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陈一铭
（河南新华五岳抽水蓄能发电有限公司，河南 信阳 464000）
黄藏寺水利枢纽工程泄流底孔钢衬布置于5 号坝段左侧EL2548 m 高程（底钢衬高程），泄洪底孔孔身为矩形断面，孔身尺寸5 m×7 m（宽×高），底孔钢衬长度47.789 m。上游进口段布置事故检修闸门，下游出口设弧形工作门，孔身采用钢板衬砌。底孔钢衬的钢板材质为Q235 B，钢衬本体壁厚为 =25 mm，钢衬横向加劲肋，采用25 b 型工字钢，间隔500 mm 布置。加劲肋之间纵向焊接 =16 mm 腹板，间距为1000 mm。顶钢衬距门槽里程1300 mm 处布置 800 mm通气孔。整个大坝底孔钢衬制作、安装约376.41 t。底孔钢衬施工高峰期集中，为满足大坝整体施工进度，钢衬制作和安装将同时进行。钢衬施工和混凝土施工干扰大，特别是钢衬安装工期与大坝混凝土施工准备及浇筑工作的工期冲突明显。
2.1 施工难点分析
根据现场设备布置情况、进度计划，施工难度。按照设计技术要求，相关规范、标准进行图纸会审及现场施工情况综合分析考虑。钢衬施工主要存在以下难点：
（1）为保证制作质量及进度，泄流底孔钢衬现场制作平台及加工能力不足。
（2）大坝上游布置有一台K80 塔吊，主要用于碾压混凝土设备、材料倒运。70 m 臂长最大起重能力11000 kN，泄流底孔安装位置距塔吊的安装位置为约42 m，查载荷特性曲线表，4 倍率最大起重量21.83 t。塔吊不具备整节吊装泄流底孔的能力。
（3）泄流底孔钢衬安装高程EL2548 m。二期混凝土基础面高程EL2546 m。钢衬总重量大，对加固支撑体系要求高。
（4）坝前右侧布置有上游围堰渗漏集水坑，左侧布置EL2540 m 施工平台。钢衬运输没有直接上坝条件。
（5）泄流底孔安装期间，右岸碾压混凝土还要持续浇筑，左岸碾压混凝土因泄流底孔安装不具备浇筑条件，按照设计要求左右岸混凝土高差不宜大于12 m。如果施工工期过长，对大坝混凝土均匀上升有很大影响，且不满足工期计划要求。
（6）黄藏寺泄流底孔钢衬上游进口段布置事故检修闸门，下游出口设弧形工作门。因此对泄流底孔钢衬安装、焊接、混凝土浇筑质量控制提出了更高要求。
2.2 施工对策
为保证泄流底孔的安装质量，同时最大限度降低对土建混凝土浇筑施工的影响。决定采取以下对策进行施工：
（1）泄流底孔钢衬的制作，就近委托有制作加工能力的工厂制作。材料的采购和排料由施工现场确定。
（2）泄流底孔钢衬总重376.41 t，底孔断面尺寸5000 mm×7000 mm。整节安装支撑体系工作量大且复杂。经现场协调，先进行底钢衬的施工，在底钢衬混凝土浇筑完成后再进行侧钢衬及顶钢衬施工。这样降低了对土建施工的影响，同时也减小了支撑体系的工程量和施工难度。
（3）泄流底孔底钢衬宽度5250 mm，两侧钢筋净宽度5500 mm。为满足施工作业要求，初步拟定由汽车吊在泄流底孔底钢衬进行作业吊装。经咨询和选型，决定采用徐工12 t 汽车吊进行吊装作业。吊车支腿跨距：纵向距离为4.25 m，横向距离为5.2 m。工作幅度7 m，额定起重量5900 kg。考虑到吊索具的重量， 排料时确保最大吊装单元重量不大于5500 kg。可满足12 t 汽车吊的流道内进行吊装作业的要求。
（4）分节施工虽然调整难度大但更有利于质量控制。
2.3 方案的确定
2.3.1 泄流底孔钢衬制作单元划分
根据施工图纸及设计技术要求，泄流底孔钢衬全长47.789 m。考虑到制作工期。决定钢衬中间节制作为宽度2500 mm 的标准节，两端制作为非标节。同时宽度不大于2500 mm。经计算最大吊装单元外形尺寸为2500 mm×7000 mm（宽度×长度）。单件最大吊装重量约5289.87 kg。可满足12 t 汽车吊的作业要求。
2.3.2 泄流底孔钢衬的运输
钢衬运输至坝前EL2540 m 施工平台，协调坝前K80 塔吊将钢衬吊至泄流底孔安装坝段，采用12 t汽车吊进行倒运、安装。为确保吊车安全作业，要求作业幅度不大于6.5 m。
2.3.3 泄流底孔钢衬的吊装
经现场确认12 t 汽车吊整机自重约16 t。依据K80 塔吊的载荷特性表，在4 倍率的工况下，53 m 范围内，额定起重量16.59 t。泄流底孔钢衬安装坝段的最前端，距K80 塔吊的直线距离为41.72 m，可满足将12 t 汽车吊入泄流底孔钢衬安装工作面的要求。
2.3.4 泄流底孔钢衬的安装
先进行底钢衬的施工，验收合格后移交工作面，土建浇筑回填混凝土，待混凝土强度大于设计强度75%时，进行现场吊装作业。以钢衬下游末端作为始装节向上游安装，先安装侧钢衬，后安装顶钢衬，进行分片组装施工。
3.1 钢衬制作施工程序
钢板划线、切割→钢板对接缝→焊接主梁（工字梁）→焊接腹板→焊缝检查→钢衬除锈、防腐、涂装→尺寸形状检查、验收→单片钢衬出厂。
3.2 钢衬制作
钢衬在加工厂制作时分解成底钢衬、侧钢衬、顶钢衬4 片，同时为便于现场安装，顶钢衬定位节制作时小于500 mm[1］。
3.2.1 划线、切割
钢衬的面板材料，根据排料图纸，采购双定尺板。腹板根据形状利用CAD 进行放样，并提前对划线切割人员进行交底。用油漆分别标出节号、分块编号、水流方向、水平和垂直中心线、灌浆孔位置、坡口角度以及切割线等符号。
钢衬底板全部采用内侧V 型坡口，侧钢衬采用外侧V 型坡口，顶钢衬采用外侧V 型坡口。
3.2.2 钢衬制作
泄洪底孔钢衬只有顶板迎水面需要卷制：先将钢板按工艺图要求下料，卷制为瓦片。钢板卷制时，注意卷板方向与钢板压延方向一致，边卷制边用样板测量校正，以保证弧度符合要求；
卷板时，不许锤击钢板，应防止在钢板上出现任何伤痕。
钢板卷制前，清除板面附着硬质金属丝、氧化皮等杂物，卷制过程随时清理。
由于顶钢衬迎水面宽度为5000 mm，卷板机宽度3000 mm，为便于运输和卷制拟分两瓣卷制，卷制焊缝按顺水流方向预留。坡口型式选用外侧V 型坡口。卷制完成后厂内预拼，检查合格后运输至施工现场组装焊接。分瓣面之间增加腹板进行补强。为便于运输所有锚钩进行现场焊接。
4.1 钢衬安装施工程序
施工准备→测量、放样、校核基准点→底钢衬支撑制作→底钢衬安装、调整→底钢衬焊接→底钢衬验收→混凝土浇筑→钢衬分片、分节安装→钢衬附件安装→钢衬安装、调整→钢衬焊接→焊缝无损检测→工作面移交[2］。
4.2 底钢衬支撑安装
选用厚20 mm，边长为300 mm 钢板作为基础。20#H 型钢作为立柱，焊接底钢衬支撑体系。支撑体系上平面高程控制在-2 mm 以内。以坝下钢衬安装的终点里程向上游每隔2.5 m 安装一个支墩，确保支墩位置为底钢衬分节位置。以钢衬轴线为中心，距中心两侧2 m 各安一个支墩，用槽钢进行加固防止钢支撑倾倒，见图1。
图1 底钢衬支撑示意图
4.3 底钢衬安装
以下游第一节为始装节，安装好定位节后从下游向上游安装，安装过程中复测高程、中心、里程符合设计及规范要求，进行焊接、直至安装完成，见图2。
图2 底钢衬安装
4.4 底钢衬混凝土浇筑
焊缝无损检测、安装验收合格后，移交工作面进行底钢衬混凝土浇筑，见图3。
图3 底钢衬混凝土浇筑
4.5 侧钢衬安装
从下游向上游开始安装，确定侧钢衬的起始安装里程，安装位置，并焊接挡块，便于钢衬的定位。钢衬就位后，千斤顶、手拉葫芦等工具调整侧钢衬里程、垂直度，确定无误后进行焊接加固。另一侧钢衬与前一块侧钢衬的安装方法相同，需注意的是应控制两块侧衬最高处的水平度，见图4。
图4 侧钢衬安装
4.6 顶钢衬安装
顶钢衬安装时首先进行划线，划出顶钢衬的中心线，与侧钢衬焊接的边线。并在安装位置焊接挡块。并测量侧钢衬顶面的平面度。然后进行安装，安装时注意调整顶钢衬的高程、中心、里程。确定位置无误时进行加固、焊接，见图5。
图5 顶侧钢衬安装
4.7 安装完成
重复侧钢衬-另一侧钢衬-顶钢衬的安装步骤，边安装边加固边复核边焊接，直至安装完成。每节侧钢衬安装完成后安装顶钢衬可以形成一个较稳定的支撑体系。下一节侧钢衬安装完成后利用翼板与前一节侧钢衬进行焊接加固。便于质量控制，并确保施工安全。重复上面步骤完成全部钢衬的施工。
采用泄流底孔钢衬分片施工技术，降低了对起重设备起重能力的要求，减小了加固支撑体系的工程量，保证了施工质量，降低了对土建施工的影响。实施效果安全可靠、操作简单、具有良好的实用性，值得同类工程钢衬安装施工借鉴。
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