積石峽水電站進水口攔污柵施工綜述

吳曉斌，巨金星

（中國水利水電第四工程局有限公司第一分局，青海 西寧 810006）

1 工程概況

積石峽水電站采用一機一管引水方式，共設3個進水口，總寬度為64.0 m。進水口為壩前塔式結構，左鄰溢洪道，右側為攔河大壩。進水口設通倉式攔污柵，每個機組攔污柵設有2個中墩和2個邊墩，攔污柵墩共12個。攔污柵墩底部高程1 819 m，頂部高程1 861 m，總高度42 m。整個攔污柵共布置有3層聯系梁，2層聯系板。攔污柵設計分層高度每層3 m，為了滿足梁板施工要求，對攔污柵分層進行了局部優化,除第1層澆筑高度為1.8 m外，其他均為3 m。攔污柵梁板與進水口大體積混凝土相連，因此在進水口大體積混凝土施工時，相應預留了梁窩及板窩。攔污柵梁板與相對應的攔污柵墩混凝土一起施工。

攔污柵布置在進水口前端，平行于進水口方向布置了1臺600 kN門機，以滿足材料吊運、模板起升及大體積混凝土澆筑要求。后期由于設備調整，600 kN門機拆除，材料設備吊運采用已經形成的進水口頂部布置500 kN吊車的方式解決，混凝土入倉則采用泵送方式。

2 主要施工方法及過程控制

2.1 柵槽埋件安裝

攔污柵柵槽采用一期安裝方式。安裝步驟為：①清理工作面，并檢查攔污柵各部位幾何尺寸及裝配中心是否符合設計要求；②根據控制需要進行測量點線放置；③利用門機進行柵槽吊裝；④調整柵槽軌道面錯臺及垂直度；⑤所有柵槽就位、調整合格后，柵槽外部利用型鋼加固牢靠。攔污柵柵槽埋件安裝與柵墩混凝土澆筑穿插進行，每安裝1層柵槽，澆筑兩層柵墩混凝土。柵槽調整合格后，方可進行后續工作。

2.2 模板安裝

為了保證攔污柵墩體形，每個柵墩均加工單獨的一套模板。1、3號機邊墩由于與大體積混凝土一起澆筑，模板采用了懸臂模板，板梁底模及側模均采用膠合板，底部兩層梁采用了鋼管柱支撐鋼梁（桁架）方式，第3層梁及第4層板采用了吊模施工方式，最后一層定板則利用第4層板做支撐搭設滿堂紅腳手架及鋼管柱支撐相結合方式。攔污柵模板安裝隨柵槽安裝逐層進行，模板起升采用600 kN門機及倒鏈相結合方式。

2.3 混凝土澆筑及養護

倉號驗收合格后采用6 m3混凝土攪拌車運輸，由600 kN高架門機吊罐入受料斗，溜管入倉。或采用HBT60A拖式混凝土泵壓送入倉，溜管配合。卸入倉號內的混凝土用插入式振搗棒平倉振搗，由于柵墩體形較小且鋼筋較密集，主要的振搗設備為φ70軟軸及φ80振搗棒。板梁提架較大及鋼筋較少處用φ130振搗棒振搗。

壓平抹光后的混凝土水平面采用平鋪雙層麻袋片后灑水養護，養護時保持麻袋片始終處于濕潤狀態；柵墩立面則采用塑料薄膜包裹的方式進行灑水保濕及養護。進入寒冷季節后利用腳手架掛蓬布方式將整個柵墩施工區封閉進行保溫，內部架設火爐和熱吹風機進行升溫。同時，模板外側覆蓋保溫被，收盤及拆模后立即在混凝土外表面覆蓋一層保溫被。

為保證攔污柵混凝土澆筑質量，在施工過程中主要加強原材料質量控制及現場質量管理，從施工環節上控制質量。

3 新技術、新工藝的應用

3.1 柵槽埋件一期安裝施工工藝的應用

按照以往施工經驗，金結埋件，尤其是攔污柵柵槽埋件、門槽埋件等多采用二期安裝方式。但隨著施工技術的不斷發展，二期澆筑的弊端逐漸出現，如埋件與混凝土間出現干縮裂縫、二期混凝土出現滲漏水現象等。而埋件一期澆筑，則可完全避免以上問題。積石峽水電站攔污柵柵槽埋件選擇了一期安裝方式，雖難度加大，但通過調整和控制，安裝質量和效果達到的預期目標，攔污柵柵葉一次成功安裝就位。

3.2 清水混凝土模板設計及制作

攔污柵墩按照體形斷面不同共分為5種類型，分別有由不同的曲面和直面組成，形狀比較復雜。為了達到清水混凝土效果，實際施工時，在不同的部位加工制作了不同的模板。模板材料選用要求如下：模板面板采用6 mm厚鋼板，面板左右邊框為10號槽鋼。面板后用橫肋及縱肋保證面板不變形，直面模板及曲面模板的縱肋均為6 mm厚鋼板；直面模板的橫肋為10號槽鋼，曲面模板的橫肋為8 mm厚鋼板和10號槽鋼；模板之間用φ16螺栓進行連接，豎圍檁用16號槽鋼。

按照施工需要，每個墩柱均加工一套定型模板，模板在后方加工廠制作完成后進行預拼裝，經監理工程師驗收合格后拉運至前方進行安裝。為了減少后期拉桿處理，圓弧模板除邊墩外均不設拉桿，利用模板間的連接螺栓作為主要受力部件。除了柵墩加工制作定型模板外，攔污柵板梁均采用了1.5 cm厚的膠合板做模板。

3.3 板梁吊模施工工藝的應用

積石峽水電站攔污柵聯系梁分為兩種，一種為攔污柵墩墩柱相互之間的聯系梁，垂直水流方向布置，斷面尺寸為1.2 m×1.2 m（寬×高）；一種為墩柱與進水口大體積混凝土之間的聯系梁，順水流方向布置，斷面尺寸為1.4 m×1.2 m（寬×高）。積石峽水電站進水口攔污柵板厚1.2 m，與攔污柵墩相互連接。由于1 854～1 855 m高程板距1 819 m高程平臺高差較大，無法采用常規的混凝土澆筑方法進行施工，經反復核算采用吊模施工。即將現澆梁板混凝土中的部分上、下層縱向鋼筋（上、下弦桿），與彎折成形的小直徑鋼筋（腹桿）焊接，組成具有一定剛度且能夠承受荷載的鋼筋桁架，利用鋼筋桁架采用拉桿將梁板底部模板吊起，進行梁板混凝土澆筑。

施工程序為：簡易施工平臺搭設→鋼管找平→底模圍檁鋪設→模板及面板鋪設→安裝梁板上下層主筋→桁架支撐就位→焊接桁架腹桿→安裝吊模拉桿→底模調整→板梁分布筋制安→側模安裝加固→測量驗收→混凝土澆筑。

通過實際應用，積石峽水電站梁板采用吊模施工方案，取得了明顯效果：①采用板梁吊模施工工藝，在加快工程施工進度、縮短工期方面有明顯的優勢。在積石峽水電站攔污柵板施工中平均每層板較傳統施工縮短工期約5～7 d。②在積石峽水電站攔污柵施工中由于板梁吊模施工工藝的采用，大量的節約了板、梁底部支撐腳手架鋼管用量。每層板施工占壓鋼管約100根，較傳統施工方法至少節約300根鋼管，攔污柵施工總計節約鋼管約1 500根。同時由于施工進度的加快降低了腳手架鋼管的租賃成本。由于吊模施工工藝是采用梁板內桁架進行結構自身承重施工，在加工形成桁架中每層板需增加投入桁架腹桿及各種支撐加固鋼材用量約4.0 t，鋼筋增耗較大。但從長遠角度來看，現期的適量投入與后期收益相比還是可行的。③吊模施工工藝由于操作簡單，工序相對較少，同時能較好的克服空間結構復雜，作業面距下層基礎面高差較大等不利因素對施工造成的干擾。④由于板梁內部桁架采取了一定的起拱值同時，在混凝土施工過程中按施工工序采用了較好的現場控制措施，扳梁底部下沉變形均控制在規范及設計要求內。

3.4 板梁多種支撐方式的綜合應用

積石峽水電站攔污柵板梁多，高差大，施工時采用了多種施工方案，有效地解決了工期及資源投入的矛盾，取得了良好效果。

（1）第1～3層梁采用鋼管立柱支撐桁架方式。第1～3層梁主要為柵墩之間的聯系梁和柵墩與進水口之間的聯系梁，其位置上下對應。其中第1層梁距地面7.8 m，由于距地面高差較小，采用常規腳手架方案和鋼管支撐方式都比較容易實現。項目部有前期投入的部分φ377鋼管和標準桁架閑置，稍加改造就可以作為主要的支撐系統材料。相比較鋼管腳手架搭設而言，現場安裝過程中機械化程度大大提高，既節省了施工成本，又加快了施工進度。第2層梁數目在第1層基礎上每個機組增加2根，因此，除了新增梁采用直接從地面支撐的方式外，其余均以第1層梁為支撐。依次類推，第3層梁以第2層為支撐?，F場施工時，部分底部梁的支撐拆除后繼續用于第2、3層梁，成本進一步降低。

（2）第4層梁板采用吊模與鋼管立柱支撐相結合方式。按照設計圖紙，第4層為梁、板結合，除了柵墩之間聯系梁繼續布置外，與進水口大體積混凝土之間已變為聯系板，該板距地面34.8 m，厚1.2 m。此層采用立柱支撐與吊模相結合的支撐方式，即在板內對應底部聯系梁的部位，加工制作鋼筋型鋼桁架，以柵墩混凝土、板窩混凝土及鋼管柱作為支撐，該桁架作為吊模桁架的支撐點。雖增加了鋼筋桁架及吊模桁架腹桿鋼筋的投入，但腳手架鋼管數量大大減少，施工進度和質量均得到了有效保證。

（3）第5層板采用滿堂紅腳手架支撐及鋼管立柱支撐相結合方式，局部采用吊模。為了滿足壩頂結構布置要求，第5層板范圍繼續加大，加上柵墩外伸牛腿，遠遠超出第4層板梁范圍，單純依靠第4層板梁支撐不能完全實現。通過分析研究，結合項目部有大量前期拆除的碗扣式腳手架和小直徑（100～200 mm）鋼管的實際情況，在與底部第4層板對應的位置，搭設滿堂紅腳手架和鋼管立柱支撐相配合的方式作為第5層板的支撐。對于無法搭設腳手架的部位，則采用吊模方式。

通過對整個攔污柵板梁施工的整體規劃和安排，在投入較少腳手架鋼管的前提下，充分利用了項目部現有材料，既滿足施工質量要求，又節約了成本。整個攔污柵施工期間，只搭設了常規的施工腳手架，同時，攔污柵墩施工過半后，將底部的腳手架拆除后搭設了上半部分的懸空腳手架，材料進一步節約。

4 結語

積石峽水電站攔污柵施工過程中，柵墩采用定型模板施工；聯系梁采用鋼管柱支撐和吊模方式施工；聯系板采用吊模、鋼管及腳手架立柱支撐方式施工。通過一系列措施的實施，既節約了施工成本，又滿足了工期要求。整個攔污柵墩施工質量達到了清水混凝土標準，得到一致好評。