楊房溝水電站電梯井混凝土施工技術

夏志強

(中國水利水電第七工程局有限公司，成都,610081)

1 工程概況

1.1 工程簡介

楊房溝水電站位于四川省涼山彝族自治州木里縣境內，是雅礱江中游河段一庫七級開發的第六級，工程規模為Ⅰ等大(1)型工程，壩址控制流域面積80880km2，多年平均流量896m3/s。水庫正常蓄水位2094m，死水位2088m，總庫容為5.1248億m3，調節庫容為0.5385億m3，其擋水建筑為混凝土雙曲拱壩，最大壩高155m，壩頂高程2102m，壩體共計分為17個壩段，其中分別在6#、8#壩段設置有1#、2#電梯井。楊房溝水電站拱壩電梯井混凝土施工內容主要包括電梯井、樓梯間、電纜井、通風井、電梯機房及風機房等，傳統方法電梯井混凝土施工時采用散裝組合模板或多卡模板拼裝[1]，施工速度較慢，安全性較差，本工程在電梯井及樓梯井區域采用整體提升模板隨大壩倉面一并上升，對樓梯井內板、梁采用預制構件，現場吊裝入倉的方式，極大地簡化了倉面備倉難度，節約了工期。

1.2 電梯井結構形式

1#電梯井設置在6#壩段下游側，高程為2005.00m～2116.00m。1#電梯井旁設有樓梯井、電纜井及通風井，電梯井底部設有電梯井緩沖坑，頂部設有電梯機房和風機房。其中，電梯井的高程為2005.00m～2108.50m；樓梯井的高程為1955.00m～2116.00m；通風井分為前室通風井和樓梯間通風井，前室通風井的高程為2005.0m～2015.40m，樓梯間通風井的高程為2005.0m～2015.40m。

2#電梯井設置在8#壩段下游側，高程為1953.00m～2013.50m。2#電梯井旁設有樓梯井、電纜井及通風井，電梯井底部設有電梯井緩沖坑，頂部設有電梯機房和風機房。其中，電梯井的高程為1955.00m～2010.20m；樓梯井的高程為1955.00m～2013.50m；通風井分為前室通風井和樓梯間通風井，前室通風井的高程為1955.0m～2011.70m，樓梯間通風井的高程為1955.00m～2013.50m。

2 總體施工規劃

楊房溝水電站拱壩電梯井混凝土施工內容主要包括電梯井、樓梯間、電纜井、通風井、電梯機房及風機房等。在混凝土施工時原則上按照大壩混凝土澆筑分層高度進行澆筑(1.5m、2.5m、3m、4.5m升層等)，可根據實際結構、相鄰壩段倒縫、間歇期等情況適當調整。電梯井、樓梯間及電纜井采用整體提升模板(整體提升模板委托專業模板生產廠商設計)；通風井采用預埋鋼管做模板。前室、電梯機房、風機房及門洞頂板均采用鋼管滿堂腳手架支撐、覆膜面板焊接拉桿受力方式。前室邊墻及門洞邊墻采用覆膜面板。

電梯井除樓梯梁、板采用預制，倉面汽車吊安裝的施工工藝外，其余大面混凝土均隨大壩混凝土一起澆筑，預制樓梯板及樓梯梁待大壩混凝土澆筑高度約9m～12m后安裝一次，如此循環直至全部安裝完成。由于施工安排或結構變化的部位，可靈活調整安裝時間，但每次安裝件的混凝土齡期均不得小于28d(樓梯井預制樓梯梁及樓梯板全部施工完成后，才能進行樓梯間滿堂支撐架底部工字鋼梁的施工)。

1#電梯井2102.50m、2#電梯井2004.50m高程前室、電梯機房、風機房及樓梯間頂板混凝土施工時，采用滿堂支撐架作為模板支撐系統。風機房樓梯間滿堂支撐架直接搭設在預制樓梯板上；電梯井滿堂支撐架底部需預埋工字鋼搭設。

2005m～2102.50m、2004.50m以下高程前室頂板混凝土施工時，采用滿堂支撐架作為模板支撐系統，邊墻側模采用覆膜板外加方木做圍檁，普通拉桿受力方式。

電纜井檢修平臺采用預留二期混凝土施工，采用預埋C28π型錨筋、懸挑I16工字鋼梁對電纜井檢修平臺模板進行吊拉固定。

3 施工工藝及方法

3.1 施工程序

施工準備→測量放樣→倉面處理→鋼筋安裝→模板安裝→埋件施工→倉號驗收→混凝土澆筑、振搗→混凝土收倉保護→拆模養護→進入下一循環。

3.2 倉面處理

在混凝土抗壓強度達到2.5MPa時，一般為3～5d后，現場根據氣溫和環境確定，應采用25MPa～50MPa的高壓水沖毛機進行縫面沖毛處理，實際操作時，均應進行試沖毛以確定合理的沖毛時機。沖毛槍宜距混凝土面10cm～15cm，角度70°～75°，移動軌跡按射流與混凝土表面接觸軌跡(寬帶狀)自左向右進行掃描，且應少量重疊。沖毛應達到的標準為“無乳皮、露粗砂、微露小石”，直到混凝土表面積水由渾變清，沖毛后縫面必須潔凈，無積水、雜物和油污。

3.3 鋼筋安裝

1#、2#電梯井鋼筋均采用C28鋼筋，鋼筋層距及排距均為20cm，鋼筋保護層厚度8cm，鋼筋錨固長度不小于44d(水平筋錨固長度1.8m、豎向筋錨固長度1.3m)。鋼筋接頭原則上采用機械連接，機械連接應采用I級接頭；不能采用機械連接的部位，鋼筋采用雙面焊接,雙面焊接時其焊接長度不小于5d；局部難以采用雙面焊接或機械連接的部位可采用單面焊接,焊接長度不小于10d。相鄰鋼筋接頭應錯開布置,避免穿過施工縫。錨固段鋼筋遇臨空面預留保護層厚度后彎折,鋼筋沿電梯井、樓梯井、通風井等孔口雙層雙向布置，順水流方向鋼筋伸入壩體結構線內。

鋼筋現場安裝按照如下方式進行：裝車→運輸→吊運入倉(同步架立筋施工)→安裝→架立筋檢查加固,保護層檢查調整等→接頭連接→驗收。

3.4 模板施工

3.4.1 整體提升模板安裝

電梯井、樓梯間及電纜井均采用整體提升模板，模板安裝采用人工配合纜機或25t汽車吊進行。吊運設備將模板準確就位，然后將定位錨栓螺母擰緊，摘掉吊鉤，調節桁架連桿使模板達到施工精度要求。安裝時內傾預留變形調整量控制在3mm～6mm內，盡量使模板面板貼緊先澆混凝土表面，并在模板下口增設止漿木條、海綿條、橡膠帶等防止漏漿，保證混凝土的外觀質量。整體提升模板安裝順序如圖1所示。

圖1 整體提升模板安裝順序

3.4.2 2102.50m～2005.00m、2004.50m～1955.00m高程前室邊墻模板安裝

前室邊墻混凝土澆筑模板采用覆膜面板。模板固定采用5cm×10cm方木做豎向圍檁，間距為25cm，采用2根φ48.3×3.6mm鋼管做水平圍檁，間距為75cm。前室邊墻和樓梯間、風機管道及電梯井之間邊墻模板，采用U形卡、卡銷和螺栓進行連接固定。模板側面固定采用φ14螺桿與3型扣件相結合穿過橫向圍檁，通過φ14鋼筋(拉桿)連接至預埋地錨上，地錨采用C28鋼筋，L=60cm，外露20cm，拉桿與地錨的間距均為75cm。模板內側每2.5m設置一道斜撐(C28鋼筋)，斜撐底部與地錨焊接。前室邊墻和風機房邊墻模板之間采用U形卡、卡銷和螺栓進行連接固定。模板固定采用φ14螺桿與3型扣件相結合穿過橫向圍檁，通過φ14鋼筋(拉桿)對拉進行固定。豎向圍檁頂部采用φ48.3×3.6mm鋼管對撐固定，間距100cm。前室邊墻其他部位邊墻模板之間采用U形卡、卡銷和螺栓進行連接固定。模板側面固定采用φ14螺桿與3型扣件相結合穿過橫向圍檁，通過φ14鋼筋(拉桿)連接至結構鋼筋上，模板內側每1.5m設置一道內撐鋼筋(C28鋼筋)，內撐鋼筋兩端焊接在結構鋼筋上，結構鋼筋和模板之間設置混凝土墊塊，保證拉桿連接到結構鋼筋不產生變形。

3.4.3 2102.50m～2005.00m、2004.50m～1955.00m高程前室、電梯井、電纜井及樓梯間頂板模板安裝

前室、電梯井、電纜井及樓梯間頂板模板采用覆膜面板，模板固定的縱向圍檁和橫向圍檁均采用[10槽鋼，間距均為55cm，縱向圍檁中間布置5cm×10cm方木，間距為55cm。圍檁底部采用滿堂支撐架的支撐方式，其布置方式見圖2。電梯井、電纜井在混凝土澆筑至2108.50m高程時，開始預埋施工滿堂支撐架底部工字鋼，工字鋼采用I20a工字鋼，埋入混凝土長度不小于0.4m。

3.4.4 2102.50m、2004.50m高程前室頂板模板安裝

2102.50m高程前室頂板混凝土澆筑時，模板采用覆膜面板，模板固定縱向圍檁采用[10槽鋼，間距75cm，中間布置5cm×10cm方木，間距為75cm；橫向圍檁采用[10槽鋼，間距75cm。圍檁底部均采用滿堂鋼管腳手架支撐的方式，其布置方式見圖2。

圖2 前室頂板布置方式

圖3 電纜井檢修模板固定平臺

3.4.5 電纜井檢修平臺模板安裝

電纜井檢修平臺采用預留二期混凝土施工，模板采用組合鋼模板或覆膜板，模板固定縱向及橫向圍檁均采用φ48.3×3.6mm鋼管，采用懸挑I16a工字鋼梁對電纜井檢修平臺模板進行固定。

3.4.6 電梯井樓梯板、樓梯梁及梁窩模板安裝

電梯井樓梯板、樓梯梁及梁窩模板均采用定型模板或覆膜板加工而成。預制模板由專業模板廠設計生產。

3.4.7 其他部位模板

通風井道、風機管道、電纜孔、通風口及2106.5m、1955.5m高程泄壓孔等預埋件詳見暖通專業圖紙；其他預留洞及窗洞采用組合鋼模板。

3.5 預埋件及連接件

預制模板現場安裝前需在上一倉先澆筑壩體混凝土中預埋錨固件(錨筋和鋼板)，在預埋件混凝土澆筑完成后，錨筋、鋼板不得高出混凝土面。在預制模板吊裝測量定位調整到位后方可進行現場焊接，焊接前預埋板須去污、除銹。待焊縫達到受力要求方可將桁架與支座板焊接。由于支座板與預埋板、支座板與桁架節點板連接為現場焊接，該節點受力較大，焊接時采用CHE507焊條[2]，要求焊縫滿焊，高度不小于10mm[3]。

3.6 混凝土施工

3.6.1 混凝土澆筑分層

電梯井混凝土分層原則上按照大壩混凝土澆筑分層高度進行澆筑(1.5m、2.5m、3m、4.5m升層等)，前室、風機房、電梯機房及樓梯間頂板等部位混凝土施工時需搭設滿堂支撐架，在施工這些部位混凝土時，混凝土澆筑高度不大于1.5m。

3.6.2 混凝土入倉

電梯井采用高線混凝土系統供料，采用纜機吊9m3立罐直接卸料入倉。在澆筑前室、電梯機房、電纜井、風機房及樓梯間頂板時，采用纜機吊9m3立罐小流量卸料至承重排架頂部，對鋼筋密集區采用溜槽加料斗的形式下料。

3.6.3 混凝土平倉、振搗

電梯井混凝土入倉后人工及時攤鋪振搗，人工用φ100、φ70插入式振搗器進行振搗，大面采用φ100插入式振搗器振搗，各種預埋件、儀器周邊、鋼筋密集部位和模板1m范圍內采用φ70插入式振搗器振搗，澆筑前模板應涂脫模劑[4]。振搗時間以混凝土不再顯著下沉，不出現氣泡，并開始泛漿時為準，一般為20s～30s。振搗器前后兩次插入混凝土中的間距，不超過振搗器有效半徑的1.5倍(一般為300mm～400mm)。振搗器垂直插入混凝土中，按順序依次振搗，如略帶傾斜，則傾斜的方向保持一致，以免漏振。混凝土卸料的接觸處，加強平倉振搗，以防漏振。振搗上層混凝土時，將振搗器插入下層混凝土5cm～10cm左右，以加強上下兩層混凝土的結合。振搗器距模板的垂直距離，不小于振搗器有效半徑的1/2。

3.6.4 預制混凝土施工

電梯井的樓梯板及梁采用預制樓梯板及樓梯梁。預制場地選在導流洞進口上方的混凝土路面上。預制樓梯板及樓梯梁模板采用預制定型模板。預制樓梯板及樓梯梁待大壩混凝土澆筑高度約9m～12m后安裝一次，如此循環直至全部安裝完成，局部由于施工安排或結構變化部位，可靈活調整安裝時間，但每次安裝件的混凝土齡期均不得小于28d。預制樓梯板及樓梯梁混凝土施工前應確保埋件全部施工完成。

混凝土從高線拌合樓拌制后，采用9.0m3混凝土罐車運輸至預制場地，搭設溜槽輔助入倉。振搗采用φ50軟軸振搗器進行振搗，直至密實。預制樓梯板及樓梯梁強度達到要求后進行拆模，采用25t汽車吊吊裝至15t平板車，由15t平板車運輸至左岸2102m供料平臺，采用纜機吊運至倉號內，倉號內采用25t汽車吊配合人工進行安裝(樓梯井預制樓梯梁及樓梯板全部施工完成后，才能進行樓梯間滿堂支撐架底部工字鋼梁的施工)。

3.6.5 二期混凝土施工

根據電梯井樓梯間的樓梯梁施工要求，在預制樓梯梁兩端施工預留槽二期混凝土，預留槽二期混凝土采用二級配C30混凝土。在預留槽二期混凝土施工前，先在預留槽底部施工M10砂漿找平層，厚2cm，并在與二期混凝土接觸的預制梁接觸表面涂刷一層瀝青后，再依次吊裝樓梯梁及樓梯板，最后開始施工預留槽二期混凝土。混凝土采用25t汽車吊吊運入倉，混凝土入倉后采用φ50軟軸插入式振搗器振搗，振搗時，避免振搗器直擊埋件、插筋和模板等，要求振搗密實、表面平整。

3.6.6 混凝土養護

混凝土澆筑完畢后應及時養護。一般應在混凝土澆筑完畢12h～18h后及時采取灑水或噴霧等措施進行養護，連續養護時間不得少于28d[5]。混凝土表面采用濕養護方法在養護期間連續不斷地進行養護，以保持混凝土表面濕潤，直至上層混凝土開始澆筑。當氣溫降至5℃以下時，對混凝土外露面(包括施工倉面)用保溫被覆蓋。

3.6.7 混凝土溫控

混凝土出機口溫度按不超過11℃控制，高溫季節為控制拱壩混凝土最高溫度，建議混凝土出機口溫度按不超過9℃控制，出機口溫度低于5℃的混凝土應作為廢料處理。混凝土澆筑溫度按照不超過15℃控制，任何部位的混凝土澆筑溫度在任何時段均不能低于7℃。

4 施工要點控制

(1)電梯井結構部位預埋件、鋼筋較多，空間狹小，施工順序尤為關鍵，建議按照先鋼筋安裝，再模板安裝，后埋件施工順序。

(2)電梯井整體提升模板安裝前，測量工程師用測量儀器對電梯井的四個角進行放點，并用紅漆標示出來。施工人員根據測量工程師所放點進行施工。電梯井整體提升模板安裝后，由測量工程師進行復測，對模板頂部的四個點進行測量，檢查模板是否發生偏移。在混凝土澆筑過程中，若發現模板有變形，則立即停止澆筑，由模板工根據測量點線校正無誤后，才能繼續澆筑，以此保證拆模后混凝土的垂直度。

(3)電梯井整體提升模板理論上需四周對稱施加荷載。實際混凝土澆筑施工中，四周混凝土錯層高差不得超過30cm，以保證模板不發生位移。

(4)電梯井模板采用整體提升模板，整體提升模板應有足夠的強度、剛度和穩定性，能夠承受新澆混凝土的側壓力。整體提升模板與混凝土表面接縫應嚴密。

(5)整體提升模板吊裝過程中，汽車吊起重最大仰角不超過78°，最小仰角不小于45°[6]，起重吊裝吊點根據倉內情況提前選定，以減少起重臂在吊裝過程中的伸縮，若因現場倉面結構限制需要在吊裝過程中伸縮時，應將起吊荷載控制在其額定值的50%以內。

5 總結

電梯井結構部位施工存在預埋管線、預埋二期施工構件以及結構鋼筋較多等情況，施工工藝較為復雜，為保證施工質量，并節約工期，楊房溝水電站拱壩電梯井通過采用孔口部位定型提升模板，樓梯結構預制混凝土等方式。簡化了施工流程，提高了施工效率，極大地保證了施工質量，節約了施工工期，對其他工程井口、孔洞等復雜結構部位施工具有借鑒意義。