混凝土預制墻板在抽蓄電站的應用與探索

鐘 斌，張自敏，苗二燕

（1.福建永泰閩投抽水蓄能有限公司，福建 永泰 350700；2.中國水利水電第十四工程局有限公司，云南 昆明 650041）

1 引言

混凝土預制墻板構件在工廠預制，現場拼裝，其優點在于工廠化生產、標準化作業、質量保證率高，解決了傳統建筑生產方式存在的建筑能耗高、資源消耗大、建筑業科技含量較低和生產效率低等問題，同時可做到節能、節水、節地、節材、節時，保護環境，建造過程實現五節一環保，非常符合國家的節能減排和綠色發展目標。本文著重探討混凝土預制墻板在抽水蓄能電站中的應用。

2 施工圖紙深化設計

混凝土預制墻板在建筑行業應用較多，但在抽水蓄能電站使用尚屬首次。抽蓄電站地下廠房因施工場地、吊裝條件等受限條件較多，使得這種混凝土預制墻板安裝施工難度增大。同時抽蓄電站地下廠房內預留穿墻孔洞較多，因此在準備施工前，首先應根據抽蓄電站特殊施工條件，參照常規混凝土預制墻板施工方法，對施工圖紙進行優化及深化調整。

2.1 墻板設計

抽水蓄能電站地下廠房結構形式復雜，主體結構完成后，機電設備安裝、輔助設備安裝、電氣設備安裝、通風空調以及建筑裝修施工等存在平行作業及交叉作業現象，且運輸通道單一狹窄，這種復雜的施工環境下，混凝土預制墻板要在機電設備就位前安裝完成，局部部位混凝土預制墻板又要在機電設備就位后才能進行安裝，綜合考慮進行兩種形式墻板的設計帶肋墻板（機電設備就位前安裝完成）、輕型墻板（機電設備就位后再進行安裝）。墻板設計時需將通風洞口、檢修洞口、穿墻管路等預留空口進行提前設計，避免后期取孔。既保證了墻板整體觀感，也節省了后續施工作業。

（1）帶肋墻板

根據抽蓄電站地下廠房主體結構形式進行混凝土預制墻板尺寸設計，在考慮整體安裝外觀效果的情況下，盡量減少混凝土預制墻板的分縫，使得整體分縫大氣、美觀。每單跨結構設計兩塊混凝土預制墻板，一條分縫。尺寸約為2.7 m×4.9 m，板厚為80 mm 帶肋。與常規混凝土預制墻板不同，通過增加肋解決了混凝土墻板在降低厚度情況下的強度問題，同時也降低了混凝土預制墻板自身重量。在混凝土預制墻板四角設置上、下連接件角碼（詳見3.2節安裝工藝中上連接件、下連接件）。最后通過螺栓連接，方便高效。同時在混凝土預制墻板上設置預埋吊點埋件，以便于吊裝。

（2）輕型薄板

輕型薄板創新選用超高性能混凝土（Ultra-high Performance Concrete，UHPC），UHPC 是一種具有高強度、高韌性、超高耐久性的水泥基復合材料，厚度為30 mm，采用人工或簡易機械即能滿足安裝。掛板背面設置雙向肋條，并在肋條部位設置預埋件，增加結構整體剛度。掛板節點為三向可調式，用于消除生產及安裝誤差，并在安裝角碼間加設柔性墊片，有效防止振動環境下的形變和位移。采用鋼架作為節點骨架，與墻板分別施工，流水作業下安裝效率極高。

2.2 連接件設計

混凝土預制墻板節點通常采用點承式和線承式。點承式施工順序為“先澆后裝”，即主體結構先澆筑完成后，再安裝混凝土預制墻板。而線承式施工順序需和主體結構一同澆筑。并且考慮到抽水蓄能電站地下廠房安裝環境狹窄，且廠房后期機組運行過程振動大，本項目考慮到設備安裝以及各類工序搭接，需在主體結構完成后，再安裝混凝土預制墻板，故選擇采用點承式連接。該連接節點具有相對于主體結構的可“移動”性，能夠自由的平動。相比于傳統的連接形式，避免了主體結構變形作用施加給混凝土預制墻板的作用力，也避免了混凝土預制對主體結構的反向約束作用。

同時，混凝土預制墻板節點采用水平長圓孔及空腔的設計，使得墻板在安裝時可進行微調，消除節點連接誤差，并且留有足夠的操作空間與可靠支撐，使節點安裝連接更加便捷、高效。

3 安裝技術

3.1 施工前準備工作

混凝土預制墻板在安裝前做好相應準備工作，工廠需根據現場施工進度情況預制生產相應部位的混凝土墻板，墻板運輸、現場存放都需制定好計劃。除此之外，在安裝之前，相應部位設置吊點，連接梁板底部、頂部的連接點需提前完成，混凝土預制墻板與地下廠房巖壁間內的通風管道及油氣管道也需在安裝混凝土預制墻板前安裝完成。

限定詞是用來引導名詞的輔助詞類，表達主有、指示、疑問等關系的詞匯意義。在法語中，限定詞包括冠詞和傳統語法稱為非品質形容詞的主有、指示、疑問、感嘆、數目和泛指形容詞。而英語的限定詞則包括定冠詞、不定冠詞、零冠詞以及物主、指示、關系、疑問和不定限定詞等。

另外混凝土預制墻板施工前應充分考慮抽水蓄能電站機電設備的安裝計劃，根據設備安裝計劃確定混凝土預制墻板安裝時間節點，做好工序間的銜接和交叉作業協調。同時混凝土預制墻板自安裝間吊運至各機組段作業面主要依靠地下廠房設置的橋式起重機，所以在機電設備安裝高峰期的時候還需要做好橋式起重機使用的協調工作。

3.2 安裝工藝

混凝土預制墻板施工工藝流程：混凝土預制運至安裝間→橋機吊運至各機組段堆放場→堆放場運至各安裝位置→手拉葫蘆連接吊點吊裝→位置調整→焊接及防腐處理（手拉葫蘆吊點應經檢查合格后方可使用）。

混凝土預制墻板安裝前，采用在框架梁側面打入6 根M14 化學錨栓并塞焊鋼板以懸掛起吊設備進行固定。

混凝土預制墻板上連接件：預埋螺桿通過連接角鋼與混凝土上預埋件連接，標高及軸線定位準確后鎖緊螺母，角鋼連接件和預埋板圍焊固定，墊片也和角鋼連接件圍焊固定。

圖1 上連接件大樣圖

圖2 上連接件詳圖

混凝土預制墻板下連接件：預埋件上焊接角鋼連接件，將高強螺桿與鋼制盒子一起鎖在混凝土預制墻板角鋼連接件上，定位好軸線后，將鋼制盒子與梁上預埋件點焊固定，通過螺栓的螺母精調外墻板標高（上節點配合一起調節），確認標高及軸線均正確無誤后完成墊片和鋼制盒子、鋼制盒子和梁上預埋件的焊接。

圖3 下連接件大樣圖

圖4 鋼制盒子

（1）混凝土預制墻板的吊點預留方式為預留吊環，預留吊環繩索與構件水平面夾角不宜小于45°。

（2）混凝土預制墻板從各機組段吊物孔垂直吊運至各層后，通過轉運小車（自制）轉運至各就位點，采用梁中側吊點連接手拉葫蘆吊裝就位，就位時，應以外墻邊線為準，做到外墻面順直，墻身垂直，縫隙一致，齊口縫不得錯位，防止擠壓偏腔，左右側使用攬風繩保持預制墻板平穩起吊。

（3）混凝土預制墻板就位調整完成并經驗收合格后，對混凝土預制墻板上下連接點進行焊接作業，保證焊縫飽滿。

（5）輕型薄板安裝方法：承接板安裝→龍骨安裝→掛板→填縫。根據放樣尺寸進行龍骨下料加工，采用8 號槽鋼作為豎龍骨與承接板的固定連接件，將連接件與已安裝好的承接板采用焊接固定，嚴格按照已標記的基線安裝連接件；待連接件全部安裝完成后開始安裝豎龍骨，豎龍骨與連接件焊接固定，然后進行輕型薄板的安裝，輕型薄板采用雙頭螺柱連接，安裝方法類似建筑裝修掛板安裝，最后進行填縫打膠。

3.3 質量保證措施

（1）混凝土預制墻板生產時必須按圖施工，相應預留孔尺寸須滿足設計要求，脫模后對混凝土預制墻板外觀檢查，對存在缺陷的部位按規范處理完成。

（2）混凝土預制墻板進場后安排專人對預留孔、整體尺寸、外觀、連接件進行檢查驗收。

（3）混凝土預制墻板吊裝前，應按設計要求，按樓層已彈好的平面控制線和標高線，確定預制墻板安裝位置線及標高線，并復核。

（4）預埋吊點及上下連接點必須經測量放線，保證與混凝土預制墻板連接匹配。吊裝穩固后均需測量水平與垂直度偏差在允許范圍內，遇需調整時應松開相關緊固件，嚴禁蠻力校正。

（5）機組啟動前和機組運行后均需對混凝土預制墻板連接點情況進行復檢，以確保機組運行時混凝土預制墻板連接點安全可靠。

4 結語

抽水蓄能電站利用混凝土預制墻板良好的適應性、便捷性、可靠性，符合國家節能減排和綠色發展目標，隨著其設計研究的深入，應用經驗的積累，將逐漸成為應用廣泛、技術成熟的建筑產品。本項目的研究與應用驗證了節點的合理性及抗震性，完善施工中存在的不足，促進混凝土預制墻板在抽水蓄能電站的應用發展。