盐城市亿达滑模工程有限公司
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| 对垂直提升式升船机土建工程施工技术的几点探讨 |
| 来源：互联网 时间：2017-3-20 13:33:55 点击： |
1· 概述
水电站升船机工程是大江大河上水电建筑重要的通航建筑物，其中垂直提升式升船机工程较为典型。1994 年至1998 年中国水利水电第十六工程局有限公司（原闽江工程局）参加了水口水电站升船机工程土建工程的建设，承建了其中的各塔楼段的底板、上工作门段的塔柱及主机房、下闸首段的下部结构和下游导航墙。该工程建成后，获得了国家科技进步二等奖。2012 年中国水利水电第十六工程局有限公司又参加了构皮滩水电站升船机土建工程的建设，承建其中的第三级升船机土建工程。为此，笔者对两工程的垂直提升式升船机土建工程施工进行对照分析，为构皮滩升船机工程顺利实施提供参考。 2· 两水电站升船机工程简介及比较 2.1 水口水电站升船机工程简介 水口水电站是闽江干流的骨干工程，电站装机容量1400MW，水口水电站升船机工程是国内较早建设的大型湿运全平衡钢丝绳卷扬式垂直升船机，设计能力为2×500t 级。 土建结构主体为左块、右块对称结构，分为上闸首段、上工作门段、上提升段、上平衡重段、交通楼梯段、下平衡重段、下提升段、下闸首段、下游引航段，其中上闸首段属坝体的一部分，上提升段、上平衡重段、交通楼梯段、下平衡重段、下提升段为塔楼（柱）结构型式，两侧塔楼（柱）和上下闸首围成一个船厢室，船厢室底板高程为EL0.5，塔楼和上工作门段塔柱的顶高程与坝顶等高，为EL74.0，上闸首段至下提升段EL74.0以上为主机房，主机房顶高程约EL87.0。 升船机工程设有四道闸门：坝体上闸首段检修门、上工作门段挡水工作门、下闸首段工作门、下闸首段检修门，升船机船厢作为船只上下过坝乘坐的“电梯”，上下游各有一道通航卧倒门。船厢接送上、下游船只上下升降时，上工作门、下工作门均挡水，船厢中有水，船厢下方的船厢室中无水。挡水的上工作门、下工作门相当于高楼电梯井各楼层的“安全门”，各是一扇定轮可整体上下升沉的平板门，平板门的上部门体内也各有一道通航卧倒门，分别与船厢通航卧倒门对接，船厢到位后开卧倒门送船只通往上下游或让船只进入。 2.2 构皮滩水电站升船机工程简介 构皮滩水电站是乌江干流梯级开发的控制性工程，水库正常蓄水位630.0m，电站装机容量3000MW，大坝、泄洪建筑物、电站厂房等主要建筑物为1 级建筑物，通航建筑物级别为Ⅳ级，通行500t 级船舶。 通航建筑物线路位于枢纽左岸煤炭沟至野狼湾一线，型式为带中间渠道的三级垂直升船机，由上下游引航道、3 座钢丝绳卷扬垂直升船机和2 级中间渠道（含通航隧洞、渡槽及明渠）等建筑物组成，线路总长2306m。其中第二级垂直升船机为全平衡钢丝绳卷扬式，第二级垂直升船机和第三级垂直升船机为部分平衡钢丝绳卷扬式（承船厢下水式）。第三级垂直升船机由船厢室和下闸首两部分组成。船厢室长81.0m，总宽44.0m，建筑总高度127.5m，建基面高程417.0m，周边回填土至高程450.0m，筏板厚度6.5m；两侧承重塔柱均为封闭式筒体结构，筒体平面尺寸均为75.3m×10m，各设8 个平衡重井、1 个渗漏集水井和1 个楼梯井；两侧塔柱之间为宽18.0m 的船厢室，塔柱顶部通过梁板联成整体并构成上部主机房的基础；主机房为框架结构、网架屋盖，机房内对称布置8 套卷扬提升机构及其辅助设备。下闸首主体结构长17.0m，总宽47.0m，高33.0m，布置有一道检修叠梁门及第三级升船机的检修排水、机室充水设施。 3· 升船机土建工程施工技术的几个注意事项 根据水口水电站升船机工程的施工经验，结合构皮滩水电站第三级垂直升船机工程的特点，在构皮滩水电站第三级垂直升船机工程施工中主要有以下几个需注意的事项： （1）做好围堰防冲刷措施，并防止地基溶洞诱发基坑管涌渗漏。构皮滩水电站第三级垂直升船机工程下闸首位于河道凹岸，围堰受水流冲刷较多，采用土石围堰需及时做好防冲刷措施。贵州地区多溶洞，乌江沙沱水电站大坝基坑施工时，曾因地基溶洞管涌渗漏严重影响了施工，处理措施难度大，代价高；构皮滩水电站导流洞堵头曾因溶洞诱发严重泄露，影响水库无法正常蓄水约半年。 （2）控制开挖边坡及基坑开挖爆破，特别是集水井的开挖爆破，防止振动损坏开挖高危边坡及其支护。升船机工程基坑为深度达30m 以上的深槽，石方开挖边坡一般坡度很陡，遇不利地质构造，易形成高危边坡，开挖边坡宜优先采用光面或预裂爆破，边坡支护需及时跟进。基坑开挖时，一般先进行先锋槽开挖，爆破临空面条件较好，易分段，爆破振动易受控，而集水井工作面较小，开挖先锋槽有难度，井挖爆破分段较难，爆破振动相对大，对大型集水井宜先挖出导井再扩挖，并对集水井周期边的高危边坡构造和新浇支护进行认真的爆破振动验算，确保边坡稳定。 （3）控制边坡放样和开挖精度，避免因过多超挖而需变更塔柱形体结构，增加施工难度。边坡开挖过程中，应经常复核开挖尺寸，避免出现因欠挖需返工现象，并避免因过多超挖而需变更塔柱形体结构保证塔柱结构稳定的现象，从而导致钢筋结构、模板结构变动大，增加塔柱施工难度，延误工期，从而增加工程总体工作的难度。 （4）配足测量人员，防止测量精度或进度不满足施工需要。升船机工程工作面多，测量放样及复核工作量大，必须配足熟悉测量业务、积极肯干、认真负责的测量工作人员，确保工程顺利高效实施。在水口升船机工程塔楼施工中，由于塔楼左右侧分别紧邻船闸和右岸边坡，故在跟踪测量监控的同时，分别通过在船闸和右岸边坡设立支点，拉、顶纠偏。 （5）配足塔柱模板，确保塔柱上下游方向、左右岸方向柱状浇筑时的均衡上升。塔柱上下游方向、左右岸方向柱状浇筑均衡上升，是高大建筑物的通常要求。做好均衡浇筑上升，也是防止升船机底板大体积混凝土出现裂缝的一项重要措施。当然在确保可预防该类裂缝时，也可采用较少的模板平台周转。在水口升船机工程塔楼施工中，施工单位水电十二局采用了两套滑框倒模平台，每套滑框倒模平台配4 层模板，浇筑时每日上升约1.2m。 （6） 规划好紧急制动锚定件细部结构和浇筑分层方案，以方便进行锚定件内混凝土浇筑分层时的层面处理和清洗。升船机船厢紧急制动时，制动力大，锚定件一般锚入升船机底板，并且结构较为高大，若升船机底板混凝土浇筑分层和锚定件安装位置难于满足一次浇筑覆盖锚定件条件，则需对锚定件的细部结构和锚定件内部混凝土的层面处理方案进行认真规划，以方便层面处理和清洗施工，并保证施工质量。 （7） 规划好下闸首检修用的深孔水泵的预埋管安装埋设，防止预埋管变形或堵塞。深孔水泵是下闸首检修时的重要设施，预埋管安装埋设不当，出现倾斜度超标、管径变形、弯头段弯曲度错误，或管路堵塞，则将无法匹配已选型的水泵设备，而管路处理难度较大，多数情况下将报废。对预埋管宜请设计考虑适当放大直径作为预防措施，并确保平衡浇筑防止变形。 （8）积极考虑承船厢在工地外初装后从下游水道进入船厢室就位安装的方案，减少承船厢起吊作业难度。承船厢采用散件吊入船厢室再拼装焊接，承船厢的施工与上方土建作业干扰极大，安全风险高，对工期有较大影响。而构皮滩水电站第三级垂直升船机工程下闸首位位于河边，周边场地不开阔，采用超大型起重设备将已初装的承船厢吊入船厢室总装的难度也很高，扩挖场地开挖方量大，高危边坡将更加高陡。为此，采用承船厢在工地外初装后从下游水道进入船厢室就位安装的方案在技术上是可行的，但运入承船厢前下游围堰需拆除，并且下闸首和下游导航墩需设二期混凝土，以适应承船厢的宽度，承船厢就位后需再修筑二次围堰，浇筑二期混凝土，安装下闸首闸门。具体而言，上述何种方案最为经济合理，需综合分析。 （9）认真考虑塔柱顶部框架梁与塔柱顶部刚性连接的特殊要求，规划好支模施工方案，减少支撑对下方安装作业面的干扰，并努力降低吊装就位和吊装拆模的安全风险。船厢室高达100m 以上，施工塔柱顶部框架梁一般优先考虑采用预应力梁等预制梁，为减轻重物吊装难度，可采用叠合梁施工方案，但是考虑升船机塔柱顶部框架梁与塔柱顶部较多可能有刚性连接的特殊要求，对预应力梁等预制梁两端头采用锚板连接作为刚性连接，质量难于保证，设立钢桁架作为底模支承现浇刚性梁是质量较为可靠的施工方案。而采用一榀钢桁架作为单根现浇刚性梁的底模支承，钢桁架拆除时，若支座有一平台可供钢桁架平移再起吊，则起吊工作较简单，否则即使采用倒链缓慢沉放移动钢桁架，吊机仍可能需经受较大冲力，拆除安全风险大，而使用两榀钢桁架作为单根现浇刚性梁的底模联合支承，拆除较容易，但钢桁架用量大，成本高。 |