枕頭壩一級(jí)水電站泄洪閘支鉸牛腿施工技術(shù)

嚴(yán) 亞 雄，　徐 鐳 夢(mèng)，　王　偉

(1.國電大渡河枕頭壩水電建設(shè)有限公司，四川 樂山　614700；2.國電大渡河沙坪水電建設(shè)有限公司，四川 樂山　614700；

3.中國水利水電第三工程局枕頭壩施工局，四川 樂山　614700)

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枕頭壩一級(jí)水電站泄洪閘支鉸牛腿施工技術(shù)

嚴(yán) 亞 雄1，徐 鐳 夢(mèng)2，王偉3

(1.國電大渡河枕頭壩水電建設(shè)有限公司，四川 樂山614700；2.國電大渡河沙坪水電建設(shè)有限公司，四川 樂山614700；

3.中國水利水電第三工程局枕頭壩施工局，四川 樂山614700)

摘要：考慮到枕頭壩一級(jí)水電站泄洪閘支鉸牛腿混凝土施工具有工期緊、施工平臺(tái)搭設(shè)困難、預(yù)留次錨索孔鋼管定位安裝及支鉸座預(yù)埋件的安裝精度要求高、施工難度大等因素，在總結(jié)、借鑒以往工程施工經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，對(duì)泄洪閘支鉸混凝土施工方案進(jìn)行了一些創(chuàng)新和改進(jìn)，從施工規(guī)劃、分層分塊、支撐系統(tǒng)及模板的選擇、施工要點(diǎn)、工期分析、經(jīng)驗(yàn)總結(jié)等方面進(jìn)行了闡述。工程實(shí)踐表明：該方案克服了工程建設(shè)難題，保證了工程質(zhì)量及施工進(jìn)度，節(jié)省了工程投資，取得了滿意的施工效果，可供同類工程借鑒。

關(guān)鍵詞：泄洪閘；支鉸牛腿；混凝土；施工方案；枕頭壩一級(jí)水電站

1枕頭壩一級(jí)水電站泄洪閘支鉸的基本情況

枕頭壩一級(jí)水電站1#～5#泄洪閘壩段位于右岸，壩段長89.5m。泄洪閘進(jìn)口底板高程為585m，單孔尺寸為8m×16m(寬×高)，孔頂以上設(shè)胸墻；壩頂高程626.5m，閘墩高度41.5m；中墩厚5m，邊墩厚4m；閘室順?biāo)鞣较蜷L62.2m。閘室體型見圖1。

圖1　泄洪閘體型剖面圖

泄洪閘上游設(shè)平板檢修門，下游為弧形工作門，弧門支鉸牛腿尺寸為7.83m×7m，對(duì)角線最高為8.01m，牛腿懸臂長度為3m，支座牛腿混凝土方量為1 343.5m3(C45F100W6二級(jí)配)，二期混凝土方量為543.1m3(C45F100W6二級(jí)配)，鋼筋455.4t，熱軋等邊角鋼12.78t，主錨索預(yù)埋φ210鋼管共計(jì)210束，次錨索預(yù)埋φ170鋼管共計(jì)126束。

圖2　泄洪閘弧門支座牛腿剖面圖

2支鉸牛腿施工方案(圖2)

弧形閘門支鉸座是弧形閘門的重要組成部分，弧形門受水壓力后，壓力通過支臂傳給支鉸座、再傳遞給閘墩牛腿，閘門啟閉時(shí)，繞支鉸軸轉(zhuǎn)動(dòng)，支鉸中心應(yīng)保證與弧形閘門面板的圓心重合，閘門水壓力的合力總是通過支鉸軸中心，故支鉸牛腿的施工質(zhì)量直接關(guān)系到泄水系統(tǒng)的運(yùn)行安全。

2.1混凝土澆筑分層、分塊

1#～5#泄洪閘胸墻以下每個(gè)閘墩單獨(dú)全斷面澆筑上升。胸墻以上施工時(shí)分上下游兩段分別澆筑上升，即在閘墩上設(shè)臨時(shí)施工縫，每個(gè)閘墩前半幅作為先澆塊與胸墻連在一起先期上升，以保證泄洪閘金屬結(jié)構(gòu)安裝等工作能提前進(jìn)行；施工縫面以下各閘墩作為后澆塊，單獨(dú)澆筑上升。

閘墩及弧門支座牛腿施工整體成倉，該部位施工采用水平分倉，分三層澆筑(圖3)。

2.2模板支撐系統(tǒng)與模板的選擇

弧門支座牛腿混凝土澆筑模板支撐系統(tǒng)采用預(yù)埋工字鋼作為下支撐，預(yù)埋采用20號(hào)工字鋼，最大間隔1m，最小間距0.6m，共設(shè)置15根作為下部支撐，下加八字撐。支撐采用的型鋼在鋼筋加工廠焊接成桁架，施工現(xiàn)場(chǎng)組焊成型。弧門支座牛腿在桁架上采用φ48鋼管搭設(shè)承重架套可調(diào)絲杠然后進(jìn)行模板的鋪設(shè)(圖4)。

模板主要采用P3015、P1015組合鋼模板及木模板現(xiàn)場(chǎng)組裝成型，下部采用木方進(jìn)行墊隔，支撐于架管上，側(cè)壁采用雙層鋼管固定模板。

2.3備倉要點(diǎn)

2.3.1鋼筋制安要點(diǎn)

該工程鋼筋、模板按規(guī)范實(shí)施，鋼筋錨固長度為40 d(d為鋼筋直徑)，弧形門支座牛腿一期混凝土采用幫條焊(雙面焊縫)，對(duì)于其余部位鋼筋d≥28mm的采用機(jī)械連接，鋼筋d≤28mm時(shí)采用搭接焊接(圖5～8)。

圖3　泄洪閘澆筑分層圖

圖4　泄洪閘弧門支座牛腿模板支撐圖

2.3.2預(yù)留錨索孔

圖5　牛腿承重架搭設(shè)現(xiàn)場(chǎng)施工圖

預(yù)留錨索孔施工為該項(xiàng)目難點(diǎn)之一。預(yù)留錨索管數(shù)量大、鋼筋密集、空間狹小、測(cè)量放樣困難。次錨索預(yù)留錨索管為φ170×3.5mm鋼管，主錨索為φ210×3.5mm鋼管。為確保對(duì)穿次錨索管精確放樣，施工過程中，對(duì)于周邊有鋼筋的部位結(jié)合鋼筋固定，無鋼筋的部位現(xiàn)場(chǎng)制作型鋼門字架支撐，測(cè)量確定端頭點(diǎn)位，根據(jù)施工圖紙要求確定傾斜坡度，待施工人員按照點(diǎn)位調(diào)整好位置并經(jīng)簡易固定后，測(cè)量人員再次復(fù)核最終點(diǎn)位，以確保精確放樣。對(duì)已完成定位的次錨索預(yù)留管兩端采用棉絮加土工布進(jìn)行封堵，避免澆筑過程中出現(xiàn)污染而造成錨索預(yù)留孔堵塞。

2.3.3支鉸預(yù)埋件的安裝

支鉸預(yù)埋件的安裝：先在支鉸座上安裝模擬鉸座(用于檢測(cè)支鉸中心)，然后穿入地腳螺栓，利用50t汽車吊將支鉸座吊至其安裝高程，用5t手拉葫蘆進(jìn)行輔助牽引、調(diào)整支鉸座進(jìn)行精確定位，當(dāng)模擬支鉸中心線的高程、里程、同軸度等達(dá)到有關(guān)要求后，將錨筋與一期埋筋進(jìn)行焊接加固，加固完成后的復(fù)測(cè)數(shù)據(jù)應(yīng)滿足要求。

2.4混凝土澆筑

該部位混凝土為C45F100W6二級(jí)配混凝土，其中一期混凝土1 343.5m3，二期混凝土543.1m3。

2.4.1混凝土配合比

根據(jù)設(shè)計(jì)院下發(fā)的圖紙要求，將塌落度控制在70～90mm，通過配合比試驗(yàn)(28d)確定采用嘉華低熱水泥(P.LH42.5)+濤峰I級(jí)粉煤灰配合方案作為該工程現(xiàn)場(chǎng)施工混凝土配合比。減水劑采用江蘇博特JM-II型緩凝高效減水劑及宏志達(dá)HD-II型緩凝高效減水劑，引氣劑采用陜西隆生DH-9A1引氣劑，砂的細(xì)度 模 數(shù) 為2.79。

2.4.2混凝土澆筑、拆模及養(yǎng)護(hù)

該部位混凝土結(jié)合泄洪閘閘墩混凝土同步澆筑，共分3層澆筑。入倉手段主要依靠縱向?qū)ι嫌蝹?cè)2#MQ1260、1#、2#泄洪閘消力池內(nèi)7#MQ900及右非壩段1#MZQ1260門機(jī)吊罐直接入倉(圖10)，倉面內(nèi)設(shè)置可調(diào)節(jié)小溜槽作布料用，入倉強(qiáng)度為20～25m3/h。倉面內(nèi)部鋪料方向?yàn)檠貍}號(hào)短邊方向，鋪料厚度為50cm，平倉和振搗主要選擇φ100插入式振搗器，振搗方式為梅花形布置。對(duì)于局部鋼筋密集部位采用φ70軟軸振搗器振搗，振搗時(shí)間以混凝土不再顯著下沉、不出現(xiàn)氣泡、開始泛漿為準(zhǔn)。澆筑過程中，嚴(yán)格控制吊罐的入倉高度，禁止將混凝土直接傾砸在已完成定位的次錨索預(yù)留管上，加強(qiáng)預(yù)留管下部空腔內(nèi)的振搗。

混凝土澆筑完畢12～18h，對(duì)混凝土表面進(jìn)行灑水養(yǎng)護(hù)，2～3d后拆除側(cè)模，底模14d后拆除。拆模時(shí)應(yīng)特別注意對(duì)細(xì)部結(jié)構(gòu)邊角的保護(hù)和拆完模后的光潔度，對(duì)破損部位進(jìn)行合理修補(bǔ)。對(duì)拆模后的混凝土及時(shí)進(jìn)行灑水養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)時(shí)間為28d左右，覆蓋麻袋片進(jìn)行保護(hù)。

2.4.3二期混凝土澆筑

次錨索張拉完成及支鉸座埋件安裝完成后，進(jìn)行二期混凝土的回填(圖10)。

2.4.4質(zhì)量檢查與驗(yàn)收

圖6　鋼筋綁扎現(xiàn)場(chǎng)施工圖

圖7　主錨索預(yù)留錨索孔示意圖

圖8　牛腿支座次錨索預(yù)留錨索孔示意圖

設(shè)計(jì)等級(jí)級(jí)配設(shè)計(jì)坍落度/稠度/mm配合比主要參數(shù)每m3混凝土材料用量/kg·m-3水膠比F/%S/%減水劑摻量/%引氣劑摻量/萬水水泥粉煤灰砂小石中石減水劑引氣劑C45F100W6二70～900.272533JM-110.8DH-9A11.81303611205916186183.850.0867C45F100W6二70-900.272533HD-110.7DH-9A11.81303611205916186183.370.0867M50砂漿70～900.2525100JM-110.5DH-9A11.0240720240986004.80.096M50砂漿70～900.2525100HD-110.5DH-9A11.0240720240986004.80.096

圖9　泄洪閘施工門機(jī)布置圖

圖10　二期混凝土澆筑現(xiàn)場(chǎng)圖

施工過程中，承包人嚴(yán)格按照規(guī)范要求進(jìn)行技術(shù)交底，專職質(zhì)檢部門全程把控，嚴(yán)格執(zhí)行“三檢制”。監(jiān)理單位實(shí)時(shí)把控現(xiàn)場(chǎng)施工質(zhì)量，深入到各個(gè)環(huán)節(jié)。履行“四控制、二管理、一協(xié)調(diào)”的職責(zé)，實(shí)行全方位、全天候、全過程的監(jiān)理。

2.5工期分析

由于泄洪閘支鉸牛腿部位在實(shí)際施工過程中是結(jié)合閘墩一起進(jìn)行的，同時(shí)，結(jié)合該部位現(xiàn)場(chǎng)施工場(chǎng)地狹小的情況，單個(gè)牛腿每倉每次投入施工人員7～8人，牛腿第一層備倉時(shí)間約為14d，其余兩層備倉時(shí)間約為7～9d，澆筑時(shí)間平均為2d。考慮到泄洪閘施工同步工期及支鉸預(yù)埋件安裝，每個(gè)牛腿完成時(shí)間約為30～35d(不包含二期混凝土回填)。

3枕頭壩一級(jí)水電站泄洪閘支鉸牛腿施工取得的經(jīng)驗(yàn)

枕頭壩一級(jí)水電站泄洪閘支鉸牛腿混凝土工程施工的重、難點(diǎn)在于施工平臺(tái)的搭設(shè)、預(yù)留次錨索孔、鋼管定位安裝及支鉸座預(yù)埋件的安裝精度。

混凝土分層分塊時(shí)，在閘墩上游胸墻和下游閘墩處設(shè)施工縫，形成上下游獨(dú)立澆筑上升。雖然增加了施工縫，但減小了單倉澆筑倉號(hào)的強(qiáng)度，避免了施工冷縫的發(fā)生，有利于加快施工進(jìn)度。實(shí)踐證明：在閘墩上游胸墻和下游閘墩設(shè)施工縫、分開施工是必須的。

由于牛腿鋼筋種類較多、施工現(xiàn)場(chǎng)的鋼筋安裝又無擺放場(chǎng)地，因此，鋼筋下料要盡量減小鋼筋截?cái)嗟亩螖?shù)，減小等差鋼筋數(shù)量，為現(xiàn)場(chǎng)鋼筋清料減小難度，從而有利于加快鋼筋的安裝進(jìn)度。牛腿鋼筋下料分2層完成較好。

圖11　現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)交底

圖12　施工過程驗(yàn)收相關(guān)資料示意圖

澆筑過程中，一定要做好錨索鋼管的保護(hù)。一是對(duì)管口做好臨時(shí)封堵工作，防止混凝土流入鋼管內(nèi)；二是盡量避免混凝土吊罐下料直接沖擊鋼管，并避免吊罐碰撞鋼管。

由于牛腿鋼筋密集，振搗困難，故混凝土入倉塌落度不宜小于7～9。但由于混凝土標(biāo)號(hào)較高，運(yùn)輸過程中塌落度損失較大，故拌制混凝土的塌落度應(yīng)適當(dāng)提高。

牛腿混凝土施工屬高空凌空作業(yè)，因此，施工過程中一定要做好安全防護(hù)措施。

該項(xiàng)目在參建各方的共同努力下已順利完成了施工任務(wù)，經(jīng)檢驗(yàn)各項(xiàng)指標(biāo)滿足設(shè)計(jì)要求。

參考文獻(xiàn)：

[1]張建新.葛洲壩水利樞紐預(yù)錨式弧形閘門支鉸的布置及施工[J].水電站機(jī)電技術(shù)，1992，43(4)：58-64.

嚴(yán)亞雄(1990-)，男，四川成都人，助理工程師，學(xué)士，從事水電工程建設(shè)技術(shù)與管理工作;

徐鐳夢(mèng)(1988-)，女，四川仁壽人，助理工程師，學(xué)士，從事水電工程建設(shè)技術(shù)與管理工作；

王偉(1987-)，男，陜西長安人，助理工程師，學(xué)士，從事水電工程建設(shè)技術(shù)與管理工作.

(責(zé)任編輯：李燕輝)

收稿日期:2015-10-15

文章編號(hào):1001-2184(2015)06-0118-07

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B

中圖分類號(hào):TV546;TV52;TV7

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