元平行施工。

施工隔離平臺的形成及施工通道:五個隔離平臺分別在高程 707.4m(平臺 A)、754.2m(平臺 B)、779.4m(平臺 C)、819.0m(平臺 D)、869.4m(平臺E),利用預埋在井壁上鋼牛腿與型鋼焊接形成受力結構主體,結構主體主梁用Ⅰ63a工字鋼,次梁采用雙 25a槽鋼,并在其上布設 φ25鋼筋網與之焊接,然后在鋼筋網上鋪 5cm厚木板,最終形成作業平臺。為保證每層平臺獨立平行施工,在每層預留人員、材料運輸通道,分別位于樓梯井和電梯井部位。通道周圍均用花紋鋼板做好安全防護,確保施工安全。

人員、材料運輸由布置在 907m高程的兩個卷揚系統完成?；炷镣ㄟ^混凝土罐車水平運輸至910m高程后通過溜管垂直輸送至澆筑受料平臺或倉面,溜管每 30m設置一個 MYBOX等緩降設施用于解決骨料分離問題,部分分離的混凝土在入倉前由人工二次拌和后方可入倉。

井壁混凝土采用滑模澆筑,樓梯及其他梁、板、柱結構采用滿堂腳手架支撐,逐層澆筑?？紤]到混凝土強度問題和施工安全,樓梯、梁、板、柱結構施工鋼架管需求量按三層一個循環控制。第一層結構澆筑完成 1天后在其上部搭設腳手架做第二層結構的施工準備,第二層結構澆筑完成 1天后進行第三層結構的施工準備,第三層完成后再拆除第一層腳手架。如此循環。

同時,根據土建施工合同,2條電梯電纜豎井采用一套滑模依次澆筑井壁,因 1號電梯電纜豎井布置有公用系統,也屬發電控制項目,2號電梯電纜豎井兩個月澆筑時間及滑模拆除、維修校正和重新安裝,1號電梯電纜豎井施工至少滯后 2號豎井 3個月,故滑模澆筑方案不能滿足進度要求。因此,最終確定增加一套 1號豎井滑模,2條豎井平行澆筑。電梯電纜豎井混凝土滑模施工工藝流程見圖 1。

圖1 電梯電纜豎井混凝土滑模施工工藝流程

3.2 安全措施

由于同一個立體空間存在上、下多個工作面同時平行施工的情況,因此,安全問題也變得尤為突出,必須引起高度重視,嚴格管理。

為有效解決該問題,在安全管理方面,監理要求承包人上報了專項安全措施,在技術安全保障方面,做了大量細致的工作:在井口周圍設置 0.6m高的封閉式護欄,滑模頂部設置安全防護篷,卷揚機設置安全裝置,如起吊提升限位、停電保護裝置,豎井內設置 5個隔離封閉平臺,照明采用安全電壓,上下通信采用對講機進行聯絡等等。

3.3 建立適應現場管理需求的協調機制

任何一個工程的順利、安全施工,都不可避免地存在自己內部以及與周邊外圍環境的協調問題,電梯電纜豎井的施工也不例外。因此,僅有施工方案還不夠,還需建立有效的管理、協調機制。

由于場地客觀條件的限制及施工進度計劃安排,在豎井施工的同時,910m高程的 GIS樓也在緊張施工,兩者相互制約、相互干擾的問題非常突出。如何在有限的時間和空間內及時、高效地協調處理好各標在施工過程中的問題和干擾,是確保各方施工進度能否最終按期完成的又一必要條件。

為有效解決上述問題,特成立了由業主牽頭,監理、施工、設計參與組成的“施工現場協調小組”,全權處理豎井施工過程中以及與相鄰施工標段間的協調問題。協調小組通過采取以下措施,有力地保障了各方施工的順利進行:

(1)通過技術手段和合同手段,優化開關站施工,減少或消除相互間干擾。

(2)調整 GIS樓部分施工程序,確保豎井施工通道。

(3)優先確保豎井材料的供應。

(4)每天進行現場會議,并將決議事項記錄于“專用筆記本”進行會簽、存檔,確保記錄的準確性、真實性、連續性,作為后期相關合同問題、技術問題的處理依據。同時,全面跟蹤、監督會議要求的執行情況。

(5)采取獎懲措施,激勵承包人的施工積極性等。

3.4 實施情況

嚴格按細化后的施工措施執行。由于創造了多個工作面,使各個工作面的施工工序實現了流水作業,從而進一步提高了功效,加快了施工進度,同時也更便于施工管理。單個樓層主要施工工序及實際施工進度情況見表1。

表1 單個樓層主要施工工序及實際施工進度匯總

4 最終效果評價

通過各方的不懈努力和密切配合,電梯電纜豎井前期開挖階段工期嚴重滯后的情況在后期的井內混凝土施工工序階段得到了極大的改善和緩解,平均每層結構施工時間為 5天。多個工作面平行施工,與逐層現澆的施工方案相比,總工期節約了約 6個月,最終確保了整個電梯電纜豎井井內混凝土的安全、按期完成。該分部工程的順利完成,也說明了所采用的方案在技術上是可行的,但其畢竟存在較大的施工安全風險和施工安全管理風險,并由此增加了相關費用,對施工技術水平及施工管理水平均有較高要求。因此,建議在實際施工中,應根據工程具體情況,謹慎采用。