溪洛渡水電站左岸進水口懸挑牛腿模板工藝優化

韓 金 濤

(中國水利水電第七工程局有限公司 第一分局，四川 彭山 620860)

1 概 述

溪洛渡水電站位于四川省雷波縣與云南省永善縣接壤的金沙江溪洛渡峽谷中,主要由攔河大壩、泄洪建筑物、引水發電建筑物等組成。左岸電站進水口采用疊梁門式分層取水，共布置有9臺機組，呈一字形排列。進水口各建筑結構按進水方向依次為攔污柵、喇叭口、閘門豎井及壓力管道。其中攔污柵全長為282.5 m，底板寬度為14.62 m，設計高程范圍為514～610 m，高96 m，共分為9個機組。 進水口牛腿布置情況見圖1。

圖1 進水口牛腿縱剖面圖

2 進水口牛腿結構特性

進水口閘墩從高程607.5 m開始布置牛腿，牛腿寬2.1 m，高2.5 m，斜面長2.702 m，斜面坡比為1∶1，牛腿中部設置高130 cm、寬120 cm的門機軌道梁，布置于攔污柵墩頭牛腿尾部。攔污柵中部(樁號進0+8.62)設有1 m厚胸墻，從而使進水口墩頭施工相對獨立。

進水口牛腿施工處于高空臨邊作業，距離下方底板94 m。牛腿施工若搭設操作平臺及承重排架將導致高處作業頻繁，且其進水口前為主要施工交通通道，長期處于交叉作業環境。鑒于進水口頂部設計布置的特殊性，加之胸墻隔斷了牛腿與其它部位的聯系，施工作業面非常有限，而且施工工序中鋼筋、模板量非常大，施工復雜性不言而喻。受工期影響，進水口施工進度要求高，施工資源、設備的投入量大，因此，進水口頂部牛腿施工安全風險難度極大。

3 施工方案的選擇

3.1 內拉法施工

(1)內拉法施工方案。

原牛腿施工主要采用內拉法(圖2)進行支撐，外部三角掛架作為輔助支撐及模板鋪設支撐。施工時，預埋定位錐、地錨和工字鋼立柱，牛腿施工依靠定位錐掛設預制三角掛架提供施工平臺并搭設排架進行后期作業。澆筑完成后，先拆除施工排架，再從牛腿兩側通過門機配吊籃人工拆除三角掛架。

(2)該方案的缺點與不足。

內拉法施工為相對較常用的施工措施，主要存在施工安全風險大、人員和機械設備投入高、施工工期長等問題。由于施工排架及三角架的搭設安裝完全由人工進行，尤其是攔污柵墩之間的搭設安全風險極高。鑒于牛腿施工需要的模板和鋼管的使用量較大，施工人員與機械設備投入非常高，單機組頂層施工工期為28 d，門機使用22.5臺班，單機組最高人工投入50人，平均日投入35人。由于牛腿施工是進水口頂層施工的重點部位，也是影響施工直線工期的部位，施工資源投入大，安全風險高，故應特別予以重視。

圖2 內拉法施工牛腿簡圖

3.2 預制模板法施工方案

圖3 預制模板法施工牛腿簡圖

預制模板法施工(圖3)采取先期預制牛腿外側結構面的方式，預制牛腿板面長270.185 cm，投影長度為2.1 m，寬2 m，厚10 cm，每塊預制板中內嵌三個由10#工字鋼焊成的三角形支架作為預制件主要受力骨架，并布設φ20、間距20 cm的鋼筋網，在每根工字鋼上設置四個拉環作為起吊點。施工牛腿下層預埋蛇形柱和水平10#工字鋼，預制件采用門機吊運，手拉電葫蘆配合安裝。安裝時，先將預制件與蛇形柱部分焊接并調節預制件安裝角度，待角度調整好后將三角支架底部與10#工字鋼牢靠焊接，再將拉桿焊接到位。鋼筋安裝時，應與預制件工字鋼點焊加固，預制件混凝土標號為C40W8F150，澆筑中嚴禁直接在牛腿部位下料，以減小牛腿預制件受到的沖擊荷載，牛腿部位的混凝土上升速度宜控制在50 cm/h以下，最大不超過100 cm/h。具體施工程序為：預制件制作→預制件安裝→預制件加固→鋼筋安裝→側模安裝→預制板面安裝及加固→混凝土澆筑→側模及其它部位模板拆除→倉面清理。

3.3 預制模板的先進性

施工結果證明：預制牛腿模板方案切實可行，從結構安全性考慮，預制牛腿模板方案并未對原設計結構產生影響，配筋率及受力結構均未產生變化。預制牛腿模板方案與原方案相比主要具有以下優越性：

(1)明顯降低了施工的復雜性。

攔污柵頂層為94 m懸空作業，施工場地受限，操作排架加固等困難，安全防護量及鋼筋、模板安裝量大，機械使用頻繁，受交面影響交叉作業施工條件有限。而牛腿作為攔污柵重、難點施工部位，其施工進度的快慢直接影響攔污柵的直線工期。采用預制牛腿模板措施將大大減少承重排架的搭設和模板鋪設量，降低施工的復雜性，牛腿預制安裝采用門機吊運安裝、人工配合，安裝方便快捷，就位后直接焊接加固，不需另行搭設操作排架，施工過程簡單、方便，干擾小。

(2)施工進度更快，投入更少。

預制模板吊裝施工省去了承重排架的搭設和部分模板的鋪設，具有預制件制作簡易、安裝方便快捷、安裝后不用拆除等優勢。與內拉法相比，預制法施工工期明顯縮短，比較6#、9#攔污柵，主要體現在牛腿排架搭設量的減少和牛腿底層模板鋪設的簡易性，預制模板方案節約人工投入130個工日，機械臺班投入8臺班，預制模板方案牛腿排架拆除方便，拆除量小，牛腿底層模板不需拆除，因此可節約人工80個工日，使攔污柵頂層施工工期提前16 d。

(3)施工安全風險大大降低。

由于采取了預制模板方案，原承重排架不再搭設，澆筑完畢后預制件不需拆除，無缺陷需要修補，從而使高空臨邊作業及交叉作業大幅度減少，安全防護僅需搭設施工操作平臺，防護簡單可靠，在排架和模板施工量減少的同時，也減少了高處墜物的發生頻率，從而為攔污柵下施工通道的安全提供了可靠保障。

(4)施工質量控制更加容易。

由于預制模板法前期已經考慮到鋼筋施工的困難，因此，采取先進行預制模板的吊裝施工，再進行鋼筋安裝施工，從而避免了鋼筋施工困難的問題。首先，預埋插筋充分考慮了預制模板的特點，預留保護層等控制良好；其次，鋼筋安裝的可利用空間增大，鋼筋安裝更加方便快捷，安裝質量更有保證。另外，混凝土外觀質量更易控制，先期控制預制件的制作質量減少了施工過程由于監管不善導致的漏漿、跑模等質量缺陷。

4 預制牛腿模板施工過程中的控制要點

(1)預制件的制作及預制件安裝面的標準性。預制構件的結構尺寸直接影響牛腿的外觀質量，預埋工字鋼的高程和上下層結合部位的高程、平整度是控制的重點。若高程沒有控制好，結構尺寸將受到影響，頂部平整度及鋼筋安裝將非常困難。因此，層間結合部位平整度的控制有利于預制件與攔污柵墩面的良好結合，避免漏漿等。

(2)預制件吊環焊點的可靠性。預制件吊環是吊裝及混凝土施工過程中的薄弱環節，吊點的安全關系到作業人員的生命安全及使用運行安全，因此，我們對吊環的焊接質量、材質、直徑進行了重點控制，配置了專業熟練的焊工負責制作吊環及安裝加固。預制混凝土模板安裝就位后，使用設計要求的拉桿與預埋件進行牢固焊接，未加固牢靠不得摘取起吊鋼絲繩。起吊鋼絲繩取掉后，不得任意割斷或彎折用于固定混凝土預制板的拉桿。

(3)預制件吊裝的安全監控。預制件單塊重1.32 t，采用門機吊運安裝，人工配合加固，屬于大型構件安裝施工。安裝時配置了專職安全員，指揮人員到位，嚴禁脫崗并設置了安全警戒，對交通路段進行了臨時封閉禁行，防止進水口下部施工車輛誤闖入吊裝警戒部位而造成事故。

(4)控制澆筑速度。混凝土澆筑采用平鋪法施工，布料機輸送入倉，鋪料厚度為30～50 cm，將各坯層覆蓋時間控制在30～100 min，澆筑速度按300 mm/h控制。混凝土澆筑過程中，模板保守工到位，人員充足并經常檢查、調整混凝土預制板及相鄰模板的運行情況。混凝土振搗時，振搗器避免與板面和拉桿接觸，以防混凝土預制板松動，削減其承載力。一旦發現松動，應立即采取應急加固措施。對于混凝土預制板與鋼模板、下層混凝土接觸面的混凝土一定要振搗密實，以確保施工質量。

5 結 語

對溪洛渡水電站左岸電站進水口懸挑牛腿部位采用的不同施工方案進行了對比分析，將預制模板施工方案與內拉法施工方案進行了比較，經現場實踐檢驗，總結了預制牛腿模板施工方案的優越性，發現采用預制牛腿模板施工方案不僅可以大幅度降低施工成本，而且提高了施工安全性，更能加快施工進度。筆者通過對牛腿預制施工方案的優越性以及現場施工過程中的主要控制點進行分析總結，希望能為今后同類型的工程施工提供借鑒經驗。