抽水蓄能电站蜗壳层混凝土施工技术

衡斌杰,殷振波,高勇

中国水利水电第三工程局有限公司 陕西省西安市 710024

摘要：需要合理划分施工层(块)，并结合各种安装过程创建科学的施工方案。不同抽水蓄能电站的设备类型和安装技术各不相同，抽水蓄能电站蜗壳层混凝土施工前机电安装和土建工程技术人员应深入研究具体工程的特点，充分掌握相关施工技术，解决双方在施工中的难点，技术人员通过深入学习和交流，以高质量、高效率的方式完成施工任务，创造一流蜗壳层混凝土浇筑工艺。本文主要分析抽水蓄能电站蜗壳层混凝土施工技术。

关键词：镇安抽水蓄能电站；蜗壳层；混凝土；施工技术

引言

抽水蓄能电站蜗壳层布局非常密，钢筋非常密且需要包裹蜗壳，混凝土需要高流动性和填充性。新鲜混凝土的可加工性必须完全满足浇筑过程的要求，否则将难以填充大型埋件基础底板、座环及蜗壳的阴角部位、蜗壳外包钢筋的致密区域。一旦出现真空，就需要时间和劳力来处理，相应的费用也会增加。对混凝土可加工性的控制应基于混凝土生产机构的实际生产情况，涉及施工配合比、原料温度、混凝土坍落度、施工温度、实际混凝土运输距离、施工组织的凝聚力等相关环节。施工过程中，试验室应在整个过程中进行动态监测和控制。一般来说，到达现场时入仓坍落度应保持在14~16厘米。蜗壳混凝土浇筑质量控制重点为:保证混凝土浇筑连续、均匀上升；防止浇筑过程中座环、蜗壳抬动和变形；保证座环、蜗壳阴角部位浇筑饱满、密实；强化混凝土温度控制，防止混凝土产生温度裂缝。

1、工程概况

镇安抽水蓄能电站位于陕西省商洛市镇安县月河镇境内。电站距镇安县城公路里程74km，距西安市公路里程134km。镇安抽水蓄能电站为一等大（1）型工程，主要建筑物按1级建筑物设计，次要建筑物（护坡、挡土墙等）按3级建筑物设计，临时性水工建筑物按4级建筑物设计。电站总装机容量1400MW（4×350MW），设计年发电量23.41亿kW·h，年抽水电量31.21亿kW·h。上水库正常蓄水位1392m，相应库容896万m³，下水库正常蓄水位945m，相应库容1220万m³。

本电站枢纽主要由上水库、下水库、输水系统、地下厂房及开关站等建筑物组成。

上水库位于月河右岸支沟—金盆沟，利用沟谷地形筑坝形成水库。上水库库盆由挡水坝、开挖库岸及库底平台形成。挡水坝采用混凝土面板堆石坝，坝顶高程1396.00m，最大坝高125.90m（坝轴线处），坝顶长358.40m。坝顶宽10.00m。

输水及厂房系统位于月河右岸山体中，输水道采用一洞二机布置型式，输水系统（含厂房段）总长度1791.34m～1805.88m，其中引水系统总长约1268.91m（1277.98）m～1317.23m（1326.29m）,尾水系统总长约487.43m（478.36m）～453.65m（444.59m）。电站最大水头477.5m，最小水头410m，加权平均水头440m，额定水头440.0m，距高比3.45（3.48）。

主厂房、主变洞、尾闸洞三大洞室平行布置。主厂房（包括安装间及副厂房）的开挖尺寸为177.5m×25.5m×57.5m（长×宽×高）。主变洞开挖尺寸为153.50m×19.50m×21.80m（长×宽×高）。尾闸洞开挖尺寸为122.40m×8.00m×18.50m（长×宽×高）。

2、工程特点

施工条件复杂，质量保证难度大。由于机组运行水头高，转速大，蜗壳层钢筋布置极密，同时布置有大量的机电预埋件，钢筋安装十分困难。由于蜗壳体型较小，外部3层钢筋将其层层包裹，加上蜗壳型体复杂，底部阴角部位施工人员无法进入，混凝土下料、振捣均十分困难，混凝土浇筑质量保证难度大。蜗壳变形控制要求高、难度大。蜗壳的位移控制控制标准以道（1/100mm）计，对蜗壳层混凝土施工提出极高要求，由于蜗壳形体复杂，在混凝土施工过程中受力难以均衡，控制难度极大。部分层（块）施工强度要求高，施工组织难度大。蜗壳层部分层块钢筋工程量较大、钢筋绑扎施工强度较高，尤其是1号机组段混凝土仓位面积最大约730m2，浇筑方量约860m3，最低入仓强度要求30m3/h。保证入仓强度较困难，施工组织难度大。

3、蜗壳层混凝土施工技术

3.1质量控制措施

（1）钢筋工程钢筋进场后，立即进行抽样检测，检测合格后再进行加工制作，钢筋的调直、切断、弯钩、绑扎成型等均应采用冷加工方法进行。提前设计钢筋制作下料单，确保钢筋接头分散布置，受力钢筋同一截面接头的数量、搭接长度、错开位置，均按照设计和规范规定要求施工。严格按规定要求进行钢筋绑扎，绑扎应牢固，无缺扣、松扣、漏扎。绑扎钢筋的铁丝和垫块上的铁丝均应按倒，不得伸入混凝土保护层内，采用与结构同标号混凝土或砂浆制作钢筋保护层的垫块，其中间预埋扎丝，以便支设衬砌钢筋时使用。

（2）模板工程，模板的设计与加工，均向监理报送方案并批复，采购的模板表面平整、光滑，形状与尺寸正确、有足够强度和刚度。按设计要求对洞室的轴线、点位、高程和衬砌断面进行放样。衬砌结构测量放样后，开仓前对模板进行复测。当模板安装完毕后，安排专业人员对其轴线、高程、各部位构件尺寸、支撑系统以及模板基础进行检查，严格控制钢模清洁及打磨。

（3）混凝土工程，选择同一产地、同一品牌、同一颜色的水泥、砂、碎石和外加剂等原材料，并且同一部位混凝土工程尽可能采用同一批原材料。原材料应干净无杂质，这样可以有效避免因原材料不完全相同而造成混凝土外观颜色不一致或斑点。控制好砂的级配，选用中砂且大致均匀，不能都用规定级配的最大极限百分比，这样有利于混凝土密实光洁。严格控制混凝土坍落度，在控制地点及浇筑地点按规定检查混凝土坍落度，尽量缩短混凝土拌和物的停放时间。运输采用混凝土搅拌车运输，严格控制搅拌速度和运输时间。混凝土自由倾落高度超过2m时，要用串筒或溜槽等下料，超过10m的必须有减速装置，避免混凝土离析。控制混凝土的浇筑层厚度在振捣器作用部分长度的1.25倍左右，振捣新的一层，均应插进先浇筑混凝土5~10cm，力求上下层紧密结合。控制振捣时间，做到不要欠振，不要过振。设专职振捣班组，便于经验积累。大面混凝土采用φ100型振捣棒振捣，周边混凝土采用φ70及φ50型振捣棒振捣。振捣过程中振捣器不能直接碰撞模板、钢筋和预埋件，以防模板走样和预埋件移位，在预埋件周围应细心振捣，必要时辅以人工捣固密实。合适的振捣时间可由下列现象判断：混凝土不再显著下沉，不再出现气泡，混凝土表面出浆呈水平状态，并将模板边角填满充实。拆模时间要根据试块试验结果正确掌握，防止过早拆模，使混凝土粘在模板造成麻面、蜂窝或缺棱少角。

3.2混凝土浇筑

（1）混凝土浇筑前的准备，应根据相关的技术要求对混凝土施工进行技术交底，详细明确注意事项，尤其应注意保护仓内各种埋件。混凝土浇筑过程中各工种人员相互配合，协同施工，使混凝土施工连续而有节奏的进行。现场供电、照明、浇筑设备准备充分，混凝土泵及泵管连接到位，泵管禁止安装在模板上，并需配置足够的弯头及一定数量的短管备用，桥机和吊罐到位。

（2）混凝土浇筑前通知监理工程师对浇筑部位的准备工作进行检查验收(检查内容包括：已浇筑混凝土面的清理以及模板、钢筋、插筋、预埋件、止水等设施的埋设和安装等)，经各方监理工程师现场会签确认，并提交混凝土浇筑的要料单，检验合格后进行混凝土浇筑。开泵前须对混凝土泵进行彻底检查，一切正常后方可开泵，同时有一台泵机备用。泵送混凝土前先清洗管路，然后泵送适量清水，以湿润管路、料斗和混凝土缸，再泵送适量与混凝土同配合比的砂浆，在料斗中砂浆未完全泵完、料位在搅拌轴以上时，加入混凝土料开始泵送。

（3）为确保混凝土浇筑连续、均匀上升，浇筑需准备一台混凝土泵作为入仓备用手段。混凝土罐车应进行检查和保养，确保混凝土浇筑过程中混凝土运输车辆正常运行。混凝土浇筑时由下而上，对称下料，保持混凝土浇筑平衡连续进行，严格控制各层间混凝土浇筑时间，有必要时增加缓凝剂等措施延长混凝土初凝时间，确保层间不会因为混凝土初凝而产生施工冷缝。

（4）混凝土浇筑过程中必须有专人对模板、支架、钢筋、预埋件进行观察，若发现有变形、位移时，及时采取措施进行处理。土建专业与机电专业人员应做好相互沟通，验收应履行相应程序，做好各专业会签，防止出现错漏现象。混凝土应在混凝土初凝3h后进行养护，可采用洒水、无纺布、或者（塑料薄膜覆盖养护，保持湿润状态，养护时间不少于28天。

结束语

抽水蓄能电站地下厂房蜗壳层施工工作负荷较大，施工时间短，工作强度高。施工人员和设备的配置应足以防止施工效率受到施工人员长期高度密集工作状态的影响。混凝土仓储设施等重要工程机械应高于正常计费金额。出现异常时，可以及时补充替换设备。这样可以充分保证施工进度、质量和安全。

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作者简介：

作者姓名：衡斌杰，出生年月——1997.2.3，性别：男，民族：汉，籍贯：甘肃省甘谷县，学历：本科，职称：助理工程师，研究方向：水利水电工程施工管理，从事的工作：水利水电工程技术质量施工管理

邮寄地址：陕西省商洛市镇安县月河镇菩萨殿村水电三局项目部 17392439673 衡斌杰