黄河拉西瓦水电站2#尾水洞出口预应力砼叠梁施工的几点见解

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摘要：本文介绍了黄河拉西瓦水电站，2#尾水洞出口预应力砼叠梁闸门工程施工中的几个难点和特点，针对具体情况，对其进行了分析研究，制定了一系列解决措施和方案，通过工程的施工期间的探索，总结了一些提供施工质量的先进经验，较好的完成了预应力砼叠梁闸门工程。

关键词：预应力叠梁闸门精度控制质量保证

Abstract: this paper introduces the Yellow River lashiwa hydropower station, 2 # of the tailrace tunnel export prestressed concrete beam in the construction of the project of the few difficulties and characteristics, and the specific situation, analyzed research, formulated a series of measures and solutions, through the engineering construction during the period of exploration, summarizes some provide the advanced experience of the construction quality, good has completed prestressed concrete beam of the project.

Keywords: prestressed beams accuracy control gate of quality guarantee

中图分类号：O213.1 文献标识码：A文章编号：

0.前言

黄河拉西瓦水电站2#尾水洞出口预应力砼叠梁闸门工程为40根预应力钢筋砼梁叠放而形成闸门，用来保证地下厂房在汛期安全度汛。单根梁为矩形截面，尺寸为1546×160×45cm(长×宽×高)，后张法施工，每根梁布置3束预应力钢绞线，每束由9根钢绞线组成，钢绞线选用fpyk=1820N/mm2级别，直径Φ15.2mm,锚具型号：OVM15-9，一束钢绞线强度标准值215t，设计值155.2t，锁定吨位142.6t，张拉分三级进行15%锁定吨位、50%锁定吨位、100%锁定吨位，单根梁起吊重量约30t，砼标号为：C40一级配。

本工程有两大施工特点、难点，其一：由于本工程系挡水建筑物，由40根梁叠放起来形成的闸门，所以对单根梁的外形尺寸，表面平整度要求特别严格（精度要求：不平整度±3mm,长度±3mm ）；本工程设计防洪水头为40m,叠梁承受水头压力高，所以对单根叠梁的张拉必须精确到位，这样才能保证本工程安全可靠。

1.外形尺寸、表面不平整度的精度控制及对策研究

1.1底模的质量控制

底模将直接影响梁的表面不平整度和外形尺寸，因为根据图纸要求及各种预埋件的制约，浇注的底面和顶面将是梁叠放的两个面，所以控制底模的质量是整个梁质量保证的关键环节。经过多次方案研究比较和总结，采用整体钢膜生产成本高、周期长，不可采用，确定了如下施工措施：首先将基础面平整压实，对难以压实的部分土层进行置换再压实，压实度按90%控制，压实后采用砌筑砖块中间浇注C20素砼，预埋Φ25PVC管（立侧模时用以穿拉杆固定侧模），高度18cm,上面铺5 cm素砼，人工收面，水准仪控制表面平整度。在底模制作中为保证外形尺寸的准确，能够准确无误的下到闸门槽里，根据以往类似工程经验遵循“宁小勿大”的原则，将底模的长和宽减小2mm。底模制作图如下：

1.2脱模剂的选用

由于预应力梁的底模是砼，所以脱模是一个较为棘手的问题，根据类似施工经验，市场上所用的脱模剂对钢模或木模等其他模板的脱模效果比较良好，但对砼作的底模效果不好，这样将直接导致梁制作的成败。为此考虑使用刷隔离膜或铺塑料膜，但易破损或施工成本高，都不能采用。经过多次方案比较和试验研究，发现采用植物油（菜籽油）或废机油涂刷到底模上（一般刷3~4遍，切忌遇水或雨天作业），经过完成情况检验，效果非常良好，张拉后就已脱模，表面不平整度精度控制效果良好。

1.3砼施工工艺的控制

砼施工工艺的控制关键在拌合、浇筑、振捣这三个环节上。在施工前必须做好施工配合比，确定好水灰比及砂、石含水量，混凝土拌和过程中必须严格控制坍落度。本工程所使用混凝土为商品混凝土，施工工地距拌合楼约1km, 坍落度控制在11~15cm之间，对坍落度不符合要求的混凝土必须倒掉重新拌和，严禁不合格的混凝土入仓。本工程所使用混凝土为：C40一级配，碎石应为5-20mm之间的连续级配，浇筑时应尽量不让混凝土等待时间过长，运输过程中应尽量减少翻运次数，这样便可控制混凝土的泌水。由于浇筑是施工现场温度在20~30℃之间,控制混凝土入仓温度在15℃以下,混凝土振捣时必须控制每一棒的振捣时间，时间为3-5s，振捣时间不能过长，过长将会引起混凝土的离析。采用二次振捣，先用50型棒，间隔一定距离后，再用30型棒进行二次补振，振动棒振捣间距要均匀，时间要大致相等，不能间距时大时小，时间时长时短，这样便可控制混凝土不离析、不漏振、不过振。

2.预应力筋张拉的质量保证及对策研究

2.1波纹管安设曲线定位控制

波纹管安设曲线是否和图纸设计曲线是否吻合是梁张拉质量控制的关键环节。所以波纹管能否准确安设非常关键，经过技术人员现场研究总结，确定了施工方案：钢筋骨架安装完成后，以波纹管管底标高，按预应力曲线矢高在控制点处箍筋上划线，用Φ8圆钢按波纹管直径弯成半圆形支撑筋，焊接在划线处，间距1000mm,必要部位用12#铅丝双股绑扎加固，其中最高点、最低点和反弯点必须重点控制。辅管时，先将固定端锚垫板安装就位，从张拉端处逐步套入波纹管，管道应平顺，不得有弯折、突变，端部的预埋锚垫板应垂直于管道中心线。波纹管定位后，对波纹管进行全面检查，水平允许偏差±10mm，垂直允许偏差±10~±15mm。

2.2预应力钢绞线张拉的质量控制

当预应力混凝土的抗压强度达到设计标准值的75%以上，方可进行张拉。首先将钢绞线略微予以张拉，以消除钢绞线松驰状态，检查孔道轴线、锚具和千斤顶的相对位置是否正确，并要注意钢绞线束中的每根钢绞线受力均匀。达到初应力时，在钢绞线上作记号，作为量测伸长值的参考点，并检查钢绞线有无松动。张拉过程中，要详细记录伸长值和压力表读数。采用控制应力和控制伸长值双控法进行张拉控制，若实际伸长值与理论伸长值差超过±6%，应暂停张拉，待查明原因并采取措施，加以调整后，方可继续张拉。

2.2.1伸长值的计算

理论伸长值按下式计算： ΔL=P・L/（Ag・Eg） 式中： P―预应力钢绞线平均张拉力（N）L―预应力钢绞线长度（mm）Eg―预应力钢绞线弹性模量（N/mm2）Ag―预应力钢绞线截面面积（mm2）

钢绞线的实际伸长值为：

ΔL=ΔL1+ΔL2-ΔL0 式中：ΔL1 ――最大张拉应力时的测量伸长值（mm） L2 ――初应力时的推算伸长值（mm）L0 ――初应力时的测量伸长值（mm）

2.2.2张拉记录初应力值的推算

预应力钢绞线张拉时，一般先张拉调整到初应力后再正式分级张拉和量测预应力筋伸长值。由于最初张拉时各根（束）预应力筋的松紧、弯曲程度不一致，所以初应力时的伸长量不宜采用量测方法，而宜采用推算的方法。施工规范中说明初应力以下的推算伸长值，可采用相邻级的伸长值，例如：初应力σ为10%σcon时，其伸长值可采用由10%σcon到20%σcon时的伸长值。

但是，由于目前施工所采用的压力表还不是很理想，指针的运行有时很不稳定，同时因为达到初应力的张拉力比较小，指针的行程很短，油泵一开动，指针很快达到了10%σcon的位置，马上就要稳压，做好量测标记后，接着又加油升压，指针又很快达到了20%σcon的位置，再稳压量测，得出相邻级（10%σcon到20%σcon）的伸长值，之后，再继续升压、量测、读数，准确性就不会很高，我们在现场分几级进行量测：10%~20%、20%~30%、30%~40%，几次测量出来的伸长值都不一样，分析原因认为：从10%σcon一直匀速拉到所需要的应力（σcon），则钢绞线在管道中一直在匀速地运动、伸长，此时是克服滑动摩阻力，如果中途停顿后再启动张拉，则要首先克服静摩阻力，因此中途的停顿、启动对张拉力的大小及伸长值都会有一定的影响。

因此在初应力以下的“推算伸长值”建议采用以下方法：

直接计算法，初应力σ0的伸长量为（σ0/σcon）×L（L为理论计算伸长量）；

间接计算法，张拉过程量测初应力σ0至张拉到张拉控制应力σcon的伸长量（L），初应力σ0的伸长量取值为[σ0/（σcon-σ0）]×L（mm）。 在黄河拉西瓦水电站2#尾水洞出口预应力砼叠梁闸门工程中，运用了这两点方法，达到了良好的施工效果。

3.结束语

在黄河拉西瓦水电站2#尾水洞出口预应力砼叠梁闸门工程中，经过2个月的努力，40根预应力梁精度控制和质量标准，全部达到设计要求，顺利完成任务，并取得了许多宝贵经验和试验资料，为今后类似工程的施工提供了经验和技术依据，因为此工程较为复杂，难免存在不足之处，望有关专家和同行、设计不吝指教。

参考文献：

[1] 《水电水利工程预应力锚索施工规范》DL/T 5083-2004

[2] 闫莫明 徐祯祥 苏自约，岩土锚固技术手册人民交通出版社 2004.5

作者简介：

李春红：性别：女，出生年月：1977年八月，学历：大学本科，职称：工程师，工作单位：云南润滇工程技术咨询有限公司

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。