河床式水电站土建工程混凝土工程施工方案及技术措施.doc
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1、河床式水电站土建工程混凝土工程施工方案及技术措施1.1 概述1.1.1 混凝土工程项目混凝土工程包括重力坝、溢流坝、水闸段、进水渠、尾水渠、主副厂房。从左到右依次为安装间、厂房1#2#机组,1#6#泄水闸、溢流坝、重力坝等部分总长189.19m,厂房从上游至下游依次为进口段、机组段、尾水管段,总长57.57m。 1.1.2 主要工程量混凝土工程总量约21.20万m3,主要混凝土量分布见表15-1。2008年12月开始浇筑混凝土,2011年6月厂房结构混凝土施工完毕,混凝土浇筑历时29个月左右。最高月浇筑强度发生在2010年1月,月浇筑最大强度为4.23万m3。表1-1 混凝土工程项目及工程量部
2、位重力坝、溢流坝进水渠尾水渠主副厂房水闸段其他合计工程量(m3)952823079226719451327240349692120001.1.3 施工特点(1)本工程由于枯水期短,导流标准偏低,汛期围堰过水,混凝土停止浇筑,致使混凝土施工工期紧、任务重、强度高,同时各个施工部位存在结构复杂的因素影响,必须配置充足施工人员、机械设备以保证施工强度满足进度要求。(2)厂房、闸墩一些部位混凝土施工仓面狭窄且钢筋较密,混凝土入仓及振捣相对困难,必须加强振捣并防止混凝土分离。(3)边坡混凝土施工过程中与上部的开挖、支护施工可能存在交叉作业,上、下作业面之间存在一定干扰。(4)由于金结、机组设备尚未招标等
3、,与机组设备安装有关的土建预留(埋)施工等存在许多不确定因素,给混凝土施工生产安排增加了难度。 1.2 混凝土总体施工程序及施工进度计划1.2.1 混凝土施工程序及进度计划根据施工进度及节点工期要求,混凝土工程施工在开挖完成后进行。“一枯”时期为2008年11月至2009年3月,在2008年12月主要进行纵向围堰、水闸段3#、4#闸坝底板混凝土,到2009年1月15日完成混凝土以及基础处理施工。“二枯”时期:在2009年12月11日,主要施工厂房、安装间防洪墙、进水渠、尾水渠、水闸段1#4#闸墩等部位混凝土,保证2010年4月30日厂房段防洪墙浇筑至EL248.7高程,汛期浇筑厂房内部混凝土;
4、2010年6月底厂房部位混凝土基本施工完毕,进水渠混凝土在2010年3月底完成,尾水渠混凝土施工2009年3月30日完成。“三枯”时期:在2010年12月11日主要施工右岸溢流坝、重力坝、水闸段5#、6#闸墩混凝土,到2011年4月30日右岸混凝土施工完毕。1.2.2 混凝土施工强度根据施工进度安排,混凝土施工最高月强度为4.23万m3,发生在2010年1月,平均月浇筑强度为0.73万m3,各月强度详见下表15-2。表1-2 混凝土浇筑月浇筑强度表月份08年12月09年1月09年2月09年3月09年4月工程量(m3)2710110902730146271720月份09年5月09年6月09年7月
5、09年8月09年9月工程量(m3)190069060420450月份09年11月09年12月10年1月10年2月10年3月工程量(m3)273017940423003360030790月份10年4月10年5月10年6月10年7月10年8月工程量(m3)11200794075701510280月份10年9月10年10月10年11月10年12月11年1月工程量(m3)27056027012604460月份11年2月11年3月11年4月11年5月工程量(m3)3470415049004201.3 施工机械、道路及交通布置1.3.1 布置原则(1)根据施工进度和强度要求及时调配与安装足够数量的施工机械
6、。(2)充分利用我局现有的设备;不能满足施工要求时再新购或租赁。(3)充分考虑与相邻标段的协调与配合,尽量减少相互干扰,充分发挥各类施工机械的特长。(4)尽量减少施工机械拆迁次数和道路调整次数,施工道路布置充分利用基坑开挖时临时道路,减少临建工程量,同时满足各期混凝土浇筑及金属结构件的运输。(5)施工道路布置充分考虑护岸开挖与混凝土运输相结合。(6)现场施工交通布置以安全、方便、合理为原则1.3.2 混凝土施工机械设备布置本工程厂房、安装间、闸坝及重力坝段混凝土浇筑总量约21.20万m3,钢筋安装4755.4t。混凝土浇筑年高峰强度13.76万m3,发生在2010年;月高峰4.23万m3左右,
7、发生在2010年1月。根据施工部位特点及机械特性,配置1台MD900塔机,1台MQ900门机,1台BJ60040自行式布料机作为混凝土施工的主要浇筑机械,并辅以洛泰克皮带机、真空溜槽、混凝土输送泵等设备,可满足高峰月施工强度要求。根据招标文件和施工总进度计划安排,厂房、安装间及水闸段混凝土施工分期、分部位进行,其施工机械布置情况分述如下:(1)自行式布料机布置自行式布料机在2008年12月10日进场,结合开挖施工进度安排,先进行纵向围堰混凝土、水闸段3#、4#闸坝底板混凝土。后期主要浇筑1#4#闸坝下部、厂房下部混凝土、进水渠和尾水渠下部混凝土。右岸5#、6#闸墩高程236m以下、消力池段、重
8、力坝、溢流坝高程232m以下混凝土也采用自行式布料机浇筑,混凝土运输主要采用10t、20t自卸汽车。具体布置详见围堰混凝土施工机械平面布置图、闸坝段混凝土施工机械布置平面图。2011年4月30日大部分混凝土浇筑完成后,拆除自行式布料机。(2)塔机、门机布置根据施工进度安排,在2009年12月10日1台MD900塔机、1台MQ900门机进场。MD900塔机布置在厂房上游高程224.5m平台,MQ900门机布置在厂房下游尾水渠高程224.5m平台上,2010年12月10日后该门机转移布置在右岸重力坝上游高程229m平台上。具体布置图详见:厂房段混凝土施工机械布置平面图。厂房上游布置1台MD900塔
9、机主要浇筑厂房上游、安装间、防洪墙混凝土、水闸段1#4#闸墩混凝土,2011年3月底拆除后,坝顶混凝土启闭机架主要采用卷扬机提升架配合施工;厂房下游布置的MQ900门机主要浇筑厂房尾水段、检修门部位以及尾水渠混凝土。2010年12月MQ900门机转至重力坝上游高程229m平台主要用于浇筑右岸重力坝、溢流坝、5#、6#闸墩混凝土。混凝土采用20t、10t自卸汽车运输。拆除时间具体布置如下:MD900塔机在2011年3月30日拆除,厂房下游布置的MQ900门机在2010年6月30日拆除, 2010年12月转至重力坝上游EL229平台,最后在2011年4月30日拆除。门、塔机拆除均主要采用50t吊车
10、辅助,保证拆除安全。1.3.3 施工道路布置混凝土施工道路主要利用场内的319国道和3条施工便道,即R1R3道路。混凝土基本可利用这些道路直接将混凝土运至工作面,不能直接运送到的工作面辅以其它机械、人工转运。混凝土施工运输道路详见:混凝土施工道路布置图。(1)R1施工道路起点接319国道,高程260m,经下游钢栈桥,终点为右岸基坑高程225m,路宽7m,路长635m,最大纵坡12,路面为泥结石路面。(2)R2施工道路R2道路起点接319国道,路面高程270m,终点为左岸基坑高程225m。路长536m,路宽7m,最大纵坡11,路面为泥结石路面。(3)R3施工道路起点接319国道,高程260m,终
11、点为左岸基坑高程227m,路宽7m,路长373m,最大纵坡12,路面为泥结石路面。1.4 混凝土浇筑分层分块1.4.1 厂房混凝土浇筑分层分块(1)大体积混凝土厂房主机间长36.6m,安装间长30.9m,主机间顺水流方向由进水室、厂房段和尾水段组成,长度为52.3m。主机间及安装间混凝土分块进行施工。详见:厂房混凝土分层分块布置图。厂房上、下游防洪墙、底板、尾水闸墩、尾水平台、安装间、副厂房等部位先浇筑,保证2010年汛前浇筑高程至248.7m;肘管、锥管、蜗壳、机墩等部位混凝土后期浇筑,注意埋件按设计图纸要求进行预埋。厂房凝土浇筑层基础约束区按1.02.0m层高控制,基础约束区以上按照3m分
12、层,遇到结构部位进行调整分层。混凝土仓面浇筑以平浇法为主,台阶法为辅助,仓面平仓和振捣主要选择100、50软轴振捣器振捣,振捣方式为梅花形布置,浇筑过程,要注意保护仓面预埋件、模板、钢筋,防止它们变形,振捣时间以混凝土不再显著下沉,不出现气泡,开始泛浆为准。收仓后的新浇混凝土及时养护。(2)板梁柱结构混凝土副厂房、主机间,安装间及尾水起闭机室等板梁柱结构混凝土浇筑分层以3m为主,局部根据结构进行调整。(3)二期混凝土二期混凝土主要为进口检修门、清污机轨槽及尾水闸门门槽等部位。由于二期混凝土部位结构尺寸较小,一般浇筑层厚按照35m控制。1.4.2 闸坝混凝土浇筑分层分块闸坝混凝土包括1#6#闸墩
13、、闸底板、重力坝、溢流坝等部位。其中#、6#闸墩宽度为3m,中墩宽度为4m,闸墩长为21m;泄洪冲沙闸挡水总宽度为82m,闸底板厚4m,面层为50cm的抗冲磨C40混凝土;溢流坝全长20m,堰顶高程为247m,最大坝高21m,面层为50cm的C25钢筋混凝土;重力坝左侧与溢流坝相连,全长18.78m,坝顶高程257.55m,上游为垂直面,下游在高程247.55m以上为垂直面,以下为1:0.7斜面,坝体为C20混凝土。水闸、溢流坝混凝土分层分块图详见:闸坝段混凝土施工分层分块图。水闸段底板混凝土按照11.5m分层,闸墩以上按照3m分层,底板按照16m分段;溢流坝、重力坝底部基础约束区混凝土按照1
14、2m分层,约束区以上按照3m分层,遇到结构部位根据现场情况灵活调整。溢流坝段先浇筑成台阶状,并预埋插进,后期采用拖模分段浇筑溢流面混凝土,段长10m左右;混凝土浇筑采用平浇法、台阶法浇筑为主,混凝土振捣采用100、50软轴振捣器振捣,仓面收仓后及时洒水养护。进水渠、尾水渠混凝土主要包括拦沙坎、导墙、渠底板、护坡等混凝土,根据已建工程施工经验,拦沙坎、导墙基础按照12m分层,基础以上按照35m分层,按照12m分段施工;底板从上游向下游方向混凝土按照12m分段,左右方向按照在15m左右分段;护坡按照12m分段施工,具体可根据现场结构情况调整。1.5 施工强度分析1.5.1 最大仓面入仓强度分析在厂
15、房大体积混凝土施工中,其最大仓位于厂房下游侧EL219.5以上的11#仓,仓面面积为2027540m2,浇筑层高3.0m,采用平铺法浇筑,层厚控制在50cm。浇筑此仓时,安排一台MQ900门机吊6m3罐为主浇筑,一台MD900塔机、一台自行式布料机协助浇筑。总结我公司在已建工程施工经验分析:一台MD900塔机吊6m3罐时,每小时可吊10罐,强度可达60m3/小时;一台MQ900门机吊6 m3罐时,每小时可吊810罐,强度可达4860 m3/小时;一台布料机强度可达80120 m3/小时。 因此厂房混凝土采用平铺法浇筑时,需安排1台MQ900门机+1台自行式布料机入仓为主,入仓浇筑强度可达180
16、m3/小时,可满足浇筑要求。1.5.2 混凝土浇筑高峰月强度分析混凝土浇筑高峰期在2010年1月到2010年3月,最高月强度4.23万m3,发生在2010年1月,主要进行厂房、进水渠、尾水渠、消力池等部位混凝土施工;其次是2010年2月,混凝土月强度约3.36万m3。按照MQ900门机实际月生产强度9000 m3,MD900塔机实际月生产强度10000 m3,布料机实际月生产强度1200014000m3,HBT60混凝土输送泵实际月强度按照8000m3左右考虑。在2010年1月的混凝土浇筑量为4.23万m3,此间在厂房坝段进口渠高程224.5m平台布置有MQ900门机1台,在尾水渠高程224.
17、5m平台布置1台MD900塔机,并辅以自行式布料机、洛泰克皮带机、真空溜槽等浇筑机械。在高峰月完全可以满足混凝土施工需要。1.6 模板工程1.6.1 模板规划据招标文件技术及水工混凝土施工规范等要求,施工用模板要有足够的刚度、强度和平整度,以承受混凝土浇筑时的侧向和垂直荷载、满足稳定、不变形走样等要求;并有足够的密封性,以避免漏浆。为确保工程整体质量,并达到快速短间歇的施工要求,根据xx水电站厂房结构形式、施工特点及技术要求,本工程施工模板规划布置见表15-3。表1-3 模 板 分 部 位 选 型 表 序号部 位模 板 选 型备 注1主厂房、安装间内表面3.33m悬臂钢模板2尾水管定型钢模板、
18、木模板3进水口流道顶板定型钢模板4厂房进水及尾水墩墙永久外露面、安装间外露面等普通钢模板、悬臂模板5水闸闸墩圆头部位定型钢模板6倒悬、牛腿部位, 普通钢模板7廊道顶拱普通钢模板、木模板8板、梁、柱结构定型钢模板9蜗壳流道顶部承重模板普通散装钢模板10尾水扩散段散装钢模板11溢流面拖模12其它部位普通钢模板1.6.2 主要模板设计、制作及安装(1)模板材料要求1)模板及支架材料的种类、等级,应根据其结构特点、质量要求及使用次数确定。应优先选用钢材等材料,尽量少用木材。2)模板材料的质量应符合现行国家标准及部颁标准的有关规定。3)木材质量应达到等以上的材质标准。腐朽、严重扭曲或脆性的木材不应用作木
19、模材料。4)钢模板面板厚应不小于3mm,钢板面应尽可能光滑,不允许有凹坑、皱折或其它表面缺陷。5)模板的金属支撑杆(如拉杆、钢筋及其它锚固件等),材料应满足相关材质要求。(2)模板设计1)悬臂大模板结构设计本工程厂房上游面、安装间上、下游面、溢流坝及水闸段的混凝土永久外露面选用悬臂大模板。模板的结构主要包括:面板系统、支撑系统、工作平台等,全部采用钢结构制作。悬臂大模板采用从专业厂家定购。悬臂大模板的形式见图15-1。详见:3.33m悬臂模板结构图。图1-1 悬臂大模板示意图2)尾水管段定型钢模板设计尾水管结构复杂,主要使用定型钢模板,木模板嵌缝,顶部搭设承重排架,规则部位使用普通小钢模,其余
20、一律使用自行设计制作的定型钢模板施工。尾水管段模板的设计由于招标文件未提供尾水管单线图等设计的基本资料,暂只能参照已建工程施工经验设计。根据xx水电站厂房贯流式机组的型式,及我公司参与施工的三峡水电站、广西平班水电站尾水肘管段模板设计经验,自行设计制作尾水管模板或选用正规模板厂家制作进行施工。3)进水口顶部模板设计进水口顶部模板按定型承重模板设计,采用排架钢模板组合结构型式。承重结构采用承重钢管排架,模板采用定型钢模板,木模板补缝组成。4)半悬臂大模板设计厂房进水口、重力坝及尾水墩、墙大面积的永久外露面能布置大模板的部位,优先考虑采用半悬臂大模板。半悬臂大模板采用现场加工制作,面板采用4mm厚
21、钢板,主肋采用501002.5mm方钢,次肋采用565角钢;面板与各劲肋采用不连续焊;围囹采用双根501002.5mm方钢通过联系钢板焊接成整体,围囹与各主肋采点焊固定。具体详见:3.33m半悬臂大模板结构图。5)厂房闸墩墩头圆头模板设计厂房进水口及尾水闸墩墩头均采用制作定型钢圆头模板。钢圆头模板面板采用5mm厚钢板,48脚手钢管弯成圆弧作劲肋,钢面板与该劲肋采用不连续焊接;501002.5mm方钢作主劲肋,主劲肋与48钢管采用点焊固定;16工字钢作定型骨架,骨架与方钢采用满焊固定。详见:厂房闸墩墩头圆头模板图。6)板、梁、柱模板设计为保证板、梁、柱结构施工的外观质量要求,安装间及副厂房等部位
22、的板、梁、柱结构均采用定型钢模板,不规则部位用散装木模。详见:板梁柱模板及支撑图(1/2)(2/2)。7)其它模板设计门槽和施工缝键槽部位可采用定型木模板,通气孔及进人竖井可采用定型钢模板或木模板,其它特殊部位具体根据施工图另拟定模板的设计型式。一般结构缝、隐蔽面等部位原则采用普通散装钢模现立,木板补缝补缺。普通钢模尽量采用P6015钢模板,P1515钢模板过缝。P1515钻孔要求统一在后方统一加工,钻孔位置贴焊加劲板保护模板面板不会补拉模板反复使用而被损坏。备料缝面处理样点施测定位安装自调自查测量复核验 收浇筑看模拆 模模板修补 图1-2 现立组合钢模板施工工艺图(3)模板制作1)精度要求模
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