橋街水電站燈泡貫流式機組結構特點及施工技術

胡海軍

【摘要】本文闡述燈泡貫流式機組電站在砂礫石地基上建設采用灌注樁基礎的施工工藝和電站廠房結構特點及其混凝土施工技術，類似電站較少，其施工技術值得推廣。

【關鍵詞】砂礫石地基；鉆孔灌注樁；燈泡貫流式機組；結構特點；施工技術

1、工程概況

橋街電站位于騰沖縣橋街村，是一座以水力發電為開發任務的河床式電站。攔河壩最大壩高48.5m，壩頂高程1280.5m，壩頂長度180.25m，壩頂寬度6.0m，總庫容998.4×104 m3，電站裝機容量45MW，安裝兩臺燈泡貫流式機組。工程規模為?。?）型，工程等別為Ⅳ等；永久性主要建筑物大壩、泄洪、發電建筑物為4級，次要建筑物為5級，臨時性建筑物為5級。樞紐建筑物主要由攔河壩擋水建筑物、泄水建筑物、發電建筑物及臨時導流建筑物組成。

2、灌注樁基礎

2.1 地質條件

電站廠壩區工程地質條件為第三系芒棒組下段（N2m1）漂粒巖、卵粒巖組夾砂粒巖組，微成巖，巖性以花崗巖、花崗片麻巖為主夾片麻巖，花崗巖和花崗片麻巖多為強風化至弱風化狀態，片麻巖多為全強風化，砂質微膠結物，擾動后多分散開。遇水易軟化無粘性膠結力差。

2.2 廠壩地基處理特點

電站地質條件特殊性，樞紐廠壩地基處理采用鋼筋混凝土鉆孔灌注樁進行壩基抗滑穩定設計和施工。鉆孔灌注樁樁徑φ1.2m，樁長20.0m，樁間距4.0m，超灌段0.8m，錨固長度1.5m，梅花形布置，樁基鋼筋籠HRB400和HPB300，樁身混凝土強度等級C25F100。

2.3 樁基施工工藝

（1）作業平臺

廠房壩段樁基施工作業平臺選定在基坑開挖時預留1～3m厚保護層作為鉆孔工作場所，該場地與場內主干道路連接。

（2）鉆機進場

為避免施工對砂礫石基礎造成擾動、破壞，鉆孔設備選用三一重工SR280RⅡ-SANYchassis旋挖鉆機，該鉆機具有施工噪音低震動小特點，能有效減弱震動對基礎帶來的不利影響。

（3）樁位放樣

施工員按圖在作業平臺上測量放樣，布置出定位樁和施工樁的樁位中心，并用φ25鋼筋樁打入地面，噴涂紅漆編號標識清楚。

（4）鉆孔

鉆機定位后，調整鉆頭和鉆桿垂直度，并保持鉆桿與樁孔中心始終在一條直線上，通過上下提升鉆桿鉆頭來進一步驗證校核垂直度。開鉆后控制前5～6m（第一節鉆桿）的鉆孔偏差至關重要，是保證成孔質量的關鍵，經常檢查鉆孔偏斜，開始鉆進時轉速以8～10r/min慢速鉆進，待鉆進深度快達到第一節鉆桿時，逐步提升鉆進轉速至18～22r/min。在堅硬土層中不能強行加壓，吊住鉆桿，控制轉速，低速進尺，遇到地下障礙物時采取“孔內弱爆破”或“換沖擊鉆沖壓鑿除”措施預先處理干凈，還需經常檢查鉆頭磨損程度及時更換鉆頭。

（5）清孔

鉆孔深度、直徑、位置和孔形直接關系到成樁質量和樁身曲直。鉆孔達到設計要求深度時，要檢查孔深、孔位、孔形、孔徑等。終孔檢查合格后，將鉆頭提至距孔底0.2～0.3m處空轉3～5圈，把殘存在孔底的鉆渣吸出。橋街電站特殊的地層構造，地基基礎滲透系數0.2～0.3呂榮且地下水位較低，孔內基本無滲水，未發生塌孔、縮徑現象，鉆孔過程未進行泥漿護壁和埋設護筒。

（6）吊放鋼筋籠

鋼筋籠提前在加工廠分節加工成9.0m+9.0m+4.9m半成品，用炮車托運至作業現場樁位孔口附近，25t吊車吊放入孔內，槽鋼懸吊固定后孔口焊接鋼筋接頭，籠體骨架用預制混凝土墊塊控制保護層厚度均勻。鋼筋籠吊入孔內進行二次清孔，檢查合格。

（7）安裝導管

樁基孔口鋪設枕木，混凝土澆筑導管順樁孔鋼筋籠中心偏一側吊入，法蘭盤連接導管，并固定在孔口枕木架中心，導管上部安裝混凝土入倉集料斗。導管安裝須平直密封內壁光滑，導管下口距孔底0.3～0.5m為宜。

（8）灌注混凝土

樁身混凝土使用坍落度18～22cm、粗骨料粒徑不超過40mm、和易性好的二級配C25F100自密實混凝土，運輸設備9m3罐車，澆筑設備25t吊車?；炷凉嘧⒃诙吻蹇捉Y束后30min內進行，鋼筋籠入孔后4小時內澆灌完畢。開澆后首盤混凝土須保證導管底部埋入混凝土內0.8m以上，且連續澆筑中途不斷料，正常灌注導管底部埋入混凝土內深度2～6m為宜。導管提升速度不宜太快，每次提升保證導管埋深2～6m，一次拆卸導管不超過6m，特別到樁頂時，嚴禁大幅度提升導管。

3、廠房混凝土

3.1 廠房結構特征

電站布置2臺燈泡貫流式機組，單機裝機容量22.5MW，樞紐布置整體設計主廠房結構兩臺機組間不分縫，且上游排架柱牛腿與上游閘墩胸墻分離。主廠房最大平面尺寸：57.855m×30.5m（順水流方向×斷水流方向），基礎混凝土單位高度澆筑量較大約1765m3，混凝土溫控難度較大。

3.2 混凝土分層分塊

為解決基礎大體積混凝土溫控問題，滿足施工需要，主廠房混凝土在壩縱0+21.044和壩縱0+48.745處設置兩條施工縫，將廠房分成進水口段、主機段和尾水段三段施工。進水口段21.044m，尾水段9.11m，主機段27.701m。進水口段和尾水段橫向平面上不分塊，兩臺機整倉分層澆筑，分層高度1.6～3.0m，主機段一期混凝土兩臺機整體分成左邊墻、右邊墻和中隔墻，分層高度1.5～3.0m。

3.3 混凝土施工技術

（1）施工縫處理

兩條豎向施工縫采取縫面安裝鍵槽，預埋插筋、止漿片和PVC拔管，進行接縫灌漿處理方案。鍵槽尺寸0.9m×0.4m×0.3m（長×寬×高），插筋規格Φ16@500 L=900mm，止漿片規格δ=1mm厚鍍鋅鋼板200mm寬，拔管為φ28mmPVC塑料軟管。見圖1所示。通過安裝縫面鍵槽能防止一二期混凝土發生錯動，起到抗剪切作用；通過預埋插筋能限制一二期混凝土塊體分裂，起到抗拉作用；通過安裝止漿片形成不同灌區，阻隔灌漿時漿液滲漏，起到閉漿作用；預埋PVC管主要作接縫灌漿用，須待縫面充分漲開后進行接縫灌漿以填充縫隙達到防滲水作用。采取上述工程技術措施后起到了抗剪、抗拉和防滲作用，能有效防止一二期混凝土間上下左右前后變形，密實和封閉滲漏通道，對保證工程質量和運行安全起到應有功效。

（2）入倉手段

主廠房基礎混凝土入倉手段上游進水口段采用搭設滑槽罐車卸料入倉，下游尾水段采取從尾水渠用長臂反鏟入倉，主機段采用尾水布置K80/115塔機吊3.0m3混凝土罐入倉；上部結構混凝土采用HBT60C混凝土輸送泵入倉澆筑。

（3）進水口胸墻施工

進口胸墻斜坡面坡度為1：1和1：2，模板承重支架采用滿堂紅方案，鋼管為φ48×3.5mm國標鋼管，立桿間排距0.6m，步距1.2～1.5m，扣件連接緊固。承重架上面安裝木排架內貼竹膠合板，接縫用雙面膠帶粘貼，φ14拉桿內拉。該部位模板安裝完后將弧形鋼筋一次性安裝到位，混凝土分4層澆筑，第一層1.44m覆蓋住圓弧段，斜直段3.0m一層。拆模后混凝土無變形和下沉魚肚，流線形曲面整潔優美，符合設計要求，水力學流線性好。

（4）尾水管模板

尾水管由鋼襯段和混凝土段組成，與鋼襯段連接處預留0.5m長的二期混凝土槽?；炷炼萎愋文０宀捎弥谱鞫ㄐ湍灸０迮偶芙Y構，現場人工安裝拉桿內拉鋼管加調節絲桿頂撐加固。鋼襯安裝驗收后回填二期槽微膨脹混凝土。見圖2所示。

3.4 裂縫的處理

設計對電站混凝土溫控要求不高，施工采用常規溫控措施，期間局部有細微裂縫發生，主要集中在基礎部位。針對裂縫采取了鑿槽鋪筋措施，鑿槽后發現均為淺層裂縫，深度在3～11cm，下部致密不再延伸。

4、結束語

目前中高水頭水電資源開發殆盡，可開發的水電資源多為低水頭，貫流式水輪機適合低水頭應用，且效率高投資低，近年來發展較快，功率也越來越大，其施工技術在國內外均得到了廣泛應用。但在砂礫石地基基礎上建燈泡貫流式機組電站壩基采用灌注樁這種設計理念和施工應用尚為少見，廠房機組結構間不分縫混凝土整體澆筑的施工方法也不常見，其施工技術在地基條件為遇水極易軟化崩解的類似工程中值得推廣和借鑒。