发电厂房混凝土施工技术措施

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摘要： 尼尔基发电厂房前期由于围堰渗水及基坑结冰等原因导致开挖工期推迟了1个月，使厂房混凝土施工工期显得异常紧张，为此发电厂房混凝土施工中，在确保质量的前提下采用了一系列加快进度的技术措施，如：采用对门机布置方案进行优化，进水口检修平台和尾水平台现浇板梁改为预制板梁方案；进水闸墩、尾水闸墩以及闸门二期采用滑模施工工艺，采用6方蓄能液压卧罐替代沿用多年的手动卧罐，混凝土浇筑预埋自动测温记录仪加强混凝土内部温度检测，钢筋连接采用等强滚轧直螺纹连接技术，闸墩牛腿梁和桥机连续梁牛腿模板支撑由外撑改为内拉方案，挡水坝段浇筑块内埋设冷却水管降温措施（在高寒地区首次采用），用P3软件编制混凝土工期。以上措施的实施，使厂房施工质量和进度均取得了比较显著的效果。 

    关键词： 尼尔基发电厂房混凝土施工技术措施 1     概述  尼尔基 水利 枢纽工程位于黑龙江省与内蒙古自治区交界的嫩江干流的中游，控制流域面积 6.64 万 km 2  。枢纽工程具有 防洪 、工农业供水、发电、航运及水资源保护等综合利用效益，是嫩江流域水资源开发利用、防治旱涝灾害的核心工程，也是实现北水南调的控制性工程之一。发电厂房与变电站  土建工程包括右副坝与厂房坝段连接翼墙、主坝与厂房坝段连接翼墙、主副厂房段 ( 包括导流底孔坝段 ) 、厂  前区及变电站等建筑物。本电站采用河床式厂房。厂房右侧与副坝翼墙相接，左侧与主坝翼墙相接，河床式厂房为Ⅰ级建筑物，主厂房尺寸 ( 长×宽×高 ) ： 149m × 26.1m × 60.64m ，装机四台，单机容量 62.5mw ，总装机 250mw ，年发电量 6.39 × 10 8 kw · h ；变电站为户外中式变电站，布置于距安装间下游约 40m 处厂前区左侧，为石渣回填压实基础，尺寸为 ( 长×宽 )73m × 62m ，共设一回 220kV 出线至拉东变电站。发电厂房混凝土工程量见表 1 。 表 1     发电厂房主要工程量     序号  项   目  单位  工程量  备注   1  主坝与厂房连接翼墙  m 3   49000  2  厂房与右副坝连接翼墙  m 3   34400  3  挡水坝体混凝土  m 3   88011  4  厂房机组段混凝土  m 3   225179  合计  m 3   396590  2        施工 条件的变化  由于尼尔基厂房标段合同签定的日期是  2001  年  12  月  30  日，合同规定的开工日期是  2002  年  1  月  1  日，元月份的尼尔基极端最低气温达  -35.5  ℃  ，厂房基坑内由于厂房围堰渗水非常严重，基坑内结冰层厚度达  90cm  ，招标文件规定，厂房基坑开挖是旱地施工条件，开挖作业无法按预定的工期展开作业，采取进占法挖除基坑内结冰和采用截渗沟解决围堰渗水后，    02   年  3  月底才正式开始基坑岩石开挖。通过方案比较，决定采用在进水渠和尾水渠预留门机岩台（见图  1  ），门机布置在预留岩台上，这一方案得到业主和工程师的认可。尽管厂房增加了开挖设备和人员的投入，厂房开挖工期原定的  6  月  30  日还是延期到  7  月  31  日才完成厂房开挖施工。由于混凝土施工节点工期不变，厂房混凝土施工工期受到压缩，开挖与门机安装以及混凝土浇筑施工同步进行，道路、排水、基础固结灌浆干扰非常之大，造成厂房整体施工难度加大。    3       混凝土施工主要技术措施  3.1       模板工程  （1）     进水口、出水口闸墩门楣以下墩头模板采用定型钢模板，定型钢模板由专业厂家加工制作；门楣以上闸墩采用滑模施工，闸墩滑模施工工艺在金哨电站用过，工艺已经日臻成熟，滑模施工速度快，日平均滑升  3.0m  左右；滑模施工质量可靠，滑模混凝土表面平滑，外观光洁，很少出现“麻面”以及出现错缝现象；滑模 经济 效益非常客观，减少了层间凿毛工作量和模板拆安工作量；滑模对高空作业人员安全保障性好，由于滑模模体 结构 布置有封闭操作平台，可以有效防范施工人员坠落、坠物等安全事故。 （2）     尾水肘管模板采用组合木模板（见图  2  ），模板排架在木加工厂分片预组装，运至现场后分片吊装就位，大大提高了模板支立的速度，创造了一台机组尾水肘管模板安装用时  9  天的最高记录；肘管尾水侧墙、尾水管平台部分采用钢模板拼装，减少木材使用量，降低了工程成本。 （3）     尾水扩散段顶板采用倒“  T  ”型预制梁结构，减少了顶板现浇支撑时间，大大加快了施工进度。 （4）     尾水平台和进水口检修平台板梁均采用预制板梁结构型式，确保了施工安全，保证了施工进度。    （5）     机组挡水坝段大体积混凝土模板采用标准钢模板拼装大模板，拼装大模板提升采用外伸悬臂钢架导链提升装置（见图  3  ），模板安装基本上不依赖于垂直吊运设备，大大加快了仓号准备时间，减少了支模占用门机时间，提高了混凝土浇筑强度。 （6）     进水口顶板椭圆曲线面模板（见图  4  ）支撑采用钢桁梁取代满堂红钢管支撑结构系统，节省了支撑材料，减少了因混凝土待强而延长的施工时间。 （7）     进水口溢流面采用拉模工艺，采用拉模使溢流面表面成形质量得到了保证。 （8）     尾水闸墩牛腿、挡水坝段桥机梁牛腿、挡水坝段钢屋架牛腿以及挡水坝段  221.00  高程上下牛腿模板支撑均采用内拉法施工（见图  5  ），内拉模板施工简化了施工工艺，模板拆除由门机配合，加快了施工进度。 （9）     厂内桥机混凝土梁支撑采用钢桁架梁支撑，以改以往的钢管支撑方案。 （10）  异形弧段曲面模板采用标准钢模板替代传统的白松木模板方案，挡水坝段进水口顶板椭圆弧面、蜗壳内侧墙渐变曲面、尾水管直立面，直平面等采用钢模板，替代围囹加白松板方案，节省了大量木材。 （11）  模板支撑纵横联结及斜拉杆件等材料采用厂房通用钢筋主材，支撑材料拆除后，可以用于主体工程，提高了材料的利用率。导流底孔顶板、蜗壳顶板支撑等大部分纵横联结及斜拉杆件均采用螺纹二级钢筋，支撑拆除以后可再次用于主体工程。 3.2    钢筋工程  1)     钢筋连接采用等强滚轧直螺纹套筒连接工艺，节省了仓位钢筋焊接时间，提高了工效。    2)     混凝土外露面拉条采用预埋橡胶锥体工艺，节省了处理拉条时间。 3)     桥机混凝土梁钢筋绑扎采用车间绑扎成型，整体吊装方案。  3.3    为混凝土浇筑配置充足的入仓手段。  为了加快混凝土入仓速度，缩短混凝土浇筑时间，同时满足模板快速提升以及钢筋、机电埋件的及时吊运入仓和安装要求，对厂房门机布置方案进行全面的优化设计，确定了在上下游进水渠、尾水渠预留门机岩石台阶，不仅可以减少一期岩石开挖量，为门机尽早形成浇筑作业能力创造了条件。 （    1    ）根据混凝土分布部位以及按不同的施工时段进行门机布置  ①    2002    年门机布置：   在上游进水渠门机岩台上首先布置  1  台  MQ540  高架门机、  1  台  MQ1260  （  B  ）高架门机和  1  台  WD-400  履带吊车，在下游尾水渠门机岩台上布置  1  台  MQ540  低架门机、  1  台  DZQ600  自升式高架门机和  1  台  WD-400  履带吊车，在左翼墙  185.00  高程安装  1  台  QTZ  建筑塔吊，用以满足  2002  年厂房基础混凝土浇筑作业。 ②    2003    年门机布置：   2003  年是厂房混凝土浇筑高峰年，随着厂房浇筑块的逐渐升高，上下游的  MQ540  门机和  WD-400  履带吊车已经不能满足高仓位浇筑要求，需要对  2002  年门机布置进行调整：在上游进水渠岩台上布置  2  台  MQ1260  门机，在下游尾水渠岩台上布置  1  台  MQ540  门机、  1  台  DZQ600  门机，在右翼墙  195.00  平台上布置  1  台  MQ540  门机，在  1#  安装间尾水平台上做临时轨道梁布置  1  台  MQ540  门机，这样  2003  年共布置  6  台门机，  2  台履带吊车共计  8  台套混凝土垂直吊运设备（见图  6  ）。   ③    2004    年门机布置   ：在尾水平台上  191.84m  高程布置  1  台  MQ540  高架门机，在挡水坝段  221.00m  高程布置  1  台  MQ540  低架门机，以上两台门机可以满足进水渠和尾水渠以及厂房机组段剩余部分二期混凝土施工任务。 （  2  ）卧罐采用新型的蓄能式液压卧罐。采用  6m 3   蓄能液压卧罐替代沿用多年的手动卧罐。这在六局尚属首次。 （  3  ）在施工过程中挡水坝段增加了抗剪型钢，挡水坝段混凝土吊运能力受到很大的 影响 ，为了弥补垂直运力不足的矛盾，不失时机地增加了  1  台  HB-60  混凝土泵，在不改变配合比的情况下，对蜗壳流道底板等混凝土进行了常规泵送混凝土实验，实验取得了成功，扩大了泵送混凝土浇筑范围，在很大程度上缓解了挡水坝段门机设备运力不足的矛盾。      3.4    混凝土温控     （1）      夏季混凝土温控。  厂房夏季混凝土施工除采取一系列降低混凝土浇筑温度、层间温差的常规措施，还采用了以下措施： ①  挡水坝段大体积混凝土埋设蛇形冷却水管（见图 7 ），并采用薄层浇筑（混凝土分层厚度在 2.0m 左右）（  在高寒地区首次采用）  ； ②  加强混凝土表面流水养护，平面、坡面采用自流水养护，立面利用悬挂多孔水管喷水养护； ③  混凝土浇筑块预埋自动测温记录仪，加强混凝土内部温度检测，根据检测结果及时调整并改进温控措施； ④  蜗壳侧墙及顶板掺加抗裂合成纤维（ CTA ），以增强混凝土抗裂性能。  CTA Fiber  抗裂合成纤维是专用于砂浆  /  混凝土的改性聚丙烯短纤维，能极大提高砂浆  /  混凝土的抗裂、抗渗、抗冲击、抗震、抗冲耐磨性能，使混凝土构件具有良好的整体性，工程质量显著提高。 （ 2 ）低温季节混凝土施工。  低温季节混凝土采用提高混凝土出机口温度，延迟拆模时间，及时覆盖或悬挂保温草帘子，封堵孔洞，加大入仓强度等措施。 （ 3 ）冬季混凝土过冬保护。  对于进入冬季未达到 28d 强度的混凝土浇筑块进行过冬保护。主要采用蓄热法：在需保护的混凝土浇筑块的表面覆盖或悬挂 2 层共 5cm 厚的草帘子，所有的易形成穿堂风的孔洞用彩条布进行封口。      3.5    其他  （  1  ）对厂房混凝土分区段施工，各区段相对独立。 将河床式厂房分为三个施工区段：挡水坝段、机组段和尾水副厂房，三个区段在结构上通过板梁和横墙连接，由于各部位 图纸 到位时间上存在差异，如果按部就班平行作业，施工无法正常进行。为了解决这个 问题 ，征得业主和设计许可，在先浇区段的交接面上预留板（墙）槽梁窝，有效地避免了图纸到位晚等不利因素的影响，使厂房各区段相对独立开来，大大加快了施工进度。    （  2  ）合理分层分块。 针对尼尔基地区的气候特点，对厂房分层分块进行季节性调整，既满足了温控要求，又加快了施工进度。在夏季高温季节采用薄层浇筑（控制在  2.0m  ），高温季节过后，适当加大浇筑层高（调整到  3.0m  ）。 （  3  ）厂房机组段基础固结灌浆取消，为混凝土施工赢得了时间。 由于厂房机组段基础岩石比较完整，经与设计院沟通，取消厂房  1#  ～  4#  机组段基础固结灌浆，右翼墙加大固结灌浆压重厚度，使固结灌浆对混凝土浇筑施工的干扰减少到最低限度。 （  4  ）与其他标段的协调。 厂房土建与金属结构、左右副坝施工相互制约极大。加强相互协调，在相互安排上，互相配合，严谨 科学 地组织施工，尽早为对方提供施工条件，施工加快进度、缩短直线工期的有效途径之一。    4       结语  坚持 科技 创新，是振兴水电建筑 企业 的必由之路。尼尔基发电厂房依靠先进的施工技术和创新的管理理念，取得了丰硕的成果。今后，仍然需要加大对发电厂房混凝土施工先进技术的推广和 应用 的力度，六局会在厂房施工方面占有更多的技术优势。