圆形取水头预制工艺

GXF360 2019-09-14

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1.工程概况

湄洲湾电厂取排水工程每台机组1000MW，共配备2座直径21.4m圆形取水头部，取水点位于本期厂区西侧，距离厂区约720m，2座取水头中心距离约55m。

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根据工艺布置，本工程2台机设2座淹没式圆柱形钢筋混凝土取水头，取水头内径20m，壁厚0.7m，进水口上坎标高-4.80m，底坎标高-6.8m，圆形进水口沿圆周设12个窗口，窗口之间用钢筋混凝土支柱支撑分隔，窗口格栅采用耐腐蚀FCuZn37Sn耐蚀防污铜合金；在距离顶面1.2m以下的墙体中心设置一圈DN125-UPVC加氯管道并连接12个加氯支管通向取水头内侧。取水头结构详见图1。

2.施工难点和应对措施

2.1 施工难点

圆形取水头直径21.4m，高度13.85m，尺寸较大，且构件由圆形底板、墙体、立柱、横梁和悬挑出水口等组成，结构复杂，预埋件施工难度大，采用单一的模板形式无法一次浇筑成型。

利用熵值法计算权值：设有m个地质灾害危险性评价与n个评价单元所构成的数据集为S={x1,x2,…,xn},xi∈Rm,i=1,2,n。

2.2 应对措施

针对取水头特点，本工程采用分层预制工艺，钢筋采用冷搭接方式进行绑扎施工。模板采用工字钢底胎膜、钢模板和木模板组合方式，其中底板和外墙身施工采用工字钢底胎膜和钢模板组合工艺，其中钢模板分包括内，外模板，兼做钢筋绑扎架；横梁、出水口悬挑部分和顶板采用脚手架和木模板组合工艺，预埋件采用二次预埋的方式。钢筋在专门的钢筋加工场制作，通过塔吊转运至台座上绑扎。混凝土浇筑采用泵送工艺。

3.预制场地布置

2个取水头安排在东吴预制场预制。预制场地长度160m，宽度120m，面积19200m2，共设置4条生产线，19个预制台座。其中1#和3#生产线各5个台座，用于预制排水沉管；2#生产线5个台座，4#生产线4个台座，用于预制取水沉管和取水头。因空间限制，现场没有沉管和取水头的堆放场地，且沉管预制必须按照安装顺序进行，即必须等每条生产线的沉管出运完成后才能进行下一批沉管的预制，2个取水头处于取水工程的末端，因此，将2个取水头安排在第二生产线预制。取水头预制完成后，通过卷扬机和高压气囊滚动出坑和落驳。

4.圆形取水头预制工艺

图1 取水头俯视图（单位：mm）

本工程将取水头分层8层进行预制。工艺流程具体如下：工字钢底胎膜铺设→底层钢筋绑扎→底层模板安装→底层混凝土浇筑→第二层钢筋绑扎（含相应内立柱）→第二层模板安装→第二层混凝土浇筑→第三层钢筋绑扎（含相应内立柱）→第三层模板安装→第三层混凝土浇筑→第四层钢筋绑扎（含相应内立柱）→第四层模板安装→第四层混凝土浇筑→第五层横梁脚手架搭设、钢模和木模板安装→第五层钢筋绑扎（含相应横梁）→第五层预埋件安装→第五层混凝土浇筑→第六层钢筋绑扎（含相应内立柱）→第六层预埋件安装→第六层模板安装→第六层混凝土浇筑→第七层钢筋绑扎（含相应内立柱）→第七层预埋件安装→第七层模板安装→第七层混凝土浇筑→第八层脚手架搭设、木模安装→第八层钢筋绑扎→第八层混凝土浇筑。

我们从表3中可看到，在中国与中南半岛开展文化外交的过程中，中南半岛各国在地缘环境和文化影响力两大因素的作用下可形成五种可能的行为类型：

4.1 模板工程

取水头为圆形结构，由底板、墙体、立柱、横梁和铜格栅等组成，结构复杂，采用单一的模板结构很难达到预制要求。通过比较分析，底部采用工字钢底胎膜结构，底板和墙体采用钢模板，立柱和横梁等采用木模板（脚手架支撑）。

4.1.1 工字钢底胎膜

根据设计院验算，取水头顶升需要至少设置8个顶升点，且必须对应相应的立柱，因现场的原有预制场地为1200mm厚的钢筋混凝土结构，采用顶升坑的方式，场地改造量大，耗时长，为了满足施工进度，本工程采用传统的工字钢底胎膜结构。整个底胎膜由11道25a工字钢组成，中间填砂并浇水密实，上铺20mm厚的胶合板，封头采用通长的[25a槽钢。取水头预制完成后，在工字钢组间隙穿高压气囊顶升搬运。

4.1.2 模板工程施工

（1）墙体模板。取水头墙体模板采用钢模板。本工程工期紧张，制作钢模板2套，模板兼做钢筋绑扎架和取水头安装前格栅处封堵之用。每套钢模板分内、外模板，各12片，由[16槽钢立柱、模板面、操作平台和护栏等组成。因内模安拆空间受限，且为弧形结构，故设置一个楔形模板，安装时先安装内模，再安装楔形模板，拆卸时，顺序反之。此外，内模专门设置1套可拆卸的倒角模板，用于底层浇筑。浇筑2～8层时，为了方便安拆，需去除倒角模板，内外模通过预埋圆台螺母和拉杆进行紧固，上沿通过木方和拉杆控制墙体尺寸。外模与外模、内模与内模之间分别通过M20螺栓锁紧。

（2）出水口悬挑部分、横梁和顶板模板。为了节约成本，加快施工进度，横梁、取水头出水口和顶板均采用钢管脚手架和木模板结构。根据结构受力分析，脚手架立杆纵横距为0.8～1.2m，步距1.5～1.8m，框梁下立杆纵距为0.45～0.5m。纵横方向每隔5m布设一道剪刀撑，并与水平杆连接牢固。竖向立杆上设可调整顶托，用于支撑木模板和控制木模板水平度。木模板由100mm×100mm木方和=20mm的胶合板组成，其中侧模通过拉杆进行加固，拉杆横向和纵向间距均为700mm。脚手架根据施工顺序从下往上搭设，分别满足横梁和顶板的施工要求。

4.2 预埋件工程

取水头的主要预埋件为埋在墙体的环向加氯管道和FCuZn37Sn耐蚀防污铜合金格栅，其中加氯管道每节4m，根据墙体的弧度制作而成。每节管道通过承插口和胶水连接，浇筑混凝土前采用钢筋加固于构件墙体主筋上。

按照设计要求，格栅两端深入上下墙体混凝土各250mm，且不得与混凝土中的钢筋有接触。因格栅单根重55.625kg左右，难以定位和安装，本工程采用后埋的方式，先采用泡沫条作为内模在取水头的下墙体预留200mm×250mm的环向槽口，下墙体浇筑完成后，取出泡沫条，对槽口进行凿毛和清理；再用木板将格栅定位和加固于槽口里，最后采用与墙体混凝土同等标号的细石混凝土灌满槽口，使格栅得以永久固定。

4.3 钢筋工程

取水头钢筋在钢筋加工场制作，通过塔吊转运至台座绑扎。底板钢筋直接在底胎膜上绑扎成型，接头采用冷搭接方式，搭接长度≥35d（d为钢筋直径），接头中心距离1.3倍的搭接长度，钢筋接头交错分布，保证同一截面内接头数量≤钢筋总面积的50%；分层竖向钢筋搭接亦采用冷搭接方式，根据各层的分层高度预留上一层的钢筋搭接长度。

4.4 混凝土工程

混凝土浇筑采用预制场搅拌站集中拌和供应，搅拌车水平运输，泵车泵送入模的施工工艺。现场配备60m3/h搅拌站2台，80m3/h混凝土汽车泵1台和8m3混凝土运输车3部，可满足取水头的预制要求。

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施工时，混凝土按照设计配合比进行控制，浇筑的分层厚度控制在500mm以内；浇筑沿着墙体顺时针方向前进；采用插入式振捣器振捣时，振捣器不得触及模板和预埋件，振捣时间控制在15～20s，以表面水泥浆和混凝土不再沉降为准；振捣间距控制在300～400mm，防止出现漏振和过振现象。

混凝土浇筑完毕结硬后，及时保湿养护，确保养护水均匀喷洒在混凝土的各个表面，使其常处于湿润的状态，防止表面失水而出现干缩裂缝。养护时间≥14d。