三峡左岸电站厂房蜗壳二期混凝土施工的探讨.docx
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三峡左岸电站厂房蜗壳二期混凝土施工的探讨
左岸电站厂房蜗壳二期混凝土施工的探讨
胡建伟贾晖
(三七八联营总公司)
摘要:
对VGS机组和ALSTOM机组蜗壳二期混凝土施工工艺流程,蜗壳支墩顶部、座环和基础环底部、蜗壳底部
第一和第二层混凝土浇筑,蜗壳第三层以上保压、混凝土浇筑,蜗壳二期混凝土回填灌浆施工以及施工计划工期进行了探讨。
关键词:
蜗壳;二期混凝土;浇筑;施工;探讨
三峡工程左岸电站厂房(TGP/CIV-4-3标段)位于左非坝段与右溢流坝段之间,全长643.70m,总宽度85.00m,共布置3个安装间及14个机组段,装机14台,VGS机型6台,AL-STOM机型8台,其中1#、2#、3#、7#、8#、9#机组为VGS机型,4#、5#、6#、10#~14#机组为ALSTOM机型。
单机容量为70万kW。
三峡左岸电站厂房工程,于1998年开始浇筑混凝士,1999年、2000年进入混凝土浇筑和机电、金结埋件安装高峰年;并随着工程的进展逐步形成了小基坑(安1~6#机组)和大基坑(安Ⅲ~14#机组)分部施工的生产格局。
根据合同文件要求,制定了2002年9月份下游基坑进水,2003年9月份首台机组发电的远景目标。
三峡左岸电站厂房蜗壳外围二期混凝土浇筑方案在原招投标文件中拟采用在蜗壳外侧加弹性垫层的施工方案,后经过国内外专家多次论证后,确定采用在蜗壳内充水进行保压、保温浇筑外围二期混凝土的施工方案。
即在试压环、闷头、保压设备、保温设备及所有管路安装调试完成后,对蜗壳进行充水加压,保持水压在70m水头的条件下浇筑蜗壳二期混凝土。
根据设计提出的技术要求,蜗壳二期混凝土连续浇筑如安排在3月至6月份或9月至11月份内,可不采取蜗壳充水保温措施;在7、8、9三个月份连续浇筑蜗壳外围混凝土时,可适当下调保压值;在12月至次年2月连续浇筑蜗壳外围混凝土时,应采取保温措施,将蜗壳水温保持在16℃~22℃之间。
根据设计图纸,蜗壳外围二期混凝土共分为9层,从高程50m至67m;混凝土标号为R28250#,VGS机组在第Ⅰ8-1、Ⅰ8-2块的混凝土标号为R28400#。
为加快施工进度,减少局部混凝土的施工难度,经设计单位同意,将设计混凝土分层由原9层修改为6层,即第1、2、9层不变外,其余各层采用两层并一层的施工方案。
1施工工艺
VGS机组与ALSTOM机组的蜗壳二期混凝土施工工序不同之处在于:
VGS机组要求在蜗壳充水加压前浇筑座环底部混凝土,而ALSTOM机组要求在蜗壳充水加压后浇筑座环底部混凝土。
图1VGS机组蜗壳二期混凝土施工工艺流程
图2ALSTOM机组蜗壳二期混凝土施工工艺流程
(图中的混凝土分层号依据设计图纸)
2施工难点浅析
蜗壳二期混凝土施工难度主要表现在蜗壳周围钢筋密集、机电埋件管路多、工作面狭窄、平行作业干扰大、施工工序衔接复杂,而且许多地方施工人员无法进去振捣。
因此,为保证蜗壳二期混凝土的施工质量,必须使设计与施工行之有效的结合起来,对施工重点和难点进行仔细的研究,在施工前针对这些重点和难点提出合理的施工方案。
经过仔细分析设计图纸和多次的研究讨论,发现除座环底部混凝土施工困难外,蜗壳支墩顶部和蜗壳底部混凝土的浇筑也不易施工。
因此,我们拟对座环底部、蜗壳支墩顶部、蜗壳底部内外侧采用泵送混凝土的施工方法,并在不易密实的部位辅以压力灌浆。
蜗壳外侧第三层(设计图纸分层号)以上的混凝土,按常规施工方法用混凝土吊罐浇筑。
2.1蜗壳支墩顶部的混凝土浇筑
VGS机组段和ALqTOM机组段的蜗壳支墩顶部混凝土浇筑方法相同。
根据设计提出的有关文件要求,施工次序为分两批次间隔浇筑蜗壳支墩顶部混凝土,即第一批浇筑双号支墩顶部混凝土,如NO.2、NO.4、NO.6……。
7~15d(设计要求15d)后,拆除第二批蜗壳支墩上的垫块,上筋立模完毕后浇筑第二批单号支墩顶部混凝土,如NO.1、NO.3、NO.5……。
混凝土浇筑采用泵送的方法,由内、外两侧的蜗壳支墩顶部由高处向下压送;混凝土采用一级配,坍落度取16~18cm,振捣器采用φ50的软轴振捣棒由蜗壳支墩顶部两端插入振捣,并在蜗壳支墩两侧模板上增开若干振捣孔,加强混凝土的振捣,保证蜗壳支墩顶部混凝土的密实。
并在浇筑过程中注意调节泵送混凝土的压力,既保证支墩顶部混凝土的密度性,又防止在混凝土浇筑过程中产生蜗壳壳体变形。
2.2座环、基础环底部混凝土浇筑
(1)VGS机组段的座环、基础环底部混凝土浇筑
VGS机组段座环、基础环底部混凝土分为两层浇筑,第一层浇筑至EL53.70高程,第二层浇筑至座环底部,并在蜗壳充水加压前完成。
第一层Ⅰ2-3混凝土浇筑采用泵管从蜗壳包角处伸入座环基础支座EL53.70高程环向布设,管口接软管,可从一处沿环向连续、快速浇筑或利用环向基础支座混凝土上预留的φ200孔从外侧用泵压送混凝土浇筑;第二层13-3混凝土浇筑,是将混凝土泵管沿座环底部环向并尽量向高处布置,混凝土振捣采用φ50软轴振捣器通过座环上φ125孔插入振捣。
泵送混凝土采用二级配,陷度13~15cm。
(VGS机组第二层13-3混凝土浇筑方法同ALSTOM机组的,都是在蜗壳底部第一层混凝土浇筑之后进行。
)
经过讨论研究后,认为该部位混凝土浇筑的结果,可能会出现混凝土不易密实和易脱空的现象,尤其是座环阴角处。
因此,必须在这些部位预先埋设回填灌浆管路系统,在混凝土浇筑后5d,进行回填灌浆。
经过第一次灌浆后,用敲击法去检查,若有脱空现场,仍有用备用灌浆系统可以进行补灌,灌浆系统分别由座环的φ125孔埋入的D20管和φ25孔埋入的D20管组成。
(2)ALSTOM机组段的座环底部混凝土浇筑
ALSTOM机组段的座环底部混凝土进行整体浇筑,浇筑顺序放在蜗壳充水加压之后进行。
因基础环与锥管之间的一条环形焊缝需在充水加压后焊接,待焊完后,方可浇混凝土。
此部位混凝土浇筑方法有两种。
经过进一步的研究讨沦后,拟定为先浇筑蜗壳底部第一层混凝土,在蜗壳底部每两支墩之间埋一个泵管,待混凝土浇至无法进入时,用放置在座环底部的泵管,分段浇,并每1.5~2m搁置一节泵管,泵管由内向外,每浇一段丢弃一道泵管。
混凝土振捣由预留φ125孔洞插入φ50软轴振捣器进行振捣。
浇后10d进行回填灌浆。
2.3蜗壳底部第一层混凝土浇筑
(1)VGS机组段的蜗壳底部第一层混凝土浇筑
按照设计图纸的混凝土分层结构情况,外侧的混凝土可采用混凝土吊罐挂溜桶直接入仓,但当混凝土浇筑至距钢衬底部较近时,溜桶入仓已很困难必须使用泵送混凝土才能完成。
因此,须预先在两支墩之间预埋一根泵管,管头布置较高,以便加大浇筑的范围,并建议设计允许蜗壳底部第一层混凝土与第二层混凝土在蜗壳内侧的部位合仓进行浇筑,来减少分两次重复施工的难度。
具体施工时,可利用预留在支墩顶部的缺口进行观测和振捣,混凝土浇筑由两支墩之间由内向外施工,等各支墩之间的内部浇实后,再利用溜桶或溜槽等手段施工支墩的外部混凝土。
在浇筑蜗壳底部内侧混凝土时,需要埋掉一节钢管,泵管按两支墩之间埋一根布置,若入仓强度不够,两台泵可同时浇筑(每台机组配备两台混凝土泵)。
等强后利用与底部钢衬布置的灌浆系统一起进行灌浆补强。
第一层泵送混凝土,采用二级配,陷度13~15cm,吊罐直接下料的混凝土陷度9~11cm,振捣采用φ100硬轴插入式振捣器,并辅以φ50软轴振捣器进行人工振捣。
(2)ALSTOM机组段的蜗壳底部第一层混凝土浇筑
ALSTOM机组蜗壳底部混凝土不存在内侧合层情况,浇筑情况和泵管布置与VGS机组基本一致。
2.4蜗壳底部的第二层混凝土浇筑
VGS机组段与ALSTOM机组段经过修改设计分层后,均仅剩外侧部分混凝土为蜗壳底部第二层;此部位可直接利用混凝土吊罐下料,溜桶入仓;混凝土级配采用二级配,陷度9~11cm;混凝土振捣采用φ100硬轴插入式振捣器结合φ50软轴振捣器作振捣;依照设计有关文件要求:
层面与蜗壳表面交角小于60°的部位,应做倒角处理,并且交角处混凝土厚度应大于50cm。
经过研究后认为此部位施工过程使用的混凝土坍落度较大,且不易做成侧倒角,因此通过设计同意后修改为:
此部位混凝土多浇筑50cm高度,形成一个倾斜面,能够更好地满足施工质量要求。
2.5蜗壳第三层及其以上至EL.67.90保压混凝土的浇筑
VGS机组段和ALSTOM机组段的第三层及其以上至EL.67.90保压混凝土的浇筑,采用MQ2000或SDMQ1260门机配合3m3(或6m3)吊罐入仓,混凝土级配采用三级配,陷度5~7cm。
由于这些部位钢筋密集且浇筑部位窄狭,因此采用溜桶或溜槽等辅助手段入仓。
图3蜗壳二期混凝土回填灌浆施工逻辑图
混凝土振捣使用φ100硬轴插入式振捣器施工,钢筋密集部位辅以φ50软轴振捣棒协助施工。
浇筑方式为对角混凝土同时浇筑,两块均匀上升,薄层浇筑的施工方式;即:
Ⅰ区左块和Ⅱ区右块同时浇筑,Ⅰ区右块和Ⅱ区左块同时浇筑。
或脱离蜗壳顶部一定厚度后,可采用常规台阶法施工,铺料厚度控制在30~50cm的范围内。
3回填灌浆
4施工计划工期
从蜗壳挂装至主厂房封顶的直线工期约20个月。
其中土建施工约占直线工期11.5个月(即,从第一层混凝土或“先浇层”开始至主厂房封顶)。
主要工期计划见下表。
蜗壳保温保压浇筑蜗壳二期混凝土的主要工期计划
项目内容
工期(d)
备注
V
更换支墩垫混凝土浇筑
60~75
导流壳探伤穿插,基本不占直线工程
G
座环底部混凝土浇筑(充水前)
50
与导流板、闷头安装穿插、基本不占直线工期
S
导流板、闷头、加压加温设备安装等
80
占直线工期约50d
机
蜗壳充水加压
10
占直线工期(原I5-1、I5-2在64增设一层)
组
第1~9层二期混凝土浇筑(加压后)
156
A
L
S
T
O
M
机
组
更换支墩垫混凝土浇筑
60~75
基本不占直线工期
导流板、闷头、加压加温设备安装
80
占直线工期约50d
蜗壳充水加压
10
座环底部混凝土浇筑(加压后)
20
占直线工期
第1~第6层二期混凝土浇筑(加压后)
144
计划工期编制的有关说明:
(1)本进度编制过程中,已考虑各种施工工序最大限度的交叉作业,各单项施工衔接已很紧凑,已不宜再进行压缩。
(2)VGS机组在Ⅰ2-3块浇筑完成后,进行混凝土施工仓面的准备;包括钢筋、模板的安装及其他的混凝土施工准备工作,一般时间在30天以上,直致蜗壳充水打压后浇筑第一层混凝土。
(3)基础环及座环的回填灌浆施工基本上不占用直线工期。
(4)闷头的拆除工作考虑将闷头拆成两半,其直线工期约为15d。
(5)预留槽三期混凝土的施工考虑除钢管底部两层设计分层不变,以上的设计分层在保证施工质量的前提下修改为四层进行施工,以节省施工工期。
(6)为加快施工进度,经过研究讨论后,在保证施工质量的前提下,将蜗壳二期混凝土的设计分层做如下修改:
除蜗壳二期混凝土第一、二层及第九层的混凝土浇筑厚度不变外,其余各层采用两层合一层的施工方案。
本进度编制中表现出来的主厂房封顶时间较合同工期滞后较多。
但需要说明的是原招投标文件要求的合同工期是以蜗壳垫层施工方案拟定的;而目前实际施工是以蜗壳厂内打压方案实施的。
从而导致施工技术难度增大,施工工序增加很多,施工工期延长。
需要进一步明确的是主厂房封顶时间的滞后是由于机组埋件厂家供货及增加设备蜗壳充水保压保温等原因影响的。
并且对于安Ⅲ以右各机组亦存在此类问题。
5结束语
经过认真的分析对比,并综合各方面意见和建议,我公司初步拟定了VGS和ALSTOM机组的蜗壳二期混凝土保温、保压施工方案;并得到了业主、监理、设计单位的认可。
以上是针对左岸电站厂房蜗壳二期混凝土施工方案的初步探讨,今后的实际施工仍有较多的修改、调整空间,今后实际施工中可能对遇到的具体问题应有重新认识和具体分析。
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- 三峡 电站 厂房 蜗壳二期 混凝土 施工 探讨