圓形取水頭預制工藝

彭江能

摘 要：文章以湄洲灣電廠取水工程為例，基于該工程的技術難點提出應對措施，對圓形取水頭預制工藝進行了具體的探討，為今后在電廠項目中復雜構(gòu)件的預制起了良好的借鑒作用。

關鍵詞：電廠 取水頭 模板工程

1.工程概況

湄洲灣電廠取排水工程每臺機組1000MW，共配備2座直徑21.4m圓形取水頭部，取水點位于本期廠區(qū)西側(cè)，距離廠區(qū)約720m，2座取水頭中心距離約55m。

根據(jù)工藝布置，本工程2臺機設2座淹沒式圓柱形鋼筋混凝土取水頭，取水頭內(nèi)徑20m，壁厚0.7m，進水口上坎標高-4.80m，底坎標高-6.8m，圓形進水口沿圓周設12個窗口，窗口之間用鋼筋混凝土支柱支撐分隔，窗口格柵采用耐腐蝕FCuZn37Sn耐蝕防污銅合金；在距離頂面1.2m以下的墻體中心設置一圈DN125-UPVC加氯管道并連接12個加氯支管通向取水頭內(nèi)側(cè)。取水頭結(jié)構(gòu)詳見圖1。

2.施工難點和應對措施

2.1施工難點

圓形取水頭直徑21.4m，高度13.85m，尺寸較大，且構(gòu)件由圓形底板、墻體、立柱、橫梁和懸挑出水口等組成，結(jié)構(gòu)復雜，預埋件施工難度大，采用單一的模板形式無法一次澆筑成型。

2.2應對措施

針對取水頭特點，本工程采用分層預制工藝，鋼筋采用冷搭接方式進行綁扎施工。模板采用工字鋼底胎膜、鋼模板和木模板組合方式，其中底板和外墻身施工采用工字鋼底胎膜和鋼模板組合工藝，其中鋼模板分包括內(nèi)，外模板，兼做鋼筋綁扎架；橫梁、出水口懸挑部分和頂板采用腳手架和木模板組合工藝，預埋件采用二次預埋的方式。鋼筋在專門的鋼筋加工場制作，通過塔吊轉(zhuǎn)運至臺座上綁扎?；炷翝仓捎帽盟凸に?。

3.預制場地布置

2個取水頭安排在東吳預制場預制。預制場地長度160m，寬度120m，面積19200m2，共設置4條生產(chǎn)線，19個預制臺座。其中1#和3#生產(chǎn)線各5個臺座，用于預制排水沉管；2#生產(chǎn)線5個臺座，4#生產(chǎn)線4個臺座，用于預制取水沉管和取水頭。因空間限制，現(xiàn)場沒有沉管和取水頭的堆放場地，且沉管預制必須按照安裝順序進行，即必須等每條生產(chǎn)線的沉管出運完成后才能進行下一批沉管的預制，2個取水頭處于取水工程的末端，因此，將2個取水頭安排在第二生產(chǎn)線預制。取水頭預制完成后，通過卷揚機和高壓氣囊滾動出坑和落駁。

4.圓形取水頭預制工藝

本工程將取水頭分層8層進行預制。工藝流程具體如下：工字鋼底胎膜鋪設→底層鋼筋綁扎→底層模板安裝→底層混凝土澆筑→第二層鋼筋綁扎（含相應內(nèi)立柱）→第二層模板安裝→第二層混凝土澆筑→第三層鋼筋綁扎（含相應內(nèi)立柱）→第三層模板安裝→第三層混凝土澆筑→第四層鋼筋綁扎（含相應內(nèi)立柱）→第四層模板安裝→第四層混凝土澆筑→第五層橫梁腳手架搭設、鋼模和木模板安裝→第五層鋼筋綁扎（含相應橫梁）→第五層預埋件安裝→第五層混凝土澆筑→第六層鋼筋綁扎（含相應內(nèi)立柱）→第六層預埋件安裝→第六層模板安裝→第六層混凝土澆筑→第七層鋼筋綁扎（含相應內(nèi)立柱）→第七層預埋件安裝→第七層模板安裝→第七層混凝土澆筑→第八層腳手架搭設、木模安裝→第八層鋼筋綁扎→第八層混凝土澆筑。

4.1模板工程

取水頭為圓形結(jié)構(gòu)，由底板、墻體、立柱、橫梁和銅格柵等組成，結(jié)構(gòu)復雜，采用單一的模板結(jié)構(gòu)很難達到預制要求。通過比較分析，底部采用工字鋼底胎膜結(jié)構(gòu)，底板和墻體采用鋼模板，立柱和橫梁等采用木模板（腳手架支撐）。

4.1.1工字鋼底胎膜

根據(jù)設計院驗算，取水頭頂升需要至少設置8個頂升點，且必須對應相應的立柱，因現(xiàn)場的原有預制場地為1200mm厚的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，采用頂升坑的方式，場地改造量大，耗時長，為了滿足施工進度，本工程采用傳統(tǒng)的工字鋼底胎膜結(jié)構(gòu)。整個底胎膜由11道25a工字鋼組成，中間填砂并澆水密實，上鋪20mm厚的膠合板，封頭采用通長的[25a槽鋼。取水頭預制完成后，在工字鋼組間隙穿高壓氣囊頂升搬運。

4.1.2模板工程施工

（1）墻體模板。取水頭墻體模板采用鋼模板。本工程工期緊張，制作鋼模板2套，模板兼做鋼筋綁扎架和取水頭安裝前格柵處封堵之用。每套鋼模板分內(nèi)、外模板，各12片，由[16槽鋼立柱、模板面、操作平臺和護欄等組成。因內(nèi)模安拆空間受限，且為弧形結(jié)構(gòu)，故設置一個楔形模板，安裝時先安裝內(nèi)模，再安裝楔形模板，拆卸時，順序反之。此外，內(nèi)模專門設置1套可拆卸的倒角模板，用于底層澆筑。澆筑2～8層時，為了方便安拆，需去除倒角模板，內(nèi)外模通過預埋圓臺螺母和拉桿進行緊固，上沿通過木方和拉桿控制墻體尺寸。外模與外模、內(nèi)模與內(nèi)模之間分別通過M20螺栓鎖緊。

（2）出水口懸挑部分、橫梁和頂板模板。為了節(jié)約成本，加快施工進度，橫梁、取水頭出水口和頂板均采用鋼管腳手架和木模板結(jié)構(gòu)。根據(jù)結(jié)構(gòu)受力分析，腳手架立桿縱橫距為0.8～1.2m，步距1.5～1.8m，框梁下立桿縱距為0.45～0.5m?？v橫方向每隔5m布設一道剪刀撐，并與水平桿連接牢固。豎向立桿上設可調(diào)整頂托，用于支撐木模板和控制木模板水平度。木模板由100mm×100mm木方和=20mm的膠合板組成，其中側(cè)模通過拉桿進行加固，拉桿橫向和縱向間距均為700mm。腳手架根據(jù)施工順序從下往上搭設，分別滿足橫梁和頂板的施工要求。

4.2預埋件工程

取水頭的主要預埋件為埋在墻體的環(huán)向加氯管道和FCuZn37Sn耐蝕防污銅合金格柵，其中加氯管道每節(jié)4m，根據(jù)墻體的弧度制作而成。每節(jié)管道通過承插口和膠水連接，澆筑混凝土前采用鋼筋加固于構(gòu)件墻體主筋上。

按照設計要求，格柵兩端深入上下墻體混凝土各250mm，且不得與混凝土中的鋼筋有接觸。因格柵單根重55.625kg左右，難以定位和安裝，本工程采用后埋的方式，先采用泡沫條作為內(nèi)模在取水頭的下墻體預留200mm×250mm的環(huán)向槽口，下墻體澆筑完成后，取出泡沫條，對槽口進行鑿毛和清理；再用木板將格柵定位和加固于槽口里，最后采用與墻體混凝土同等標號的細石混凝土灌滿槽口，使格柵得以永久固定。

4.3鋼筋工程

取水頭鋼筋在鋼筋加工場制作，通過塔吊轉(zhuǎn)運至臺座綁扎。底板鋼筋直接在底胎膜上綁扎成型，接頭采用冷搭接方式，搭接長度≥35d（d為鋼筋直徑），接頭中心距離1.3倍的搭接長度，鋼筋接頭交錯分布，保證同一截面內(nèi)接頭數(shù)量≤鋼筋總面積的50%；分層豎向鋼筋搭接亦采用冷搭接方式，根據(jù)各層的分層高度預留上一層的鋼筋搭接長度。

4.4混凝土工程

混凝土澆筑采用預制場攪拌站集中拌和供應，攪拌車水平運輸，泵車泵送入模的施工工藝。現(xiàn)場配備60m3/h攪拌站2臺，80m3/h混凝土汽車泵1臺和8m3混凝土運輸車3部，可滿足取水頭的預制要求。

施工時，混凝土按照設計配合比進行控制，澆筑的分層厚度控制在500mm以內(nèi)；澆筑沿著墻體順時針方向前進；采用插入式振搗器振搗時，振搗器不得觸及模板和預埋件，振搗時間控制在15～20s，以表面水泥漿和混凝土不再沉降為準；振搗間距控制在300～400mm，防止出現(xiàn)漏振和過振現(xiàn)象。

混凝土澆筑完畢結(jié)硬后，及時保濕養(yǎng)護，確保養(yǎng)護水均勻噴灑在混凝土的各個表面，使其常處于濕潤的狀態(tài)，防止表面失水而出現(xiàn)干縮裂縫。養(yǎng)護時間≥14d。

5.結(jié)束語

綜上所述，實踐證明，取水頭預制采用鋼、木模板和腳手架的組合工藝是可行的。其中，定型鋼模板周轉(zhuǎn)率高，完全滿足大面積墻體的施工要求；而木模板和腳手架組合工藝相對靈活，適應性強，很好地解決了立柱、橫梁及出水口的施工難題。

參考文獻：

[1]GB 50666-2011，混凝土結(jié)構(gòu)工程施工規(guī)范[S].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2012.

[2]建筑施工手冊（第五版）編委會.建筑施工手冊[M]. （第五版）.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2012.