抽水蓄能电站地下厂房混凝土浇筑施工技术研究
摘要
关键词
抽水蓄能电站;地下厂房;混凝土浇筑;施工技术;自密实混凝土;水化热控制;质量安全控制
正文
一、引言
作为电力系统的重要调峰电源,抽水蓄能电站地下厂房混凝土浇筑质量直接关系到电站的安全运行与使用寿命。浙江宁海抽水蓄能电站地下厂房系统结构复杂、工程量大、施工精度要求高,在复杂地下洞室群环境下进行大体积混凝土施工面临诸多技术挑战,尤其是在水化热控制以及狭窄空间浇筑密实性方面问题突出。自密实混凝土凭借其高流动性[1]、良好稳定性及免振捣特性,可有效解决复杂结构浇筑难题;而科学的水化热调控是防止温度裂缝、保障混凝土长期性能的关键。本文通过对该电站施工技术的系统研究,整合自密实混凝土应用、水化热及温度裂缝控制等核心技术,构建了一套完整的施工技术体系[2],以期为类似工程提供参考。
二、电站基本情况
浙江宁海抽水蓄能电站为日调节抽水蓄能电站,总装机容量为1400MW(4×350MW)。其地下厂房系统包含主副厂房洞、主变洞、尾闸洞等多个洞室,构成复杂的地下洞室群,施工环境受到明显限制。 主厂房洞平面呈“一”字形布置,开挖尺寸为179.0m×25.0m×57.0m(长×宽×高),副厂房共分10层,功能多样。主副厂房结构混凝土施工具有工程量大、结构复杂、施工精度要求高等特点,大体积混凝土占比高,温控防裂压力显著。 蜗壳层以下混凝土浇筑涉及1#~4#机组,浇筑高程为EL20.00~EL30.15,单台机组混凝土量约4700m³。施工内容包括钢筋制安、止水铜片安装、模板架立及混凝土浇筑等,作业区域内存在大量狭窄空间与钢筋密集区,传统振捣方式施工困难,对施工技术提出了更高要求。
三、施工关键技术与工艺
3.1 施工流程规划
混凝土浇筑遵循“分层流水、循序渐进”的原则,以保障施工连续性与整体性,便于施工管理与质量控制。结合自密实混凝土施工特性,对关键流程节点进行了优化控制。
蜗壳层以下混凝土浇筑流程为:施工准备(含自密实混凝土配合比调试)→施工缝处理→测量放样→钢筋及预埋件安装→模板架立→混凝土浇筑(根据施工条件选择常规混凝土或自密实混凝土)→养护及成品保护。
主厂房副厂房结构混凝土浇筑流程为:施工准备(技术交底、材料机具验收)→施工缝处理与仓面清理→测量放样(采用全站仪进行轴线与标高定位)→钢筋绑扎与预埋件安装(严格按图施工,控制误差)→模板架立与止水安装(检查模板拼接精度与止水带位置)→校模清仓验收(联合监理进行工序验收)→混凝土浇筑(分层浇筑,控制振捣质量或采用自密实混凝土免振捣施工)→拆模养护(按强度要求拆模,覆盖养护时间不少于14天)。
3.2 分层浇筑工艺
3.2.1 蜗壳层以下混凝土分层
根据设计图纸,蜗壳层以下混凝土分8仓施工,每层作为一仓,分层高度根据结构特点确定。采用斜面分层布料法,每层厚度控制在30~50cm,层间浇筑间隔不超过4h,确保在混凝土初凝前完成叠合,避免产生冷缝。尾水管EL20.95m以上分3层浇筑,通过在肘管钢衬底部开设排气孔(间距1m),解决了钢筋密集区混凝土密实性问题。针对大体积混凝土区域,分层浇筑同时兼顾水化热散发,以降低内外温差。
3.2.2 主厂房副厂房结构混凝土分层 根据副厂房结构特点,从底板至顶部共分15层施工,每层作为一仓。分层高度依据结构层高合理划分:底板层高0.8m;柱、梁、板层高等按实际尺寸确定,例如▽20.95m~30.15m层按4.6m分层浇筑柱、梁、板。分层设计充分考虑了温度应力分布,通过分层释放应力,降低温度裂缝风险。
3.3 模板与排架施工技术 蜗壳层以下混凝土模板: 侧模:采用组合钢模板(P1015)与胶合模板拼装,背楞采用50mm×100mm木方,对拉螺栓为φ14@500mm,确保抗侧压刚度满足DL/T5144-2015要求。针对自密实混凝土的高流动性特点,加强了模板密封性,防止漏浆。
顶拱模板:管道廊道顶拱采用定型钢模板,内撑为φ48钢管脚手架,横向间距0.7m,纵向间距0.86m,步距0.75m,通过可调托座实现标高精准控制。
主厂房副厂房结构混凝土模板: 梁、板:采用15mm厚酚醛胶合板,背楞为50mm×100mm木方,支撑体系为φ48钢管。 柱:采用组合钢模板,背楞为50mm×100mm木方,对拉螺栓为φ14,竖向间距500mm。梁侧模板对拉螺栓水平与竖向间距均为500mm,确保模板刚度满足《水工混凝土施工规范》(DL/T5144-2015)要求。
3.4 混凝土运输与浇筑技术
3.4.1 运输系统布置
蜗壳层以下混凝土运输:采用“地泵 + 桥机吊罐”组合运输模式。前期利用尾水洞布置HBT60地泵,搭配3m³卧罐辅助入仓;后期通过4#施工支洞运输,采用6m³卧罐提升入仓效率。运输时间控制不超过90min,转运次数不超过2次,罐车表面覆盖防晒帆布,确保入仓温度不高于20℃。自密实混凝土在运输过程中需避免剧烈颠簸,防止离析,保持其工作性能。
主厂房副厂房结构混凝土运输:混凝土由强制拌合站供应,罐车运输,泵机泵送。运输时间不超过90min,转运次数不超过2次,防止混凝土初凝或离析。
3.4.2 浇筑与振捣要点
下料控制:自由倾落高度不超过2m,采用串筒或溜槽辅助下料,避免骨料分离。自密实混凝土浇筑时,需控制下料速度与布料方式,确保其充分流动并填充模板各个角落,无需机械振捣。
振捣工艺:常规混凝土使用φ50/φ90振捣棒,遵循“快插慢拔”原则,插入下层混凝土5~10cm,振捣间距不大于30cm,以混凝土表面泛浆、无气泡排出为振捣合格标准。钢筋密集区采用小型振捣棒(φ30)细致振捣,避免漏振。主厂房副厂房结构混凝土浇筑前,需清理模板并湿润,铺设3~5cm厚同配比砂浆。
四、结论与展望
浙江宁海抽水蓄能电站地下厂房混凝土浇筑施工通过精细化工艺设计、智能化管理与关键技术创新,成功攻克了地下洞室群空间受限、大体积混凝土温控防裂、钢筋密集区浇筑密实等诸多技术难题。其中,自密实混凝土在狭窄空间的创新应用、基于水化热机理的全流程温控措施,构成了工程的核心技术亮点,有效保障了施工质量与效率。该工程形成的分层浇筑技术、模板加固体系、温控防裂措施及绿色施工方法,具有显著的技术先进性和工程实用性,为同类抽水蓄能电站地下厂房及相关混凝土工程提供了系统化的解决方案与可借鉴的实践经验。未来,可进一步探索新型低碳混凝土材料、智能化温度监测与调控技术的应用,推动混凝土施工技术向更高效、绿色、智能的方向发展。
参考文献
[1] 余雄. 官地水电站地下厂房混凝土浇筑方案探讨[J]. 陕西水利,2016(6):72-74.
[2] 杨帆,高海伟,陈强坦. 白鹤滩左岸地下厂房混凝土浇筑机械化施工的实践[C]//四川省水力发电工程学会2020年学术交流会论文集. 2020:98-103.
...