陳艷艷

（中國水電建設集團第十五工程局有限公司 陜西 西安 710065）

1 工程簡介

三里坪水利水電樞紐工程位于湖北省十堰市房縣境內(nèi)，為Ⅱ等大（2）型工程。攔河大壩采用碾壓混凝土對數(shù)螺旋線拱形雙曲拱壩，壩頂高420.00m。河床底高程279.00m，最大壩高141.00m。泄洪中孔設計為兩孔，高程為EL360m至EL368m，高8m，寬5m，中孔軸線長度為50.809m。上下游均為懸挑結(jié)構(gòu)，懸挑坡比均為1∶1.25。上游懸挑長度為6.375m，最大懸挑斜長12.624m，最小斜長7.936m；下游懸挑長度25.51m，最大懸挑斜長32.67m，最小懸挑斜長26.752m。每孔安設兩道閘門，上游-5.5m為事故檢修閘門，下游23.38m為弧形工作閘門。

2 預制混凝土懸挑模板設計及制作

2.1 預制混凝土模板施工部位

預制混凝土模板主要使用部位為中孔上下游懸挑段施工，即壩體體型以外的位置全部采用預制混凝土模板。

2.2 預制模板設計

預制混凝土模板布置按照澆筑層高及方便施工的要求進行設計，最長長度控制在6.5m，最寬寬度控制在3m以內(nèi)，單塊重量控制在5.85t以內(nèi)，厚度12cm。根據(jù)結(jié)構(gòu)應力計算，預制混凝土模板鋼筋設計為單層雙向ф12@100mm。每塊模板設計的吊環(huán)根據(jù)計算，按照75cm×75cm布置，距離預制板邊緣10cm開始安裝，吊環(huán)和拉錨筋均采用ф16圓鋼。模板與壩體的連接，采用在懸挑現(xiàn)澆段部分混凝土中埋設的L100×100×8角鋼進行搭接，模板相互間的連接采用L100×100×8的角鋼搭接，角鋼兼作板塊間的拼縫模板。預制模板采用C30二級配混凝土。見圖1。

2.3 預制混凝土模板加工

2.3.1 鋼筋安裝

圖1 中孔下游懸挑預制模板設計圖

預制模板鋼筋采用φ12@100進行布置，并在兩側(cè)吊環(huán)處將鋼筋直徑改為φ25，使吊點附近的受力更有保障。吊環(huán)附近鋼筋間點焊連接，吊環(huán)凸出板面5cm，吊環(huán)彎鉤掛在鋼筋網(wǎng)片的對角并點焊連接，鋼筋與角鋼焊接連接，連接方式為間隔一根鋼筋彎起90°，彎起長度5cm，與角鋼雙面焊接，間隔一根鋼筋端頭與角鋼焊接，并在上邊打斜撐連接，斜撐采用φ10～φ12短鋼筋，要確保鋼筋與角鋼可靠連接。焊接時要控制電流，避免鋼筋咬邊，其余部位綁扎連接。鋼筋下間隔設置厚3.8cm墊塊，確保鋼筋保護層厚度。

2.3.2 預制板制作尺寸

預制板制作尺寸比圖紙尺寸邊長縮小2cm，角鋼下料長度相應減小2cm。預制板鋼筋下料長度：為板邊長減6cm，上下兩端頭各留3cm保護層。其中與壩體現(xiàn)澆內(nèi)預埋角鋼相接的第一層模板邊長比設計尺寸伸長8cm～10cm?？拷鼔误w的第一層預制模板內(nèi)的豎向鋼筋長度要求伸出混凝土10cm，預留在混凝土外，以便于安裝時可以和預埋角鋼進行焊接連接。

2.3.3 預制模板拼接

預制模板縱縫埋設L100×100×8等邊角鋼，上游角鋼沿圖紙縱縫左側(cè)埋設，下游角鋼沿圖紙縱縫右側(cè)埋設，上游、下游均從右邊孔開始連續(xù)布置。水平在同一位置的每一孔最后一塊預制模板不安裝角鋼。預制模板之間上下層連接同樣采用角鋼進行連接，在預制模板每層的上部短邊安裝角鋼，以便于和下一層預制模板連接。在最后一層預制模板的頂層不安裝角鋼。

2.4 預制混凝土模板安裝

根據(jù)結(jié)構(gòu)特點，考慮預制模板的吊裝要求、中孔段混凝土同步上升及中孔設計鋼筋的安裝要求，施工過程簡述如下：

2.4.1 上下游相貫線施工

上下游預制混凝土模板安裝。由于是雙曲拱壩，相貫線高程一直在變化，最大高差為2.91m，2#中孔上游、1#中孔下游從EL347.4m高程已經(jīng)開始進行懸挑，如果按照要求3m一升層，懸挑部分由于人員無法到達外部進行作業(yè)而無法施工。計劃在相貫線附近進行斜層澆筑，即上游2#中孔至1#中孔位置EL351m以下進行斜層澆筑，2#中孔第一層澆筑至EL347m高程，并預埋工字鋼，工字鋼預埋高程為EL345.3m～EL347m，從右向左逐漸升高，以保證距離懸挑段底部距離在1.5m左右，人員方便在外部進行作業(yè)。1#中孔澆筑至EL348.5m高程，并水平預埋工字鋼，工字鋼預埋高程EL348.5m。在各孔預埋的工字鋼上搭設腳手架，安裝鋼木組合模板并按照相貫線進行懸挑，在模板施工完成后開始安裝懸挑部分的鋼筋，然后進行第二層常態(tài)混凝土澆筑。第二層澆筑時2#中孔澆筑至EL349m，1#中孔澆筑至EL351m，并用L100×100×8角鋼在壩體懸挑段頂部位置進行預埋并于壩體內(nèi)鋼筋進行點焊連接。角鋼兩翼緣板開口向上，以便于預制模板的安裝固定，然后進行第一層預制模板安裝。

工字鋼預埋施工工藝：工字鋼預埋采用在壩體內(nèi)預埋30mm鋼板并焊接套絲螺栓，按照設計高程進行預埋，套絲螺栓為Φ32螺栓，每一工字鋼布置10個螺栓，在混凝土澆筑完成并拆除模板后開始安裝工字鋼，外部工字鋼和30mm鋼板進行焊接，并使用14mm鋼板進行加肋焊接，以保證焊接強度。在外側(cè)鋼板上預留螺栓孔，和壩內(nèi)鋼板上焊接的螺栓套筒使用高強螺栓進行連接。工字鋼長度為現(xiàn)澆段水平方向的實際長度并延長0.5m以便于施工，預埋工字鋼全部為32a工字鋼。

預埋工字鋼上進行滿堂架鋼管支撐懸挑模板，在進行模板安裝時，從壩內(nèi)預埋的插筋上使用Φ16鋼筋對模板進行拉錨，以減少底部懸挑工字鋼的受壓力。

2.4.2 預制混凝土模板安裝

先吊裝下游第一層第一塊預制模板，根據(jù)預制模板的編號，上游、下游均從大壩右岸開始連續(xù)布置。先將模板底部置于壩內(nèi)預埋的角鋼上，模板用法蘭螺栓拉Φ12鋼絲繩臨時固定，模板位置校正后，將預埋角鋼與模板底部伸出的鋼筋焊結(jié)，模板上的吊環(huán)用Φ16拉錨與先澆筑的混凝土下游面預埋的插筋焊接。拉錨與預制模板面的夾角必須大于45°，模板內(nèi)拉加固。依照順序第二塊模板左邊置于第一塊模板的右邊預留的角鋼上，加固同第一塊模板的方式，即角鋼兼作板塊間的拼縫模板，將模板面預留插筋（外露10cm）用短鋼筋焊結(jié)連接進行加固。

模板拉錨筋焊結(jié)完成后，安裝模板內(nèi)的閘墩設計鋼筋，鋼筋保護層10cm。鋼筋先安裝至與模板頂部齊平（主筋錯接頭）。澆筑過程中要嚴格控制澆筑速度，鋪料厚度按50cm一層，每層澆筑時間控制在2小時以內(nèi)?；炷寥雮}方式采取皮帶機和塔吊配合運輸。

在第一層混凝土澆筑完成并達到50%以上的強度后方可開始進行上部預制混凝土模板的安裝

2.4.3 壩體內(nèi)預埋工字鋼32a工字鋼

由于中孔要求混凝土澆筑平層上升，所以需要在壩體內(nèi)預埋工字鋼進行預制混凝土模板的加固。此方案是在下層混凝土施工時在混凝土中每間隔1.5m預埋一根工字鋼，工字鋼伸入混凝土1m，外露4m，預埋工字鋼分兩段進行施工，在澆筑底部混凝土時首先預埋1.5m長度工字鋼，預埋深度1m。在外露工字鋼端進行打孔，然后在底部混凝土達到一定強度后，在進行上部工字鋼連接加高，連接方法：采用QTZ7052塔機配合人工吊裝就位，在開始施工前必須準備好連接工字鋼用的鋼夾板，鋼夾板尺寸50cm×25cm，鋼夾板厚度16mm，要求分別在每塊鋼板上以同樣的孔徑打孔。人工用兩片鋼夾板將工字鋼對準孔位并且擰緊螺栓。連接采用現(xiàn)場焊接方式。在工字鋼連接完畢后開始安裝預制混凝土模板，預制混凝土依靠工字鋼進行加固，由于工字鋼高度較大，對工字鋼也需要進行加固，以防止在施工時工字鋼發(fā)生變形，引起預制模板的位移。澆筑混凝土時是分層錯臺施工，所以對工字鋼的加固不只是前后的加固，還要考慮由于混凝土不是水平上升，引起的工字鋼發(fā)生左右偏移的加固。預埋工字鋼的加固全部采用75×75×8的角鋼進行加固。

3 體會與總結(jié)

通過三里坪電站碾壓混凝土雙曲拱壩溢流壩段預制鋼筋混凝土模板的工程實踐發(fā)現(xiàn)：拱壩懸挑出壩體部分的底面采用鋼筋混凝土預制模板，模板的設計、制作、安裝是成功的，該施工方法簡單，方案可行。比現(xiàn)澆方案節(jié)約工期，節(jié)約大量的腳手架材料和人工費，并能消除安全隱患。此施工方案經(jīng)過龍橋電站、野三河電站、羅坡壩電站等的應用，工藝是成熟的，在三里坪電站，通過對施工工藝進行改進，采用預埋工字鋼的加固方法可以使壩體平行上升，避免了在大壩內(nèi)部留下錯臺施工縫，大壩的質(zhì)量和進度得到了極大的提高，用時5個半月時間完成3.4萬m3混凝土澆筑，大壩中孔上升29m，為今后同類工程施工提供了較好的借鑒經(jīng)驗。