<摘要：筆者在結(jié)合多年的工作經(jīng)驗(yàn)，對阿萊瓦水電站導(dǎo)流洞襯砌混凝土施工中所遇到一些問題進(jìn)行了論述。
　　關(guān)鍵詞：水電站；導(dǎo)流洞；施工
　　一、工程概況
　　阿萊瓦水電站位于巴基斯坦西北邊境省Mansehra西部行政區(qū)境內(nèi)，電站裝機(jī)容量121MW(60.5MW×2)，電站業(yè)主為巴基斯坦水利電力開發(fā)署，中國東方電氣集團(tuán)公司和廣西水電工程局組成的聯(lián)營體承擔(dān)了該項(xiàng)目的土建和金屬結(jié)構(gòu)標(biāo)。
　　阿萊瓦水電站導(dǎo)流洞洞身段全長295.832m（進(jìn)口樁號(hào)STA.0+014.729m、出口樁號(hào)STA.0+310.561m，不包括進(jìn)出口喇叭口和出口明洞段），開挖襯砌為馬蹄型，開挖一次支護(hù)后上班洞半徑為4.5m。從進(jìn)口樁號(hào)STA.0+14.729m到STA.0+48.737m，洞子為直線段；從樁號(hào)STA.0+48.737m洞子開始轉(zhuǎn)彎，轉(zhuǎn)彎半徑75m，至STA.0+126.743m止；樁號(hào)STA.0+126.743m至出口樁號(hào)STA.0+310.561m，洞子為直線段。
　　二、主要施工特點(diǎn)及對策
　　導(dǎo)流洞混凝土襯砌具有施工工期緊、施工強(qiáng)度高、施工難度大、制約因素多、質(zhì)量要求高等特點(diǎn)。
　　(1)施工工期緊。導(dǎo)流洞原設(shè)計(jì)只有進(jìn)口30m和出口20m需混凝土襯砌，在更改為全洞混凝土襯砌后，在保證按計(jì)劃節(jié)流的情況下，從國內(nèi)訂購鋼模臺(tái)車在時(shí)間上已不允許，且鋼模臺(tái)車成本較大，在考慮工期的需要和經(jīng)濟(jì)性后，決定全洞采用鋼桁架施工。針對工期緊張的情況,施工要求做到組織精細(xì)、周密,各工序銜接緊密,混凝土生產(chǎn)、運(yùn)輸、泵送、澆筑等快捷、順暢。
　　(2)制約因素多。根據(jù)工期要求,導(dǎo)流洞開挖結(jié)束前,混凝土澆筑必須開始,兩者不可避免地存在相互干擾;多段同時(shí)采用鋼桁架施工，相互間也存在較大的施工干擾。針對上述制約因素,采取的主要措施是:①合理安排各段的施工順序;②在主要交通部位預(yù)留通道,最后依次施工。
　　(3)施工強(qiáng)度大。按照導(dǎo)流洞洞身混凝土襯砌施工進(jìn)度計(jì)劃,總襯砌施工工期為3個(gè)月，平均為100m/月。為適應(yīng)此施工強(qiáng)度,在優(yōu)化施工技術(shù)的基礎(chǔ)上,投入了與之相匹配的人力和設(shè)備資源。
　　(4)質(zhì)量要求高。導(dǎo)流洞屬高速水流沖刷建筑物,對混凝土表面的平整度、光潔度等外觀質(zhì)量都有極高的要求。為此,在施工工藝上必須嚴(yán)格、精細(xì),確保混凝土的外觀質(zhì)量。
　　三、導(dǎo)流洞混凝土襯砌施工措施
　　按施工圖紙和施工的實(shí)際，導(dǎo)流洞混凝土襯砌分段進(jìn)行，每段長度為10m。鋼筋綁扎分兩次完成，第一次綁扎底板和側(cè)墻鋼筋，第二次綁扎頂拱鋼筋；混凝土澆筑分三次進(jìn)行，第一次澆筑底板混凝土，第二次澆筑側(cè)墻混凝土，第三次澆筑頂拱混凝土；故模板安裝分兩次完成，第一次安裝側(cè)墻模板，第二次安裝頂拱模板。
　　頂拱施工重力由架于蛇形柱和兩側(cè)墻混凝土上的槽鋼組合梁承擔(dān)，因槽鋼組合梁較重，架設(shè)時(shí)由起重機(jī)械配合，故必須在底板綁扎鋼筋前進(jìn)行。其施工工序如下：施工放樣（含蛇形柱位置）→立蛇形柱（保證蛇形柱的頂高程）→架設(shè)鋼組合梁→綁扎底板和側(cè)墻鋼筋（含焊接）→澆筑底板混凝土→安裝側(cè)墻模板→澆筑側(cè)墻混凝土（含搭設(shè)澆筑混凝土的倉面平臺(tái)）→立頂拱支撐排架（含搭設(shè)綁扎鋼筋和立模的倉面平臺(tái)）→綁扎頂拱鋼筋（含焊接）→安裝頂拱模板→澆筑頂拱混凝土→拆除側(cè)墻模板→拆除頂拱模板→拆除槽鋼組合梁和蛇形柱→本施工段工作完成。
　　因混凝土澆筑前，蛇形柱和組合鋼梁已架設(shè)安裝好，故采用泵機(jī)進(jìn)行混凝土進(jìn)倉。
　　單個(gè)施工段施工進(jìn)度計(jì)劃分析附后,從該施工進(jìn)度計(jì)劃可以看出,導(dǎo)流洞單段施工可分為兩個(gè)施工區(qū),進(jìn)行流水作業(yè)。按單區(qū)施工人員的最大需求量來按排人員進(jìn)場�？偸┕みM(jìn)度由拱頂施工速度制約，故計(jì)算拱頂施工工期作為導(dǎo)流洞混凝土的襯砌工期。
　　四、導(dǎo)流洞砼襯砌施工方案計(jì)算
　　依據(jù)設(shè)計(jì)，襯砌混凝土?xí)r模板的支撐結(jié)構(gòu)為桁架、排架管、架立在兩側(cè)邊墻已澆筑混凝土上的槽鋼梁及槽鋼梁下部的蛇形柱。該支撐結(jié)構(gòu)間隔0.75m設(shè)置，槽鋼梁采用兩根槽鋼焊合成箱式結(jié)構(gòu)，以作為上部頂拱的支撐平臺(tái)，槽鋼梁下部用蛇形柱支撐。因此，可根據(jù)0.75m范圍內(nèi)的受力情況來核算槽鋼梁和蛇形柱的剛度、強(qiáng)度，驗(yàn)算這種支撐型式的穩(wěn)定性。
　　1、受力情況分析
　　（1）頂拱混凝土重量
　　每米長頂拱混凝土方量為6.68m3，取混凝土容重2.5t/m3，則混凝土重量為16.7t（50cm襯砌），則每0.75m長砼重為12.53t。
　�。�2）鋼模板重量
　　每塊鋼模板重取15kg，面積為1.5×0.3=0.45m2
　　10.5m范圍內(nèi)頂拱面需鋼模板面積為10.5×12.566=131.94m2
　　則共需模板數(shù)量為131.94/0.45=294塊
　　鋼模板總重為294×15=4.41t
　　則每0.75m長范圍內(nèi)鋼模板重量為4.41×0.75/10.5=0.32t
　�。�3）桁架重量
　　每塊鋼模板由兩榀桁架支撐，10.5范圍內(nèi)需14榀桁架。每榀桁架重為0.12t（其中φ16mm螺紋鋼每米重量為1.57Kg，φ48mm壁厚3.5mm鋼管每米重量為3.82Kg，每榀桁架需φ16mm螺紋鋼18m，φ48mm鋼管24m），則每0.75m范圍內(nèi)桁架重量為0.12t。
　�。�4）排架管（鋼管）
　　10.5m范圍內(nèi)用于立模支撐的排架管總長度為1030m，總計(jì)重量為1030×3.82=3.93t，則每0.75m范圍內(nèi)排架管重量為0.28t。
　�。�5）活動(dòng)荷載
　　澆筑混凝土?xí)r的活動(dòng)荷載包括施工人員（10～15人），振動(dòng)設(shè)備重量及泵送混凝土?xí)r的沖擊力，取總計(jì)重量為2.0t。平均到0.75m范圍內(nèi)重量為0.15t。
　　假設(shè)所有以上重量全部作用在槽鋼梁上，并分別給恒載和活動(dòng)荷載以1.2和2.0的系數(shù)。則作用在槽鋼上的荷載為：
　　（12.53+0.32+0.12+0.28+0.15）×1.2+0.15×2.0=16.4t
　　2、強(qiáng)度核算
　�。�1）槽鋼梁強(qiáng)度核算
　　將以上荷載等效為均布荷載作用在槽鋼上，槽鋼受力作用總長度為8.0m。則均布荷載大小為2.05t/m。
　　主要核算兩根蛇形柱之間槽鋼梁的剛度、強(qiáng)度。
　　以兩根蛇形柱為支點(diǎn)，可將問題視為核算兩端鉸支、均布荷載作用在其間的梁的剛度、強(qiáng)度。這里，梁的跨度為4m，均布荷載大小為2.05t/m。
　　最大彎矩為Mmax=1/8×2.05×42=4.1t•m
　　最大剪力為Vmax=4.1t
　　取兩根16a槽鋼焊合成箱式結(jié)構(gòu)梁作為挑梁，則Wx=108.3×2=216.6cm3、Ix=866.2cm4、h=160mm、b=63mm、d=6.5mm、t=10mm
　　正應(yīng)力σ=Mmax/γxWx=4.1×9.8×106/(1.05×216.6×103)=176.7N/mm2＜205N/mm2
　　經(jīng)計(jì)算，Sx=2[1/2(h/2-t)2d+1/2(h-t)bt]=126350mm3
　　剪應(yīng)力τ=VmaxSx/Ixd=4.1×9.8×103×126350/(866.2×104×6.5)=94.5N/mm2＜120N/mm2,可見，槽鋼梁采用兩根16a槽鋼焊合是滿足強(qiáng)度要求的。
　�。�2）蛇形柱強(qiáng)度核算
　　槽鋼上重量傳到下部邊墻混凝土上及兩根蛇形柱上，如假設(shè)所有重量全落在蛇形柱上，則蛇形柱所承受重量為16.4t，每榀蛇形柱承受8.2t重量。
　　考慮蛇形柱主立筋采用φ22mm鋼筋，每榀蛇形柱共3根，截面積為3×380=1140mm2，綴條鋼筋用φ8mm鋼筋，蛇形柱長度為3.8m。其詳圖見《蛇形柱加工圖》其強(qiáng)度校核如下：
　　A、 立柱應(yīng)力驗(yàn)算
　　立柱截面幾何特征：Ix=Iy=2ABy2=2×3.8×10-4×0.152=1.71×10-5m4
　　i=（I/3AB）1/2=0.122
　　λ=l0/i=3.8/0.122=31查得φ=0.961
　　Wy=Iy/x=1.14×10-4
　　計(jì)算得應(yīng)力為δ=N/3ABφ=74.1mPa＜160mPa故立柱應(yīng)力滿足要求。
　　A、單根主肢的穩(wěn)定性驗(yàn)
　　ix=iy=d/4=22×10-3/4=0.0055
　　λ=l/i=0.3/0.0055=54.5查得φ=0.907
　　計(jì)算得應(yīng)力為δ=N/3ABφ=79.3mPa＜160mPa,故立柱應(yīng)力滿足要求。
　　A、 綴條應(yīng)力驗(yàn)算
　　因無水平力,故綴條不預(yù)驗(yàn)算.
　　A、整體穩(wěn)定性驗(yàn)算
　　安全系數(shù)K=Nkp/N=ΠEI/Nl2=2.99＞2,故整體穩(wěn)定性達(dá)到要求。
　　四、導(dǎo)流洞砼襯砌施工材料及施工安全措施
　　1、施工材料簡要介紹
　�、倌０澧凇⒉牧希ㄤ摴�、螺紋鋼、扣件）③、槽鋼組合梁④、蛇形柱⑤、水泥⑥、鋼筋
　　2.施工安全措施
　　2.1腳手架施工準(zhǔn)備
　　a、在搭設(shè)之前，必須對進(jìn)場的腳手架桿配件進(jìn)行嚴(yán)格準(zhǔn)備，禁止使用規(guī)格和質(zhì)量不合格的桿配件；b、經(jīng)檢驗(yàn)合格的構(gòu)配件要按品種、種類分類，堆放整齊、平穩(wěn)，堆放場不得有積水。本措施排架管采用Φ48×3.5鋼管，嚴(yán)禁與其他規(guī)格鋼管混合使用。
　　2.2搭設(shè)
　　a、測量人員要按設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行放樣，主要將鋪墊板、底座或立桿的位置在現(xiàn)場定出。b、放置縱向掃地桿，角部依次向兩邊豎立底立桿（第一根），底端與縱向掃地桿扣接固定后；裝設(shè)橫向掃地桿并與立桿固定，固定立桿底端前，要吊線確保立桿垂直。c、每邊豎起3~4根立桿后，隨即裝設(shè)第一步縱向平桿（與立桿扣接固定）和橫向平桿（小橫桿，靠近立桿并與縱向平桿扣接固定）、校正立桿垂直和水平使其符合要求后，按40~60N.m擰緊扣件螺栓，形成構(gòu)架的起始段。d、按上兩步要求依次向前延伸搭設(shè)，直至第一步架交圈完成。交圈后再全面檢查一遍構(gòu)架質(zhì)量和其他情況，嚴(yán)格確保設(shè)計(jì)要求和構(gòu)架質(zhì)量要求。e、在開始搭設(shè)立桿時(shí)，要每隔6跨設(shè)置一根拋撐以固定第一步架；并隨搭設(shè)進(jìn)程及時(shí)設(shè)置安全防護(hù)設(shè)施及設(shè)剪刀撐。f、按完成第一步架的作業(yè)程序和要求搭設(shè)第二步、第三步……直至完成整個(gè)腳手架。
　　1.3搭設(shè)注意事項(xiàng)
　　a、立桿豎向采用對接扣連接件，同時(shí)保證兩根相鄰立桿的接頭不要設(shè)置同步，同步內(nèi)隔一根立桿的兩個(gè)相隔接頭在高度方向錯(cuò)開的距離不得少于0.5m，各接頭中心至主節(jié)點(diǎn)的距離不得大于步距1/3。因此，底立桿要按立桿接長要求選擇不同長度的鋼管交錯(cuò)設(shè)置，至少要有兩種適合不同高度的鋼管作立桿。b、一定采取先搭設(shè)起始段而后向前延伸的方式，當(dāng)兩組同時(shí)作業(yè)時(shí)，可分別從相對角開始搭設(shè)。c、水平桿對接扣件要交錯(cuò)布置，兩根相鄰水平桿的接頭不要設(shè)置同步，不同步或不同跨兩相鄰接頭在水平方向錯(cuò)開的距離不得少于0.5m，各接頭中心至主節(jié)點(diǎn)的距離不得大于縱距1/3；如搭接時(shí)搭接長度不要小于1.0m，要等距設(shè)置3個(gè)旋轉(zhuǎn)扣件固定，端部扣件蓋板邊緣至水平桿桿端的距離不要小于0.1m。d、腳手架必須在外側(cè)立面設(shè)置剪刀撐，并由底至頂連續(xù)設(shè)置，中間各道剪刀撐之間的凈距不大于15.0m，每道剪刀撐寬度不應(yīng)小于4跨，且不應(yīng)小于6.0m，斜桿與地面的傾角在45~60之間。e、剪刀撐設(shè)置要及時(shí)，不得滯后2步。剪力撐要用旋轉(zhuǎn)扣件固定在與之相交的水平桿的伸出端或立桿上，旋轉(zhuǎn)扣件中心至主節(jié)點(diǎn)的距離不大于0.15m。f、桿件端部伸出扣件之外的長度不得小于0.1m。g、作業(yè)層的欄桿和擋腳板一般要設(shè)置在立桿的內(nèi)側(cè)。欄桿接長亦要符合對接或搭接的相應(yīng)規(guī)定。h、腳手架使用前，應(yīng)由工地負(fù)責(zé)人組織檢查驗(yàn)收，驗(yàn)收合格并填寫交驗(yàn)單后方可使用。在施工過程中應(yīng)有專人管理、檢查和保修，并定期進(jìn)行沉降觀察，發(fā)現(xiàn)異常應(yīng)及時(shí)采取加固措施。
　　1.4拆卸
　　拆除作業(yè)按搭設(shè)作業(yè)的相反程序進(jìn)行。
　　五、結(jié)束語
　　綜上所述，在阿萊瓦水電站導(dǎo)流洞襯砌混凝土施工中,克服了各方面質(zhì)量要求,認(rèn)真制定各項(xiàng)措施及對策,開展了技術(shù)改進(jìn),在保證一定的經(jīng)濟(jì)性的情況下如期完成了施工，對一些洞室襯砌混凝土施工技術(shù)措施和施工提供了參考。