白鶴灘水電站廠房巖壁吊車梁混凝土施工技術(shù)研究

孫會(huì)想，段興平，徐進(jìn)鵬，王鵬飛，何 鑫，晏和帥

（1.中國(guó)三峽建設(shè)管理有限公司，610000，成都；2.中國(guó)長(zhǎng)江電力股份有限公司，443000，宜昌）

一、工程概況

白鶴灘水電站地下廠房巖壁吊車梁作為機(jī)組安裝和檢修的承重結(jié)構(gòu)，需要承受最大1300 t荷載，工程規(guī)模大，質(zhì)量要求高，施工難度大，如何采用全液壓自行式臺(tái)車進(jìn)行巖壁吊車梁混凝土施工，是一個(gè)值得深入研究的問題。

二、分倉設(shè)計(jì)

廠房巖壁吊車梁混凝土澆筑共分為57倉。

①上游側(cè)。輔助安裝場(chǎng)段左廠0-39.6 m～左廠 0-17.1 m共22.5 m，分2倉澆筑；主機(jī)間段左廠0-17.1 m～左廠0+286.9m，按照每?jī)蓚€(gè)機(jī)組段（76 m）分5倉澆筑；安裝場(chǎng)段左廠0+286.9m～左廠0+366.4m共79.5m，分6倉澆筑；上游側(cè)共28倉。

②下游側(cè)。輔助安裝場(chǎng)段左廠0-39.6 m～左廠 0-17.1 m 共 22.5 m，受進(jìn)廠交通洞南側(cè)支洞門洞影響，分3倉澆筑；主機(jī)間段和安裝場(chǎng)段澆筑分倉和上游側(cè)相同；下游側(cè)共29倉。

三、臺(tái)車設(shè)計(jì)

根據(jù)巖壁吊車梁混凝土澆筑分倉，對(duì)單側(cè)式鋼筋臺(tái)車、鋼模臺(tái)車進(jìn)行了設(shè)計(jì)。

鋼筋臺(tái)車尺寸為 17.736 m×8.8 m×9.9 m/15.6 m×11.7 m×9.9 m（長(zhǎng)×寬×高），由門架總成、側(cè)面可伸縮平臺(tái)、頂部平臺(tái)、懸臂卷揚(yáng)提升機(jī)構(gòu)、行走機(jī)構(gòu)、機(jī)電系統(tǒng)、臺(tái)車防護(hù)結(jié)構(gòu)等7個(gè)主要部分組成（見圖1）。其中門架是整個(gè)鋼筋臺(tái)車的主要承重構(gòu)件，由橫梁、立柱及縱梁通過螺栓連接而成。側(cè)面可伸縮平臺(tái)為鋼筋綁扎主工作面，左右兩邊各設(shè)計(jì)有3個(gè)承重層。頂部平臺(tái)為鋼筋吊裝、轉(zhuǎn)運(yùn)平臺(tái)，兼做巖壁吊車梁頂部鋼筋綁扎平臺(tái)，作業(yè)人員可在頂部不同開挖斷面運(yùn)送、綁扎鋼筋，頂部平臺(tái)可承受適當(dāng)重量。懸臂卷揚(yáng)提升機(jī)構(gòu)，共設(shè)置2臺(tái)，可起吊貨物1 t，吊臂最大旋轉(zhuǎn)角度為90°。主、從行走機(jī)構(gòu)各為2套，采用螺栓連接在門架縱梁下部。臺(tái)車通過機(jī)電系統(tǒng)對(duì)卷揚(yáng)提升機(jī)構(gòu)及主動(dòng)行走機(jī)構(gòu)進(jìn)行控制。鋼筋臺(tái)車通道、操作層及平臺(tái)底部均做安全防護(hù)，其中操作層平臺(tái)及臺(tái)車底部采用花紋鋼板封閉。

鋼模臺(tái)車結(jié)構(gòu)尺寸20.157 m×8.43 m×11.9 m/16.5 m×11.25 m×11.0 m（長(zhǎng)×寬×高），由門架總成、模板系統(tǒng)、模板調(diào)節(jié)系統(tǒng)、行走機(jī)構(gòu)、機(jī)電系統(tǒng)、臺(tái)車防護(hù)結(jié)構(gòu)等6個(gè)主要部分組成（見圖2）。其中門架總成、行走機(jī)構(gòu)、機(jī)電系統(tǒng)、臺(tái)車防護(hù)結(jié)構(gòu)和鋼筋臺(tái)車相同，臺(tái)車模板系統(tǒng)由左側(cè)和右側(cè)模板構(gòu)成，分別設(shè)置在臺(tái)車兩側(cè)構(gòu)成巖壁吊車梁輪廓，單塊模板縱向長(zhǎng)1.5 m，模板橫向由兩塊直面模板及一塊拐角模板組合而成，拐角模板與直面模板之間通過螺栓以及定位銷進(jìn)行連接與固定。模板調(diào)節(jié)系統(tǒng)由6套橫移機(jī)構(gòu)組成，分別設(shè)置在門架上橫梁兩側(cè)，并與伸縮梁連接，通過伸縮梁頂升油缸伸縮調(diào)整模板進(jìn)行豎向定位及拆模。水平方向上布置有橫移油缸，用于調(diào)整模板的水平位置?？紤]到巖壁吊車梁混凝土澆筑的重要性，為確保不產(chǎn)生側(cè)向位移和變形，在巖壁吊車梁上部、下部分別增加一排拉筋將鋼模臺(tái)車連接至邊墻，以加固鋼模臺(tái)車。

臺(tái)車安裝工序流程：軌道安裝→下部門架安裝→上部門架安裝→邊模安裝→調(diào)整→支撐千斤頂安裝→檢查、緊固所有螺栓→液壓系統(tǒng)安裝、調(diào)試。各工序施工過程中使用全站儀全程檢測(cè)糾偏。

圖1 鋼筋臺(tái)車示意圖（單位：cm）

圖2 鋼模臺(tái)車示意圖（單位：cm）

四、巖壁吊車梁混凝土施工技術(shù)

1.施工工序

臺(tái)車澆筑巖壁吊車梁混凝土施工工序流程：鋼筋臺(tái)車就位→鋼筋安裝→鋼模臺(tái)車就位→預(yù)埋件及端頭模板安裝、校正→泵機(jī)、布料機(jī)等澆筑設(shè)施就位→驗(yàn)倉澆筑→等強(qiáng)度達(dá)到規(guī)定指標(biāo)、養(yǎng)護(hù)→鋼模臺(tái)車拆模、行走→下一循環(huán)。每個(gè)倉位的鋼筋安裝、混凝土施工均在臺(tái)車平臺(tái)上實(shí)施，施工全過程機(jī)械化、流水化、集成化。

為提高混凝土澆筑入倉效率，采用9.0 m3或12 m3混凝土攪拌車+TB110G布料機(jī)配合鋼模臺(tái)車入倉方式（見圖 3），混凝土采用坍落度 14～16 cm的二級(jí)配混凝土。為保證混凝土澆筑質(zhì)量、控制模板變形，澆筑過程中嚴(yán)格控制混凝土入倉強(qiáng)度，倉內(nèi)混凝土分層厚度30～40 cm，上升速度不超過50 cm/h。

2.混凝土振搗技術(shù)

經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)混凝土振搗生產(chǎn)性試驗(yàn)確定混凝土振搗技術(shù)要求：入倉后的初振時(shí)間為25～35秒，以混凝土不再顯著下沉、無氣泡、開始泛漿為止；復(fù)振在初振30～40分鐘后進(jìn)行，振搗不超過15秒，嚴(yán)禁過振、欠振。

3.混凝土溫控、養(yǎng)護(hù)技術(shù)

（1）溫控技術(shù)

全段采用低熱水泥混凝土配合比減少水化熱，從源頭上降低混凝土溫度。在巖壁吊車梁混凝土內(nèi)部埋設(shè)單層水平冷卻水管，間距約1.0 m，豎向距離混凝土底部約1.6 m，收倉后及時(shí)通制冷水降溫，降低水化熱對(duì)混凝土的影響，通水時(shí)長(zhǎng)不少于10天。

巖壁吊車梁混凝土澆筑溫控標(biāo)準(zhǔn)：混凝土入倉溫度18℃以下（4—9月）、15℃以下（10 月—次年 3 月），其中12月和1月為自然入倉。4—9月混凝土內(nèi)部溫度控制在42℃以下，10月—次年3月控制在39℃以下?；炷羶?nèi)部溫度與表面溫度 （環(huán)境溫度）最大溫差不超過25℃?；炷羶?nèi)部溫度與通水溫度最大溫差不超過25℃。混凝土溫度達(dá)到最高溫度后，每天降溫幅度不能超過1℃。

（2）養(yǎng)護(hù)技術(shù)

混凝土表面養(yǎng)護(hù)在收倉后12～18小時(shí)及時(shí)進(jìn)行，頂部采用兩側(cè)端頭設(shè)置擋坎、中間蓄水養(yǎng)護(hù)，側(cè)面及下斜面均采用覆蓋土工布結(jié)合人工灑水養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)時(shí)間均不低于28天。采取緊固措施使土工布緊貼下斜面，保證斜面養(yǎng)護(hù)效果。

4.巖壁吊車梁混凝土澆筑質(zhì)量

圖3 巖壁吊車梁澆筑示意圖

現(xiàn)場(chǎng)混凝土體型測(cè)量和檢測(cè)結(jié)果表明：巖壁吊車梁混凝土澆筑最大不平整度小于8 mm，混凝土內(nèi)部最高溫度均未超過設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，無溫度裂縫，混凝土施工質(zhì)量良好，同時(shí)混凝土施工進(jìn)度得到有效提高，人力資源投入明顯減少。

五、結(jié) 論

研究結(jié)果表明，采用鋼筋臺(tái)車、鋼模臺(tái)車澆筑廠房巖壁吊車梁施工工藝和方法可行，實(shí)現(xiàn)了巖壁吊車梁澆筑機(jī)械化、流水化、集成化作業(yè)，混凝土施工質(zhì)量好，施工進(jìn)度得到有效提高，人力資源投入明顯減少，成果可供水利水電、交通和市政等行業(yè)地下工程參考借鑒，應(yīng)用前景廣闊。