蒲石河抽水蓄能电站输水系统岔管段混凝土衬砌施工

刘玉奇，李贵祥，夏环元，刘明海

（中国水利水电第六工程局有限公司，辽宁 丹东 118002）

1 岔管段衬砌施工模板设计

蒲石河抽水蓄能电站岔管段为 “卜”形结构，分岔角60°，采用钢筋混凝土衬砌，衬砌厚度80 cm。引水岔管主管衬砌成型后直径为8.1 m，尾水岔管主管衬砌成型后直径为11.5 m。

岔管段大部分为空间异型曲面结构，衬砌模板及钢筋形式复杂。若采用整体台车，以木排架或钢排架为支撑，配套采用木模板或钢模板，材料成本耗费较大，且不能满足施工工期要求。为此，蒲石河工程对岔管段混凝土衬砌施工方案进行了优化，取消了模板排架，采用3015和1015钢模板，异形部位采用木模板，支撑形式采用外拉内撑，整体受力结构以拉条拉力为主，脚手架管支撑辅助。考虑施工方案的合理性和拆模后混凝土成型效果，经过受力分析和计算，横向围囹 （圆弧）采用25螺纹钢筋，间距50 cm；除倒圆角部位外纵向围囹均采用φ48 mm脚手架管，间排距为100 cm×100 cm；采用φ12 mm拉条配 “3”型扣件固定，拉条间排距50 cm×80 cm。钢筋围囹支撑示意见图1。

2 岔管段衬砌施工工序及方法

2.1 施工工序

施工工序为：脚手架搭设→架力筋安装→外层筋安装→内层筋安装→环向围囹安装→模板安装→纵向围囹安装→脚手架加固。

2.2 施工方法

2.2.1 脚手架搭设

脚手架间排距100 cm×100 cm，采用直角扣件和转角扣件连接。底板部位脚手架布置在架力筋上，管口底部焊接横托，确保纵向受力稳定。为保证脚手架管的整体稳定性，每个横断面设置剪刀撑。

2.2.2 钢筋施工

岔管段结构复杂，钢筋布置密集、种类多，倒圆角部位钢筋层数达6层，钢筋规格多数为φ25 mm@10 cm。钢筋制作加工时，严格按照下料表及设计图纸要求进行放样，试样验收合格后再成批制作，加工好的钢筋挂牌堆放整齐。钢筋绑扎时，测量人员在现场做好控制点，技术人员根据控制点在锚杆上焊接架力筋。钢筋安装按照 “先外后内，先弯后直，层次清晰，相互配合”的原则进行。

2.2.3 模板施工

根据以往施工经验及岔管结构特点，标准段模板采用普通钢模板，顶拱和异形断面采用木模板。

为保证结构体形和混凝土浇筑表面质量，底板采用普通钢模板，为方便底板振捣，使底板混凝土中气泡充分排出，沿底板中心线预留30 cm×50 cm长方形窗口，间距为150 cm。

椭圆段采用定型木模板，分块组合，背楞用3 cm厚木板放样加工制作，面板用2 cm厚木板拼装，围囹采用2根φ25钢筋，φ12 mm拉条固定，沿模板面安装垫块。

两侧模板采用普通钢模板，采用卡扣连接方式，为确保模板拆除后不出现错台现象，模板与模板之间贴一层粘结性压板条。

顶拱模板采用2 cm厚木模板，背楞采用3 cm厚木板，采用12号铅丝绑扎2根φ48 mm脚手架管作为纵向围囹，φ12 mm拉条配置 “3”型扣件固定，拉条间排距50 cm×80 cm。

2.2.4 混凝土施工

岔管段衬砌混凝土为二级配C25W8混凝土。结合现场场地情况，采用2台HBT-60A型混凝土泵泵送入仓，φ50 mm振捣棒振捣。底板混凝土浇筑采用台阶分层下料，下料厚度控制在50 cm以内，由上游浇筑至下游。先浇至底板高程，然后按养护供料方式下料，待底板混凝土趋于稳定状态后，再根据供料情况从边墙下料至高出底板40 cm。

岔管段混凝土不设水平施工缝，边顶拱浇筑采用通仓浇筑，每个混凝土泵负责浇筑一面，以满足混凝土入仓强度。为减小顶拱部位脱空范围，顶拱部位布置冲天管，混凝土浇筑由中间向上、下游方向进行。顶拱混凝土料的坍落度应控制在15 cm左右。

混凝土浇筑过程中控制的要点有：①结合岔管段混凝土初凝时间 （初凝时间约为6 h），浇筑底板部位最低高程时混凝土需养护入仓，以减小混凝土的浮托力，保证底板稳定。②设置2台混凝土泵，两侧入仓均匀下料，防止单侧受力集中，保证支撑结构的稳定性。顶拱入仓采用先中间后向上、下游的浇筑顺序，防止中间出现净空现象，确保混凝土浇筑密实。③设专职质检员全程旁站，关键控制底板混凝土浇筑速度、下料位置及振捣情况。

2.2.5 模板拆除

对于不承重的底模和侧面模板，在能保证混凝土表面及棱角不因拆模而损坏时即可拆除。对于承重的顶模板，应在混凝土达到设计强度的70%后，方可进行模板拆除。模板拆除后需洒水养护28 d。

2.3 成型效果

蒲石河水电站岔管段衬砌模板及支撑形式简单、稳定、可靠。模板拆除后，经检查，混凝土衬砌体形满足设计和规范要求，表面过度光滑平顺，特别是倒圆角部位成型效果良好。

3 结语

蒲石河抽水蓄能站岔管段衬砌通过优化取消了模板排架，不仅节省了排架制作、运输、组装和拆除时间，也节省了大量的材料费用和人工费用，使施工资源配置更加合理；围囹采用mm螺纹钢筋，模板拆除后，对钢筋简单处理后，可应用于工程其他混凝土衬砌中，可降低工程成本。

岔管段钢筋和模板形式多变，施工工艺复杂，各工序施工干扰大。蒲石河电站共有5段岔管，优化后的衬砌方案首先在3号尾水岔管段实施，单个岔管施工工期为25 d。实践表明，该方案合理、可靠，值得推广。