第九章 水电站厂房工程.ppt

第九章 水电站厂房工程,9-1、9-2教学重点、难点,教学重点：厂房施工特点及混凝土分期厂房混凝土施工 教学难点：厂房混凝土施工,9-1 厂房施工特点及混凝土分期,一、厂房类型对施工的影响 水电站厂房的基本类型为坝后式、河床式、坝内式、引水式等。 坝后式厂房位于挡水坝之后，厂、坝之间用永久缝分开，厂房可以与大坝分开施工，厂房施工对坝体工期不起控制作用。 河床式厂房，厂房兼作挡水建筑物，该类型厂房因其流量较大，水头较低，常采用钢筋混凝土蜗壳，确定施工方案时应与大坝统筹考虑。 坝内式厂房，厂房和坝体是一个整体，厂房与大坝施工干扰较大。由于机组安装在厂房封顶后进行，所以二期混凝土施工较为困难。 引水式厂房远离挡水建筑物，厂房、引水和挡水等建筑物可以分别确定施工方案和场地布置，各建筑物施工相互干扰小，但施工线路长。,二、厂房施工特点,其施工特点如下： 1、地基开挖较深，施工道路布置及基坑排水困难； 2、厂房下部结构的基础板、尾水管、蜗壳等结构位于水下，尾水管、蜗壳的结构形状复杂，孔洞多、预埋件多，质量要求高，因此厂房下部结构施工的关键是保证模板的形状及安装精度； 3、厂房上部结构为大跨度框架结构，模板支撑工作量大； 4、厂房施工与机电设备安装平行交叉进行，二期混凝土多，精度要求高，施工干扰大； 5、大型厂房温度控制要求较严。,三、混凝土分期,厂房一、二期混凝土的划分，主要取决于厂房型式和机组到货情况及施工进度等要求，同时还要满足下列要求： 1、为了满足预埋件和机组安装时操作方便的需要，二期混凝土应预留有足够的空间。如锥管里衬、金属蜗壳周围二期混凝土最小厚度要留0.81.2m； 2、机组台数较多的厂房，往往分期投产。对于后期安装的机组段，其一期混凝土结构应能满足初期运行时的强度、稳定性和防渗要求； 3、为了一、二期混凝土之间的结合可靠，二期混凝土应有足够的厚度，以保证其整体性。,9-2 厂房混凝土施工,一、水电站厂房混凝土浇筑的分层分块 1、分层分块原则 （1）根据厂房下部结构的特点、形状及应力情况进行分层分块，避免在应力集中、结构薄弱部位分缝； （2）分层厚度应根据结构特点和温度控制要求确定。基础约束区一般为12m，约束区以上可适当加厚。墩、墙侧面可以散热，分层可适当厚些；,（3）分块面积的大小是根据混凝土的浇筑能力和温度控制要求确定。块体面积的长宽比不宜过大，一般以小于5:1为宜；（4）分层分块应考虑土建施工和设备安装的方便，例如尾水管弯管底部应单独分层，以便于模板和钢筋绑扎，又如在钢蜗壳底部以下1m左右要分层，便于钢蜗壳的安装；（5）对于可能预见到产生裂缝的薄弱部位，应布置防裂钢筋。,2、分层分块形式 厂房下部结构分层分块可采用通仑、错缝、预留宽槽、封闭块和灌浆缝等形式，其施工方法简述如下： （1）分层通仑浇筑 即整个厂房段不设纵缝，逐层浇筑，如图9-2所示。此法可加快施工进度，又有利于结构的整体性。适用于厂房尺寸不大、混凝土浇筑可安排在低温季节或具有一定的温度控制能力的厂房施工。,（2）错缝分块浇筑，又称砌砖法 即上、下层浇筑块相互搭接，相邻浇筑块均匀上升的施工方法，如图9-3所示。错缝分块长度一般为830m，分层厚度24m，下层浇筑块的搭接长度，大约为浇筑块厚度的1/31/2。 当采用台阶缝隙施工时，相邻块高差一般不得超过45m。在结构较薄弱部位的垂直或水平施工缝，必要时设置键槽，埋设止浆片及灌浆系统进行灌浆。适用于混凝土浇筑能力小的大型厂房。,（3）预留宽槽 大型水电站厂房，为加快施工进度，减少施工干扰，可在某些部位设置宽槽，宽槽宽度一般为1m左右，如葛洲坝二江厂房进口底板以下，在进口段与主机段之间，顺坝轴方向预留了宽槽。 （4）设置封闭块 当厂房框架结构顶板的跨度大或者墩体刚度大时，施工期间会出现较大的温度应力，在采取一般温度控制措施仍不能解决时，应增设封闭块。待水化热散发和混凝土体积变形基本结束后，选择适当时间用微膨胀混凝土回填。,二、水电站厂房施工程序,水电站厂房总体施工程序如图9-4所示。,三、厂房混凝土施工方案,厂房混凝土施工主要是确定混凝土的水平运输与垂直运输方案，施工布置应根据厂房型式、厂区地形、气象、水文、施工机械设备等条件，结合施工总体布置统筹安排，选择最优方案。（一）一期混凝土施工布置 1、机械化施工方案 混凝土水平运输采用“机车立罐”或“汽车卧罐”，垂直运输一般采用门座式或塔式、或履带式起重机。施工初期，起重机械布置在厂房上、下游侧，沿厂房轴线方向移动，后期需要将门座式、塔式起重机迁至尾水平台或厂坝间等部位，如图9-6所示。该种布置适用于河床式、坝内式或坝后式电站。,2、以机械为主、人工为辅的施工方案 在起重设备数量不足的大中型工程，混凝土工程量大的部位，或施工困难部位，可采用机械化施工。其他部位可采用活动栈桥等人工施工方案。 （二）二期混凝土施工布置 各台机组的二期混凝土，如主机段蜗壳底板和侧墙等厂房下部结构的二期混凝土，应在厂房封顶前利用外部设备浇筑。,四、尾水管模板施工,（一）弯管段体形图及几何尺寸 弯管段以尾水平台面为界，分为 上、下两弯管段。弯管段的体形是由圆环面、斜圆锥面、斜平面、垂直圆 柱面、垂直平面、水平圆柱面、水平面组成，共计7种类型、12个几何面。,（二）弯管段各剖面单线图的绘制 为制作模板的需要，必须绘制出一系列水平面与弯管段外形轮廓的交线图，称为剖面单线图。其方法有图解法和数解法，是根据厂家提供的正视图、平面图和几何尺寸的参数进行绘制。图解法简单，但精度不及数解法，常用于中小型厂房工程。现以图9-10中kk剖面为例，介绍图解法绘制剖面单线图的基本方法与步骤。,1、在正视图中，作出kk剖面线，与斜圆锥轴线相交于Ok，与斜圆锥的垂线点g h相交于u点，注意g h必须与以O2为圆心，R6为半径的圆弧相切于g点(R6参见图99)；与弯管段轮廓线的 交 点为a、b、c、d。,2、定出剖面单线图的原点O，并作出X轴和Y轴，其分别平行于弯管段平面图上的两个轴，图910中未画出，参看图98。3、在单线图X轴上，作出U、Ok、d相对应点的水平投影U、Ok、d点，并以Ok为圆心，以R锥= Ok u为半径划圆，此圆与过a点的垂线相交于a点。4、作所画圆的切线IIII和IIIIII，分别平行于弯管段平面图上的直线pq t和pqt(参见图98),得切点b。,5、以单线图上O点为圆心，以R环=Od为半径划圆，交IIII和IIIIII线于c点。 6、连接a b c d各点，得出弯管段kk剖面的单线图。即c d c圆弧为圆环面线；cb直线为斜平面线；ab圆弧为斜圆锥面线；aa直线为水平圆柱面线。也就是kk剖面剖到的几何面有圆环面、斜平面、斜圆锥面、水平圆柱面。 用相同的方法，可得出其他剖面的单线图。当尾水管中心与机组中心线相交成一个角度时，其单线图绘制仍以尾水管中心线为准。,（三）模板结构类型、制作与安装1、弯管段结构类型常用结构类型见表9-1。表9-1 弯管段模板常用结构类型表,2、模板形式（1）小型整体式模板（2）分层式模板,9-3、9-4教学重点、难点,教学重点：厂房二期混凝土施工厂房上部结构施工教学难点：厂房二期混凝土施工,9-3 厂房二期混凝土施工,水电站厂房施工的特点之一是土建与机电安装同时进行，而且土建必须满足机电安装的要求。为此，通常把机电设备埋件周围的混凝土划分为两期施工。如图9-14所示为葛洲坝水电站小机组钢筋混凝土蜗壳二期混凝土施工图。,一、圆锥面里衬二期混凝土施工,尾水管圆锥段，一般都用钢板作里衬，该部位可利用锥管里衬作为模板。为了防止里衬变形，应根据混凝土侧压力的大小，校核里衬钢板刚度是否满足要求，必要时可在里衬内侧布置桁架加强。或在仓内增设拉杆，支撑加固,二、钢蜗壳下半部二期混凝土施工,该部位施工难度最大的是钢蜗壳与座环相连的阴角处，该部位空间狭窄，进料困难，不易振捣，为保证质量，可采取以下专门措施。 1、在座环和钢蜗壳上开孔进料施工措施。可向厂商提出要求，在座环上和钢蜗壳上预留若干进料孔，蜗壳下部二期混凝土浇筑工艺布置及预留孔口位置，如图9-17所示。 2、预填骨料或砌筑混凝土预制块灌浆的施工措施。即在阴角部位预先用骨料填塞或砌筑预制混凝土砌块，预填骨料或预制砌块可用钢筋托位，并埋设灌浆管路。当蜗壳二期混凝土全部浇筑完15天后，再灌注水泥砂浆，灌满为止。,三、钢蜗壳上半部二期混凝土施工,该部位是钢蜗壳上半部弹性垫层及水轮机井钢衬与钢蜗壳之间凹槽部位的混凝土浇筑。 为了保证钢蜗壳不承受上部混凝土结构传来的荷载， 在蜗壳上半圆表面设置弹性垫层， 使钢蜗壳与上部混凝土分开。在浇筑钢蜗壳前必须将弹性垫层做好，使其与蜗壳弧度吻合。在浇筑混凝土时，应防止水泥砂浆侵入垫层，防止垫层失去弹性作用。 水轮机井钢衬与蜗壳之间的凹槽部位，由于钢筋较密，二期混凝土采用细石混凝土，施工时应注意捣实。 钢蜗壳外围二期混凝土浇筑前，应考虑钢蜗壳承受外压时的刚度和稳定性，一般在蜗壳内设置临时支撑。,四、发电机机墩及风罩二期混凝土施工,机墩是发电机支承结构，采用园环形结构。机墩内外侧模板可采用一次或二次架立，需要考虑模板的整体稳定性。通风槽底面积较大，安装模板时应考虑混凝土浇筑时的上浮力。定子地脚螺栓孔模板，应严格控制安装位置。机墩混凝土浇筑时，常采用溜筒入仓，薄层振捣，均匀上升。,9-4 厂房上部结构施工,水电站厂房上部结构类似于一般工业厂房，主要是由立柱、吊车梁、联系梁、圈梁、预制屋架、屋面和柱间隔墙组成。下面简单介绍立柱、吊车梁、预制屋架和屋面的施工。,一、立柱施工,厂房立柱布置在厂房下部结构和混凝土上，并与基础固结。一般在立柱基础混凝土浇筑完成后，应立即浇筑立柱混凝土，以便尽早利用桥吊，完成机组埋件安装和二期混凝土施工。厂房的立柱，一般是现场浇筑，其施工顺序是先安装钢筋，后支模板。立柱钢筋应在浇筑厂房下部混凝土时预埋。立柱模板安装后，必须检查其垂直度和模板尺寸，并使模板支撑系统保持一定的刚度、强度和稳定性。混凝土浇筑时应采用溜筒入仓，分层振捣。立柱施工缝的留设应符合混凝土结构工程施工及验收规范的要求。,二、吊车梁、屋架施工,1、吊车梁施工 吊车梁一般采用预制。由于吊车梁钢筋较密