积石峡水电站进水口拦污栅施工综述

吴晓斌，巨金星

（中国水利水电第四工程局有限公司第一分局，青海 西宁 810006）

1 工程概况

积石峡水电站采用一机一管引水方式，共设3个进水口，总宽度为64.0 m。进水口为坝前塔式结构，左邻溢洪道，右侧为拦河大坝。进水口设通仓式拦污栅，每个机组拦污栅设有2个中墩和2个边墩，拦污栅墩共12个。拦污栅墩底部高程1 819 m，顶部高程1 861 m，总高度42 m。整个拦污栅共布置有3层联系梁，2层联系板。拦污栅设计分层高度每层3 m，为了满足梁板施工要求，对拦污栅分层进行了局部优化,除第1层浇筑高度为1.8 m外，其他均为3 m。拦污栅梁板与进水口大体积混凝土相连，因此在进水口大体积混凝土施工时，相应预留了梁窝及板窝。拦污栅梁板与相对应的拦污栅墩混凝土一起施工。

拦污栅布置在进水口前端，平行于进水口方向布置了1台600 kN门机，以满足材料吊运、模板起升及大体积混凝土浇筑要求。后期由于设备调整，600 kN门机拆除，材料设备吊运采用已经形成的进水口顶部布置500 kN吊车的方式解决，混凝土入仓则采用泵送方式。

2 主要施工方法及过程控制

2.1 栅槽埋件安装

拦污栅栅槽采用一期安装方式。安装步骤为：①清理工作面，并检查拦污栅各部位几何尺寸及装配中心是否符合设计要求；②根据控制需要进行测量点线放置；③利用门机进行栅槽吊装；④调整栅槽轨道面错台及垂直度；⑤所有栅槽就位、调整合格后，栅槽外部利用型钢加固牢靠。拦污栅栅槽埋件安装与栅墩混凝土浇筑穿插进行，每安装1层栅槽，浇筑两层栅墩混凝土。栅槽调整合格后，方可进行后续工作。

2.2 模板安装

为了保证拦污栅墩体形，每个栅墩均加工单独的一套模板。1、3号机边墩由于与大体积混凝土一起浇筑，模板采用了悬臂模板，板梁底模及侧模均采用胶合板，底部两层梁采用了钢管柱支撑钢梁（桁架）方式，第3层梁及第4层板采用了吊模施工方式，最后一层定板则利用第4层板做支撑搭设满堂红脚手架及钢管柱支撑相结合方式。拦污栅模板安装随栅槽安装逐层进行，模板起升采用600 kN门机及倒链相结合方式。

2.3 混凝土浇筑及养护

仓号验收合格后采用6 m3混凝土搅拌车运输，由600 kN高架门机吊罐入受料斗，溜管入仓。或采用HBT60A拖式混凝土泵压送入仓，溜管配合。卸入仓号内的混凝土用插入式振捣棒平仓振捣，由于栅墩体形较小且钢筋较密集，主要的振捣设备为φ70软轴及φ80振捣棒。板梁提架较大及钢筋较少处用φ130振捣棒振捣。

压平抹光后的混凝土水平面采用平铺双层麻袋片后洒水养护，养护时保持麻袋片始终处于湿润状态；栅墩立面则采用塑料薄膜包裹的方式进行洒水保湿及养护。进入寒冷季节后利用脚手架挂蓬布方式将整个栅墩施工区封闭进行保温，内部架设火炉和热吹风机进行升温。同时，模板外侧覆盖保温被，收盘及拆模后立即在混凝土外表面覆盖一层保温被。

为保证拦污栅混凝土浇筑质量，在施工过程中主要加强原材料质量控制及现场质量管理，从施工环节上控制质量。

3 新技术、新工艺的应用

3.1 栅槽埋件一期安装施工工艺的应用

按照以往施工经验，金结埋件，尤其是拦污栅栅槽埋件、门槽埋件等多采用二期安装方式。但随着施工技术的不断发展，二期浇筑的弊端逐渐出现，如埋件与混凝土间出现干缩裂缝、二期混凝土出现渗漏水现象等。而埋件一期浇筑，则可完全避免以上问题。积石峡水电站拦污栅栅槽埋件选择了一期安装方式，虽难度加大，但通过调整和控制，安装质量和效果达到的预期目标，拦污栅栅叶一次成功安装就位。

3.2 清水混凝土模板设计及制作

拦污栅墩按照体形断面不同共分为5种类型，分别有由不同的曲面和直面组成，形状比较复杂。为了达到清水混凝土效果，实际施工时，在不同的部位加工制作了不同的模板。模板材料选用要求如下：模板面板采用6 mm厚钢板，面板左右边框为10号槽钢。面板后用横肋及纵肋保证面板不变形，直面模板及曲面模板的纵肋均为6 mm厚钢板；直面模板的横肋为10号槽钢，曲面模板的横肋为8 mm厚钢板和10号槽钢；模板之间用φ16螺栓进行连接，竖围檩用16号槽钢。

按照施工需要，每个墩柱均加工一套定型模板，模板在后方加工厂制作完成后进行预拼装，经监理工程师验收合格后拉运至前方进行安装。为了减少后期拉杆处理，圆弧模板除边墩外均不设拉杆，利用模板间的连接螺栓作为主要受力部件。除了栅墩加工制作定型模板外，拦污栅板梁均采用了1.5 cm厚的胶合板做模板。

3.3 板梁吊模施工工艺的应用

积石峡水电站拦污栅联系梁分为两种，一种为拦污栅墩墩柱相互之间的联系梁，垂直水流方向布置，断面尺寸为1.2 m×1.2 m（宽×高）；一种为墩柱与进水口大体积混凝土之间的联系梁，顺水流方向布置，断面尺寸为1.4 m×1.2 m（宽×高）。积石峡水电站进水口拦污栅板厚1.2 m，与拦污栅墩相互连接。由于1 854～1 855 m高程板距1 819 m高程平台高差较大，无法采用常规的混凝土浇筑方法进行施工，经反复核算采用吊模施工。即将现浇梁板混凝土中的部分上、下层纵向钢筋（上、下弦杆），与弯折成形的小直径钢筋（腹杆）焊接，组成具有一定刚度且能够承受荷载的钢筋桁架，利用钢筋桁架采用拉杆将梁板底部模板吊起，进行梁板混凝土浇筑。

施工程序为：简易施工平台搭设→钢管找平→底模围檩铺设→模板及面板铺设→安装梁板上下层主筋→桁架支撑就位→焊接桁架腹杆→安装吊模拉杆→底模调整→板梁分布筋制安→侧模安装加固→测量验收→混凝土浇筑。

通过实际应用，积石峡水电站梁板采用吊模施工方案，取得了明显效果：①采用板梁吊模施工工艺，在加快工程施工进度、缩短工期方面有明显的优势。在积石峡水电站拦污栅板施工中平均每层板较传统施工缩短工期约5～7 d。②在积石峡水电站拦污栅施工中由于板梁吊模施工工艺的采用，大量的节约了板、梁底部支撑脚手架钢管用量。每层板施工占压钢管约100根，较传统施工方法至少节约300根钢管，拦污栅施工总计节约钢管约1 500根。同时由于施工进度的加快降低了脚手架钢管的租赁成本。由于吊模施工工艺是采用梁板内桁架进行结构自身承重施工，在加工形成桁架中每层板需增加投入桁架腹杆及各种支撑加固钢材用量约4.0 t，钢筋增耗较大。但从长远角度来看，现期的适量投入与后期收益相比还是可行的。③吊模施工工艺由于操作简单，工序相对较少，同时能较好的克服空间结构复杂，作业面距下层基础面高差较大等不利因素对施工造成的干扰。④由于板梁内部桁架采取了一定的起拱值同时，在混凝土施工过程中按施工工序采用了较好的现场控制措施，扳梁底部下沉变形均控制在规范及设计要求内。

3.4 板梁多种支撑方式的综合应用

积石峡水电站拦污栅板梁多，高差大，施工时采用了多种施工方案，有效地解决了工期及资源投入的矛盾，取得了良好效果。

（1）第1～3层梁采用钢管立柱支撑桁架方式。第1～3层梁主要为栅墩之间的联系梁和栅墩与进水口之间的联系梁，其位置上下对应。其中第1层梁距地面7.8 m，由于距地面高差较小，采用常规脚手架方案和钢管支撑方式都比较容易实现。项目部有前期投入的部分φ377钢管和标准桁架闲置，稍加改造就可以作为主要的支撑系统材料。相比较钢管脚手架搭设而言，现场安装过程中机械化程度大大提高，既节省了施工成本，又加快了施工进度。第2层梁数目在第1层基础上每个机组增加2根，因此，除了新增梁采用直接从地面支撑的方式外，其余均以第1层梁为支撑。依次类推，第3层梁以第2层为支撑。现场施工时，部分底部梁的支撑拆除后继续用于第2、3层梁，成本进一步降低。

（2）第4层梁板采用吊模与钢管立柱支撑相结合方式。按照设计图纸，第4层为梁、板结合，除了栅墩之间联系梁继续布置外，与进水口大体积混凝土之间已变为联系板，该板距地面34.8 m，厚1.2 m。此层采用立柱支撑与吊模相结合的支撑方式，即在板内对应底部联系梁的部位，加工制作钢筋型钢桁架，以栅墩混凝土、板窝混凝土及钢管柱作为支撑，该桁架作为吊模桁架的支撑点。虽增加了钢筋桁架及吊模桁架腹杆钢筋的投入，但脚手架钢管数量大大减少，施工进度和质量均得到了有效保证。

（3）第5层板采用满堂红脚手架支撑及钢管立柱支撑相结合方式，局部采用吊模。为了满足坝顶结构布置要求，第5层板范围继续加大，加上栅墩外伸牛腿，远远超出第4层板梁范围，单纯依靠第4层板梁支撑不能完全实现。通过分析研究，结合项目部有大量前期拆除的碗扣式脚手架和小直径（100～200 mm）钢管的实际情况，在与底部第4层板对应的位置，搭设满堂红脚手架和钢管立柱支撑相配合的方式作为第5层板的支撑。对于无法搭设脚手架的部位，则采用吊模方式。

通过对整个拦污栅板梁施工的整体规划和安排，在投入较少脚手架钢管的前提下，充分利用了项目部现有材料，既满足施工质量要求，又节约了成本。整个拦污栅施工期间，只搭设了常规的施工脚手架，同时，拦污栅墩施工过半后，将底部的脚手架拆除后搭设了上半部分的悬空脚手架，材料进一步节约。

4 结语

积石峡水电站拦污栅施工过程中，栅墩采用定型模板施工；联系梁采用钢管柱支撑和吊模方式施工；联系板采用吊模、钢管及脚手架立柱支撑方式施工。通过一系列措施的实施，既节约了施工成本，又满足了工期要求。整个拦污栅墩施工质量达到了清水混凝土标准，得到一致好评。