向家坝水电站右岸进水口混凝土施工优化

(中国水利水电第七工程局有限公司第三分局，四川 郫县，6117300)

1 概况

向家坝水电站右岸进水口采用岸塔式，布置在距离大坝坝头约250m的右岸山体上游采石场附近，由公路连接进水口与坝顶交通。进水口引水渠底板高程314.5m，起始宽度148m，渠道两侧岸坡各以17°的角度将渠道扩宽。

进水口建筑物总长160m，布置有灌溉塔、进水塔、排沙塔和连接塔，塔宽31m(灌溉塔宽37m)。灌溉塔和进水塔进口顺水流方向依次布置有拦污栅、检修闸门、工作闸门。拦污栅为平面直立式，由塔顶门机吊运，采用机械清污。进水口塔楼底板高程325.000m，建基面高程322.000m，顶部平台高程384.000m，塔高62m。进水口塔体通过布置在进水塔后的交通桥，与进水口边坡高程384m的马道相连。

在右岸进水口混凝土实施过程中，经施工方提出，监理单位组织业主、设计等参建单位讨论并聘请专家论证后，对右岸进水口混凝土施工进行了一系列优化。

2 建筑物结构优化

为加快施工进度，降低施工安全风险和工程成本，参建各方讨论后对进水塔体顶部牛腿、进水塔体与拦污栅墩之间的连接板、清污门机轨道梁等结构进行了优化。

2.1 叠合梁、板结构的应用

根据原施工图纸，进水口拦污栅360.000m高程封栅板、拦污栅顶部384.000m高程封口板和塔顶清污门机上游轨道梁，均为现浇结构，距离下部结构面高差较大(最大接近70m高)，模板支撑体系难以形成，安装和拆除难度较大，且施工安全风险较大。混凝土施工阶段，经探讨论证，前期浇筑进水塔体混凝土安装的MQ900门机具备吊装预制构件的条件，将上述部位的现浇结构调整为叠合梁、板结构，即下部采用预制结构，上部浇筑现浇混凝土结构。采用这种叠合式结构，尤其是塔顶清污门机轨道梁的优化(优化前后的轨道梁详见图1)，既大大减轻了配构件的重量，便于吊装，同时由于有面层现浇钢筋混凝土的存在，其结构的整体性也相对较好，保证了叠合式结构整体稳定与安全，抗震性能大大提高。

图1 优化前后的轨道梁示意(拦污栅墩处)

2.2 塔体顶部牛腿优化

进水塔下游侧牛腿原施工图纸为向外悬挑6m，经施工单位计算、设计单位重新复核，在不影响后期运行的前提下，将悬挑6m优化为4.5m。优化后，钢筋、混凝土及其模板支撑体系型钢用量大大减少，在满足同等设备运行的条件下，既节约了成本，又减低了施工难度，加快了施工进度。

3 施工方案优化

3.1 拦污栅分期悬空操作架

进水口拦污栅共25个栅墩，从324.000m高程布置到384.000m高程，高度60m，采用先安装拦污栅槽再进行拦污栅墩混凝土浇筑的方式进行施工。混凝土浇筑模板采用定型模板，使用钢管、方钢和钢筋等材料加固，混凝土采用MQ900门机、MQ600门机和混凝土泵机入仓。为满足栅槽、模板的安装和加固、混凝土浇筑等工序的施工，拦污栅墩之间需要搭设钢管脚手架作为操作平台。如果施工脚手架按照常规方法，从324.00m高程逐层搭设至384.000m高程，将占用大量的钢管和扣件，大大增大施工成本。通过实践，搭设分期悬空操作架，既可以满足施工需要，又可以节约大量材料。

分期悬空操作架的主要施工方法，是在拦污栅墩混凝土浇筑过程中，在混凝土中预埋一端连接有15cm长钢筋的直螺纹钢筋套筒(套筒未连接钢筋的一端与模板平齐，套筒内填充黄油)，在拦污栅墩混凝土拆模后，将20cm长的钢筋旋入直螺纹钢筋套筒的另一端，然后以此为支撑点搭设施工排架。具体搭设方法参见图2。

图2 拦污栅分期悬空操作架搭设示意

该分期悬空操作架，可以随着主体结构混凝土上升而逐步拆除下部排架，逐层搭设逐层拆除。在拦污栅墩浇筑过程中，随着高度的上升，每隔8m(360.000m高程以上为9m)，在拦污栅墩混凝土中埋设一组直螺纹钢筋套筒，拆除模板后旋入钢筋作为支撑点搭设操作架。上部操作架搭设完成并将下部混凝土缺陷修补完成后，即可拆除下部的操作架。

3.2 塔顶牛腿模板支撑体系施工

根据施工图纸，塔体顶部布置有多个牛腿，以满足塔顶交通运输等要求。为达到快速施工的要求，在塔体浇筑过程中在塔体迎水面距离牛腿底部1.5m～2.0m位置，预埋一排定位锥(间距跟悬臂模板上定位锥孔间距尺寸一致)；在塔体混凝土内距离迎水面50cm处，预埋一排蛇形柱(间距1.5m，)；同时在塔体混凝土收仓面上距离蛇形柱1.5m和3m处，各预埋一排插筋。待塔体混凝土达到一定强度后，将悬臂模板下三脚架安装牢固，然后以下三脚架为支撑平台，使用φ48mm钢管搭设操作排架，形成牛腿模板支撑体系。待模板、钢筋安装完成后，使用φ16mm拉筋将蛇形柱与插筋和模板固定牢固(如图3所示)。

图3 牛腿模板支撑体系

3.3 交通桥桥面梁支撑体系

由于交通桥排架基础为324.000m～370.000m斜面，满堂支撑排架搭设安全隐患非常突出。为减少安全隐患，采用在交通桥底部高程360.000m马道上布置两榀φ273mm钢管制作的桁架(该批桁架为废弃材料)立柱，顶端水平放置两榀φ273mm钢管制作的桁架以形成支撑平台，水平桁架上放置焊有短钢筋头的Ⅰ25mm工字钢，然后搭设钢管脚手架作为混凝土模板支撑体系(如图4所示)。

3.4 塔体增设竖向施工缝

为使塔体混凝土与拦污栅混凝土脱开浇筑，尽早使塔体浇筑到顶，具备通车条件，为进水塔顶门机等金属结构安装争取时间，在进水塔前缘增加竖向施工缝，并布置并缝插筋和缝面钢筋(如图5所示)。

图4 桥面梁支撑体系示意

图5 塔体竖向施工缝示意

4 结语

向家坝水电站右岸进水口混凝土施工，通过对上述结构和施工方案的优化，解决了工程施工进度要求，降低了施工难度和安全风险，节约了施工成本，为同类工程积累了经验。

〔1〕陈宏发.水电水利工程地下工程施工组织设计导则[M].北京：中国电力出版社，2005.

〔2〕水利水电工程施工组织设计手册——施工技术[M].北京：水利电力出版社，2000.