中国水利水电第四工程局有限公司，西宁 810007
摘要：水电站工程中体型大、高度比较高的大型启闭机排架采用常规的脚手架作支撑无法满足施工的安全、质量要求，经计算采用钢管桁架及立柱的形式作支撑，可满足施工质量、安全的要求，且取得良好的效果，可在各大型水利水电工程中推广应用。
关键词：大型；启闭机排架；施工
1 工程概况
向家坝水电站冲沙孔坝顶部启闭机排架混凝土位于冲沙孔坝段上游侧。冲沙孔排架起始高程为384m，顶部高程为418.5m，高度为34.5m；坝上0-010.000～坝下0+011.600m；坝左0+189.700～0+207.100m。排架在高程408m、高程417.5m分别设置有厚250mm和150mm的平台板和屋顶板。高程408m平台板设有一个吊物孔及2个起吊孔。高程408m屋面KL梁3根，截面尺寸1.2m*2.5m，净跨14.4m，单根重约110t；L4梁2根，净跨16.8m，截面尺寸1.2m*1.5m，并向上游端头呈3m悬挑结构，单根重约80t。
启闭机房底板高程为408m，顶部高程为418.5m，高度为10.5m；坝上0-010.000m～坝下0+011.600m；坝左0+189.700～0+207.100m。高程408m底板厚250mm并设有一个吊物孔及2个起吊孔，屋顶板厚150mm，墙体后25cm，屋顶女儿墙厚20cm。
2 启闭机排架施工重点与难点
2.1 启闭机排架施工重点与难点
⑴ 冲沙孔坝顶部启闭机排架梁系多，且承重现浇梁系截面尺寸大、跨度大，对支撑结构要求高。
⑵ 冲沙孔坝顶启闭机排架结构复杂，施工面域狭小，桁架吊装仅可采用缆机，浇筑采用泵车进行，施工手段较单一是本次施工的难点。
⑶ 冲沙孔坝顶启闭机排架施工过程中，四面临空，施工安全风险大是本次施工的难点。
2.2 启闭机房施工重点与难点
⑴ 由于在施工冲沙孔坝顶启闭机房之前启闭机已安装就位，如何排除启闭机对施工的干扰且对启闭机进行有效的防护是本次施工的重点。
⑵ 冲沙孔启闭机房墙体厚度较小，钢筋量较大，如何保证墙体的施工质量是本次施工的重点。
⑶ 屋顶梁系为悬空结构，且钢筋量较大，采用何种支撑结构时保证梁系质量的重点。
3 施工分层
冲沙孔启闭机排架共分12层进行施工：高程384～388.8～390～394.8～396～400.8～402～405.5～408.0m～412.2～413～416.1～417.5～418.5m。
4施工机械布置
4.1 启闭机排架施工机械布置
㈠ 混凝土运输
冲沙孔闸门排架混凝土采用搅拌车沿高程380m缆机平台、坝顶公路运输至冲沙孔坝段直接给泵车喂料浇筑；垂直运输采用TB-60泵车，高程408m以下也可采用缆机入仓浇筑。
㈡ 材料运输及安装设备
启闭机排架高程408m以下施工材料采用8t载重汽车运输至施工部位，采用缆机或16t吊车承担材料和设备吊运、模板及桁架安拆等施工任务；高程408m以上在吊物孔上方架设一台5t卷扬机进行材料吊运。
4.2 启闭机房施工机械布置
根据缆机20t的重灌大钩低部高程418，重灌底部高程低于高程408m，致使冲砂孔启闭机房施工无法采用缆机进行施工，根据冲砂孔启闭机房的结构特点，在冲砂孔启闭机房下游侧（坝0+014.900、坝左0+213.300、高程384m）布置一台C7052塔机，半径40m起吊重量为10.7t，半径23.4m起吊重量为20t，可满足启闭机房的施工要求。
5 启闭机排架承重式钢管脚手架及桁架设计、安装
5.1脚手架搭设
⑴ 支撑梁系承重式钢管脚手架底部10～20cm位置设置纵横向扫地杆。所有杆件外露端头都不小于20cm。
⑵ 支撑梁系承重式钢管脚手架立杆之间连接要求采用对接扣件连接。对接时，对接接头要交错布置，不设在同步同跨内，相邻接头之间距离不小于300mm。
⑶ 横梁底模采用10*10cm的方木做围檩，方木之间距离根据横梁底模确定，但不得大于750mm，方木与槽钢之间采用铁丝绑扎，要求绑扎牢固。
⑷ 为便于横梁模板拆除，在方木与槽钢之间设有木质垫块。
⑸ 立柱、横梁施工平台铺设5cm马道板，用铁丝固定在小横杆上。
⑹ 脚手架按规范要求布置剪刀撑。脚手架最外侧纵横向、梁系底模部位脚手架沿长度方向满布剪刀撑，其它部位沿纵横向间隔布设剪刀撑。
⑺ 钢管脚手架的扣件螺栓均需紧固到位，以保证其有足够的强度和刚度。
⑻ 插筋孔采用手风钻造孔形成，孔径不小于16mm，孔位偏差小于5cm，孔深10cm，误差为±5cm。
5.2 支撑桁架及四管柱设计
⑴ 启闭机排架高程408m梁系施工桁架设计
经计算排架高程408m层梁板柱自重、施工荷载，梁系底部采用型钢桁架作支撑，桁架底部采用无缝钢管四管柱作支撑支撑于坝顶，板施工支撑采用悬臂桁架与梁系底部桁架焊为整体。
为确保排架柱施工完成后施工桁架的拆除，在每个四管柱顶部对应的梁系预埋吊环，采用卷扬机进行拆除。
为保证四管柱的稳定性，底部在坝面上搭设插筋进行固定，中间采用柱箍将四管柱与已施工的连系梁进行固定。
⑵ 启闭机房顶板施工桁架设计
经计算启闭机房顶板梁板柱自重、施工荷载，梁系底部采用型钢桁架，板施工支撑采用型钢桁架支撑于两端施工桁架，桁架底部采用型钢立柱作支撑，并对已安装达到的启闭机进行防护。
5.3系统施工
⑴ 控制好桁架制作精度，严格按照图纸尺寸加工制作。
⑵ 为满足受力要求，桁架上悬杆支撑于定位锥托架上，下悬杆或支撑杆件底部需安装制作的柱箍辅助受力，柱箍安装高程视桁架杆件长度确定。
⑶ 钢管相贯时其轴线均相交，各主管需参照同一个平面为基准面。
⑷ 腹杆中心要与弦杆中心对齐，尤其是腹杆粗细不同时。
⑸ 钢管桁架焊接时采用全周角焊缝。
⑹ 四管立柱安装时控制好轴心精度，采用水平尺或“挂线锤”方法测量垂度。
⑺ 四管桁架顶部铺设槽钢时需在受力支点垫“拱形支座”。
6 启闭机排架施工顺序
立柱：测量放样→施工缝面处理→钢筋安装→钢筋毛面验收→模板安装→模板复测→验收→浇筑→养护。
横梁：测量放样→支撑体系搭设→底模安装→钢筋安装→钢筋验收→侧模安装→复测→验收→浇筑→养护。
⑴ 施工缝面处理
施工缝面主要采用冲毛枪冲毛并结合人工凿毛处理。用水管或冲毛枪冲去混凝土表面杂物等，将仓号清洗干净。
⑵ 立模
按照测量放样点立模。第一层立柱模板采用对拉拉杆及连接杆加固，第二层立柱模板采用穿墙拉杆、对拉拉杆及连接杆进行加固（立柱模板加固详见附图）。钢筋及毛面验收合格后合模。启闭机排架立柱模板必要时考虑设置下料孔，下料孔位于浇筑层高的中部。
⑶ 钢筋安装
钢筋严格按设计要求安装，严格控制钢筋间排距、保护层满足设计要求。钢筋接头采用焊接连接，钢筋接头错开布置，同一断面接头不超过钢筋数量的50%。为防止混凝土料冲击变形，钢筋安装时采取必要的加固措施。
⑷ 混凝土浇筑
立柱、横梁采用平铺法浇筑，铺料厚度根据现场入仓强度及振捣器具情况而定，但每层料的最大厚度不得大于0.5m。立柱、横梁主要采用Ф100、Ф80振捣棒以及Ф50软轴棒振捣。钢筋密集部位要加强振捣，确保振捣质量。
浇筑时，严格控制下料强度和速度，避免混凝土料冲击模板及拉杆，在下层混凝土振捣密实后方能继续下料。
要严格控制横梁混凝土收面高程。横梁上表面要进行人工抹面，抹面时要有防雨遮阳措施，并安排抹面经验丰富的施工人员进行抹面，以保证混凝土抹面质量满足设计要求。
⑸ 养护、保温
施工时，需经常洒水养护，使板、梁、柱表面保持湿润状态，养护不少于28天。
7 启闭机房顶层屋面支撑搭设
7.1 屋面支撑搭设
由于冲砂孔启闭机已安装完成，且占用的位置达9.26m*7.63m，致使启闭机房屋面梁系及板的支撑采用脚手架无法满足强度及稳定性要求，因此屋面梁系采用桁架+立柱的形成作支撑，跨越启闭机；屋面板采用桁架+立柱+调节丝杠的形式，调节丝杠之间采用脚手架管连为整体，左右侧在牛腿上布置桁架，中间采用立柱支撑跨越启闭机作支撑，保证启闭机房屋面支撑的稳定性。
7.2 墙体支撑
由于外侧墙体为悬空结构，上游为临水面，且高度较大，启闭机房墙体施工搭设脚手架支撑，通过墙体窗户将内外侧支撑练成整体，外侧支撑底部满铺竹夹板，并采用密目安全网进行封闭。
7.3脚手架搭设
钢管支撑脚手架主要用于启闭机房内侧墙牛腿、内外墙支撑、搭设施工平台以及对启闭机的防护。启闭机房左右两端内侧墙牛腿采用脚手架管做支撑，在启闭机正上方搭设脚手架管作为启闭机防护支撑，支撑顶部铺设一层防雨布和竹夹板作为启闭机防护。
8 启闭机排架及机房模板配置
为了保证柱、梁的体型及外观，采用“维萨板＋方木”配置，横梁与立柱相交部位横梁折角处采用木模拼装。横梁支撑系统采用普通钢管（φ48×3.5mm）搭设施工排架。
9 结语
实践证明，针对水电站工程中高大型启闭机排架，采用脚手架无法满足施工要求的情况下可以采用大型钢结构支撑进行施工，对于后续的施工起到了指导作用，为其它大中型水电工程提供了类似的经验，在具备条件的水利水电工程中进行应用。
作者简介：
李振华 男（1979--）工程师，中国水利水电第四工程局有限公司
张俊宏 男（1978--）工程师，中国水利水电第四工程局有限公司
黄悦 男（1988--）助理工程师，中国水利水电第四工程局有限公司
论文作者:李振华,张俊宏,黄悦
论文发表刊物:《基层建设》2015年27期供稿
论文发表时间:2016/3/16
标签：排架论文; 桁架论文; 高程论文; 启闭论文; 脚手架论文; 启闭机论文; 立柱论文; 《基层建设》2015年27期供稿论文;