淺談混凝土重力壩電梯井施工

李興，張俊宏，苗麗霞

(中國水利水電第四工程局有限公司，四川宜賓644612)

1 概述

向家壩水電站為混凝土重力壩，其中一期工程為左岸非溢流壩段及一期導(dǎo)流工程;二期工程包括左岸廠壩段及航運壩段、左岸壩后廠房、右岸溢流壩段及右岸非溢流壩段。根據(jù)其運行特點，廠房壩段布置有1號電梯井作為大壩的交通通道，航運壩段布置有2號、3號電梯井作為地下廠房交通通道。依據(jù)重力壩的特點，電梯井在不同高程露出壩體，高度最大達101.62m，因此，對電梯井的穩(wěn)定及施工質(zhì)量要求很高。由于電梯井結(jié)構(gòu)復(fù)雜，且為薄壁結(jié)構(gòu)，出壩體部分需采取混凝土現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)，壩體內(nèi)部樓梯踏步可采用預(yù)制結(jié)構(gòu)，井體結(jié)構(gòu)采用滑升模板進行施工。電梯井出壩體部分與壩體為獨立的整體結(jié)構(gòu)，兩者結(jié)構(gòu)不同，施工工藝及方法截然不同，致使施工進度難以與大壩主體協(xié)調(diào)一致，而且電梯井施工進度不直接影響電站蓄水發(fā)電。最終決定電梯井出壩體部分采取與壩體分開各自單獨施工。為協(xié)調(diào)電梯井與壩體混凝土的施工關(guān)系，并保證電梯井施工不對壩體產(chǎn)生不利影響，在分縫處采取了一定的技術(shù)處理措施，將電梯井出壩體部分采用與壩體分開、先進行壩體施工，后進行電梯井施工的方式，既保證了電梯井的施工質(zhì)量，又不影響壩體的施工。

2 混凝土重力壩電梯井施工

2.1 壩體內(nèi)部施工

2.1.1 壩體內(nèi)部電梯井施工

為滿足電梯的運行，在電梯井中設(shè)有樓梯間、電纜井、電梯井。根據(jù)電梯井筒式結(jié)構(gòu)的特點，依據(jù)不同結(jié)構(gòu)采用不同結(jié)構(gòu)的滑升模板。由于電梯井、電纜井內(nèi)部無結(jié)構(gòu)要求，可采用筒式滑升模板進行施工。針對樓梯間的特點，為發(fā)揮滑升模板的優(yōu)點，樓梯踏步采用預(yù)制結(jié)構(gòu)，在樓梯踏步與樓梯井連接部位預(yù)留梁窩，樓梯踏步提前在預(yù)制廠預(yù)制好，待混凝土齡期達到28d強度后進行安裝。為滿足電梯井與樓梯連接強度的要求，并根據(jù)踏步的結(jié)構(gòu)特點及配筋情況，在梁窩處預(yù)埋鋼筋，安裝踏步時在梁窩底部先鋪設(shè)了一層厚2 cm、比踏步混凝土高一級配的砂漿再進行安裝。踏步安裝時，按照規(guī)范要求將梁窩預(yù)留插筋與踏步鋼筋進行連接，驗收合格后方可回填二期混凝土(圖1)。

依據(jù)電纜井的檢修功能，在電纜井中間隔一定高度設(shè)置混凝土檢修平臺。由于電纜井檢修平臺為非承重結(jié)構(gòu)，在不影響其使用功能的前提下，為減少檢修平臺施工對滑升模板施工的影響，檢修平臺可采用鋼結(jié)構(gòu)。根據(jù)電纜井檢修的結(jié)構(gòu)及功能要求，設(shè)計了滿足要求的鋼平臺及預(yù)埋件，提前進行鋼平臺施工，在電梯井混凝土施工時，先在一期預(yù)埋埋件，待電梯井筒體結(jié)構(gòu)施工完成后再安裝檢修平臺，最終完成電梯井壩體內(nèi)部的施工。

2.1.2 滑升模板在電梯井施工中的應(yīng)用

2.1.2.1 滑升模板設(shè)計

上壩電梯井整體提升模板的制作按澆筑層厚3.6m設(shè)計，具體制作要求按有關(guān)技術(shù)規(guī)范和圖紙規(guī)定執(zhí)行。模板面板采用5mm厚鋼板，橫肋高95mm，縱肋高95mm，橫肋及縱肋均采用5 mm厚鋼板加工。

2.1.2.2 滑升模板加工

滑升模板由三部分組成:①面板部分;②支撐部分;③提升部分。面板包括角模、定位掛板、支撐及支撐架、楔塊等;提升包括預(yù)埋栓、升高掛銷等。構(gòu)件材質(zhì)選用:升高掛銷、預(yù)埋栓及限位銷釘采用Q345鋼，其余均用Q235鋼。制作質(zhì)量控制:此模板屬粗加工類別，除升高掛銷、預(yù)埋栓等少量構(gòu)件需上車刨床外，其余均為原型材。新加工模板制作允許偏差:長和寬為2～0mm，模板對角線±3mm，模板局部不平(用2m直尺檢查)小于2mm。焊縫、孔位平整度、光潔度等按圖紙要求執(zhí)行。

2.1.2.3 滑升模板制作加工中應(yīng)注意的重點

連接孔尺寸控制誤差為±1mm(或套鉆);面板上下口10cm范圍平整度±0.5mm(或基本吻合);控制焊接變形;模板需進行防腐除銹處理，接觸混凝土面的面板需除銹并刷防銹油;模板出廠前需進行試組裝，待其滿足施工要求和驗收標準方可出廠。

2.1.2.4 滑升模板安裝

模板使用前，首先在上一澆筑層倉內(nèi)安裝預(yù)埋栓，并注意控制預(yù)埋件位置及結(jié)構(gòu)尺寸，預(yù)埋件相對偏差±2mm;結(jié)構(gòu)尺寸偏差2～3mm。澆筑完成后，拔出預(yù)埋栓，提升模板，處理混凝土表面至平整，安裝角模、升高掛銷及套筒，注意檢查結(jié)構(gòu)尺寸并做好填補準備，楔塊插滿，套筒上緊;吊裝校正模板，依據(jù)測量點校正模板達到設(shè)計標準。模板刷油、刮灰補縫、頂口加蓋，立模工序完畢。

2.1.2.5 模板拆卸

拔出預(yù)埋栓，拆卸角模與大模板之間的連接件。

在模板上的固定吊點掛栓鋼絲繩，采用吊車起吊模板，注意吊車鋼絲繩夾角不得大于50°，檢查并排除影響模板提升的障礙。模板提升5cm左右，卸下底部升高掛銷，施工人員離開模板到倉面后，方可進行模板提升。在模板提升超出倉面適當高度后停下，鏟除下段灰漿，同時拆卸角模，安裝升高掛銷及預(yù)埋栓，模板安拆一個循環(huán)完成。

圖1 上壩電梯標準層結(jié)構(gòu)布置圖

2.2 壩體外露電梯井施工

2.2.1 電梯井與壩體分開施工

電梯井出壩體后以薄壁結(jié)構(gòu)與壩體連接，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，且不受壩體混凝土的約束，不能采用滑升模板繼續(xù)施工，只能采用多卡模板及組合鋼模板進行混凝土施工，備倉時間長，施工速度慢;而壩體結(jié)構(gòu)簡單，施工速度快。為減少電梯井施工對大壩混凝土施工的影響，可將電梯井出壩體部分與壩體分開各自單獨施工，先進行壩體混凝土施工，后進行電梯井混凝土施工。由于電梯井出壩體高度較大，且其為薄壁結(jié)構(gòu)，為保證電梯井的穩(wěn)定性并與壩體可靠連接，可采取以下措施進行施工。

根據(jù)電梯井與壩體的位置關(guān)系，通過有限元法對電梯井的穩(wěn)定性進行分析，針對電梯井與壩體分開的情況進行受力計算，依據(jù)計算結(jié)果，在主壩與電梯井壁連接處對應(yīng)鋼筋位置的壩體中預(yù)埋φ28鋼筋，錨固長度為65d(d為鋼筋直徑，mm)、外露40d，后續(xù)與電梯井井壁中對應(yīng)的鋼筋進行綁扎連接，同時，為增強電梯井與壩體的整體性，壩體混凝土施工完成后，對連接部位墻面整體進行鑿毛(圖2)。

圖2 電梯井墻體鋼筋修改圖

2.2.2 電梯井中樓梯踏步的施工

電梯井出壩體后為薄壁筒體結(jié)構(gòu)，筒體外側(cè)采用多卡模板，內(nèi)側(cè)采用組合鋼模板施工。電梯井中樓梯踏步及平臺支撐量大，備倉時間長，為加快電梯井施工，將電梯井筒體與樓梯踏步分開施工，先進行結(jié)構(gòu)簡單、備倉時間短的筒體結(jié)構(gòu)，后進行結(jié)構(gòu)復(fù)雜、備倉時間長的樓梯現(xiàn)澆踏步。為提高樓梯踏步的施工速度及質(zhì)量，踏步底部采用定型鋼模板及腳手架支撐，踏步頂部采用定制的鋼模板進行施工。針對結(jié)構(gòu)相同的部位，采用定型鋼模板可提高材料的利用率，材料可周轉(zhuǎn)使用，可加快施工速度，減少人員窩工。

3 電梯井采用滑升模板、電梯井與壩體分開施工的優(yōu)點及應(yīng)用

在大型水電站工程施工，尤其是混凝土重力式高壩施工中，電梯井內(nèi)部井筒整體部位采用滑升模板，既能保證井筒施工質(zhì)量，又能減少資源投入，滿足施工進度要求。電梯井出壩體后均存在與壩體施工協(xié)調(diào)的問題，直接影響壩體混凝土施工進度。根據(jù)水電站蓄水發(fā)電的要求，壩體混凝土需施工至蓄水發(fā)電高程，故壩體混凝土施工成為制約發(fā)電的關(guān)鍵性因素。在重力式混凝土高壩中，電梯井出壩體高度較大，為保證電梯井的穩(wěn)定性并與壩體可靠連接，可采取相應(yīng)的處理措施，既可保證大壩的施工進度，又不影響電梯井的施工質(zhì)量及穩(wěn)定性，可大大加快混凝土大壩的施工速度，并減少因相互之間協(xié)調(diào)產(chǎn)生的窩工，可節(jié)省大量的人力、物力，在混凝土重力壩施工中應(yīng)予以推廣，且其已在向家壩水電站施工中取得了明顯的效果。