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【摘 要】 功果桥水电站进水塔，其总长为122m，塔高29m。由于工期压力，4座进水塔混凝土必须同步浇筑上升。进水塔塔顶牛腿、顶板混凝土施工过程中，采取了科学的分层方案与浇筑顺序，通过合理的入仓方式，科学的模板加固方案等一系列措施，避免了采取自塔底开始大量搭设满堂脚手架至塔顶这一传统施工方案，从而大量节约了人力、物力，在保证工程优质的同时，快速推进工程建设，取得了良好的经济效益和社会效益。
【关键词】 功果桥水电站；进水塔牛腿；顶板；混凝土；施工
1 工程概况
功果桥水电站进水塔为引水发电系统主要构筑物之一，进水闸采用“一机一孔”布置方式，共四孔，从左至右依次为1#～4#进水口，每孔间布置结构缝；进水闸顶部总长度122m，其中1#进水闸长38m，其他三孔闸均为28m。各孔闸顺水流方向由拦污栅、闸门、启闭机布置及交通要求确定顶宽为30.5m（包括上游牛腿），依次分为拦污栅段、连接段、闸室段和方变圆渐变段。拦污栅采用通仓式布置，设置有主、副两道拦污栅，主、副栅均分为5孔。闸室段设置有平板检修闸门槽和快速事故闸门槽各一道，检修门孔口尺寸为11×12m，事故门孔口尺寸为11×11m，每个事故门后设两个通气孔，通至1310m高程。事故闸门后以长度约16.7m的方变圆渐变管段与直径11m的引水隧洞连接。
进水塔塔顶牛腿混凝土和顶板混凝土浇筑是进水塔施工中的一大难点、重点。功果桥电站进水塔塔顶牛腿有栅墩牛腿和1#进水塔端部牛腿，栅墩牛腿高1.5m、悬挑1.5m，牛腿与塔底地面EL.1281.00m平台的高差为26.5m；1#进水塔端部牛腿高3m、悬挑3m，与塔底基岩面高差为40m；进水塔顶板混凝土厚1.5m，顶板底面距塔底EL.1281.00m平台28.5m。
2 进水塔牛腿及顶板混凝土浇筑方案的选择
塔顶牛腿及顶板混凝土施工是功果桥进水塔混凝土施工中的重点和难点，难在工期压力大、资源投入大的情况下如何优化施工方案，从而在保证施工质量和施工安全的前提下，最大限度的加快施工进度和节约施工成本。出于工期压力，功果桥电站4座进水塔混凝土几乎同步上升，相邻两塔混凝土仅错开一层浇筑，4座进水塔施工材料很难有大量周转的可能。而4座进水塔混凝土施工过程中自塔底仅搭设了施工操作平台架，平台架难以满足塔顶牛腿及顶板混凝土承重要求。若采用自塔底开始即搭设满堂脚手架至塔顶支撑顶板及牛腿混凝体这一传统施工方案，那么无疑将在4座进水塔施工中投入大量人力及脚手架钢管等材料，且施工工期上也不允许。而牛腿和顶板施工关键在模板加固技术，经过仔细的技术经济比选，最终牛腿施工主要采用以仓内钢筋柱为支点，拉筋内拉固定，牛腿下方搭设简易脚手架施工平台方案；顶板混凝土支撑架则主要利用下部已浇筑成型的连系梁及塔体预埋脚手架管为支撑点，1.5寸钢管搭设悬挑承重架浇筑。
3 进水塔塔顶牛腿浇筑方案
进水塔栅墩牛腿高1.5m，悬挑仅为1.5m，施工难度相对较小，采用一次浇筑成型。而1#塔端部牛腿距离地面40m，牛腿高3m，悬挑3m，施工难度较大。而两牛腿施工方案基本相同，故本文以1#进水塔端部牛腿施工为例进行说明。
3.1塔顶牛腿混凝土分层
1#进水塔端部牛腿高3m，悬挑3m，共分2层浇筑，第一层浇筑高度为1.5m（EL.1305.2m～EL.1306.7m），第二层浇筑高度也为1.5m（EL.1306.7m～EL.1308.2m），混凝土分层情况如图1所示。
3.2塔顶牛腿混凝土模板加固方案
1#进水塔端部牛腿采用内拉的方式对模板进行加固，在下层混凝土浇筑时，提前预埋钢筋柱作为拉筋的锚固点，并在EL1301.0m、EL1302.5m、EL1304.0m预埋三排Φ50钢管@1.5m×1.5m，将Φ48钢管插入预埋的Φ50钢管内作为搭设牛腿下方施工平台的固定点，再利用塔吊人工搭设施工平台架。牛腿加固方案详见见图1。采用此施工方案，避免了自塔底搭设满堂脚手架，减少了37m高滿堂架搭设及拆除施工共计200m2。
3.3牛腿混凝土模板加固件受力验算
以牛腿二层混凝土浇筑时模板受力情况进行分析，模板主要受力分解如图2所示：
3.3.2.1钢筋柱后拉钢筋受力分析
如图3所示：F2=T×sin45°/sin41°=75×sin45°/sin41°=81.8KN；
钢筋柱间距为@1.5m，钢筋柱上41°角后拉拉筋采用A20圆钢，每个钢筋柱布置有3根后拉筋，则单根后拉筋受力为T1=81.05/3=27.3KN；A20拉筋截面积A=314.2mm2，抗拉强度设计值f=125N/mm2，则A20后拉筋抗拉承载力为：[T0]=Af=314.2mm2×125N/mm2=39.3KN>单根后拉筋实际所受拉力T1=27.3KN，故钢筋柱后拉筋所采用的间排矩及其规格合理。
3.3.2.2钢筋柱受力计算
如图3所示：钢筋柱主要受正压力N=F1cos45°+F2cos41°=75.2×cos45°+75.2×sin45°×cos41°/sin41°=114KN。
因钢筋柱的间距为1.5m，故每个钢筋柱受压力为114×2=228KN；每个钢筋柱由3根B28的钢筋组成，每根钢筋受压力为228/3=76KN。
本方案采用预埋B28的钢筋，其截面积为A=615.8mm2，钢筋抗压强度设计值f=215N/mm2，回转半径i=7mm，长细比为λ=L0/i=200/7=28.57<[λ]=120（《钢结构设计规范》），满足要求；轴心受压时，据立杆长细比λ查《钢结构设计规范》得Ψ=0.945，则B28钢筋抗压承载力为：[T0]=ΨAf=0.945×615.8mm2×215N/mm2=125.2KN>单根钢筋实际所受压力76KN，钢筋柱受压满足受力要求，钢筋柱稳定。
【关键词】 功果桥水电站；进水塔牛腿；顶板；混凝土；施工
1 工程概况
功果桥水电站进水塔为引水发电系统主要构筑物之一，进水闸采用“一机一孔”布置方式，共四孔，从左至右依次为1#～4#进水口，每孔间布置结构缝；进水闸顶部总长度122m，其中1#进水闸长38m，其他三孔闸均为28m。各孔闸顺水流方向由拦污栅、闸门、启闭机布置及交通要求确定顶宽为30.5m（包括上游牛腿），依次分为拦污栅段、连接段、闸室段和方变圆渐变段。拦污栅采用通仓式布置，设置有主、副两道拦污栅，主、副栅均分为5孔。闸室段设置有平板检修闸门槽和快速事故闸门槽各一道，检修门孔口尺寸为11×12m，事故门孔口尺寸为11×11m，每个事故门后设两个通气孔，通至1310m高程。事故闸门后以长度约16.7m的方变圆渐变管段与直径11m的引水隧洞连接。
进水塔塔顶牛腿混凝土和顶板混凝土浇筑是进水塔施工中的一大难点、重点。功果桥电站进水塔塔顶牛腿有栅墩牛腿和1#进水塔端部牛腿，栅墩牛腿高1.5m、悬挑1.5m，牛腿与塔底地面EL.1281.00m平台的高差为26.5m；1#进水塔端部牛腿高3m、悬挑3m，与塔底基岩面高差为40m；进水塔顶板混凝土厚1.5m，顶板底面距塔底EL.1281.00m平台28.5m。
2 进水塔牛腿及顶板混凝土浇筑方案的选择
塔顶牛腿及顶板混凝土施工是功果桥进水塔混凝土施工中的重点和难点，难在工期压力大、资源投入大的情况下如何优化施工方案，从而在保证施工质量和施工安全的前提下，最大限度的加快施工进度和节约施工成本。出于工期压力，功果桥电站4座进水塔混凝土几乎同步上升，相邻两塔混凝土仅错开一层浇筑，4座进水塔施工材料很难有大量周转的可能。而4座进水塔混凝土施工过程中自塔底仅搭设了施工操作平台架，平台架难以满足塔顶牛腿及顶板混凝土承重要求。若采用自塔底开始即搭设满堂脚手架至塔顶支撑顶板及牛腿混凝体这一传统施工方案，那么无疑将在4座进水塔施工中投入大量人力及脚手架钢管等材料，且施工工期上也不允许。而牛腿和顶板施工关键在模板加固技术，经过仔细的技术经济比选，最终牛腿施工主要采用以仓内钢筋柱为支点，拉筋内拉固定，牛腿下方搭设简易脚手架施工平台方案；顶板混凝土支撑架则主要利用下部已浇筑成型的连系梁及塔体预埋脚手架管为支撑点，1.5寸钢管搭设悬挑承重架浇筑。
3 进水塔塔顶牛腿浇筑方案
进水塔栅墩牛腿高1.5m，悬挑仅为1.5m，施工难度相对较小，采用一次浇筑成型。而1#塔端部牛腿距离地面40m，牛腿高3m，悬挑3m，施工难度较大。而两牛腿施工方案基本相同，故本文以1#进水塔端部牛腿施工为例进行说明。
3.1塔顶牛腿混凝土分层
1#进水塔端部牛腿高3m，悬挑3m，共分2层浇筑，第一层浇筑高度为1.5m（EL.1305.2m～EL.1306.7m），第二层浇筑高度也为1.5m（EL.1306.7m～EL.1308.2m），混凝土分层情况如图1所示。
3.2塔顶牛腿混凝土模板加固方案
1#进水塔端部牛腿采用内拉的方式对模板进行加固，在下层混凝土浇筑时，提前预埋钢筋柱作为拉筋的锚固点，并在EL1301.0m、EL1302.5m、EL1304.0m预埋三排Φ50钢管@1.5m×1.5m，将Φ48钢管插入预埋的Φ50钢管内作为搭设牛腿下方施工平台的固定点，再利用塔吊人工搭设施工平台架。牛腿加固方案详见见图1。采用此施工方案，避免了自塔底搭设满堂脚手架，减少了37m高滿堂架搭设及拆除施工共计200m2。
3.3牛腿混凝土模板加固件受力验算
以牛腿二层混凝土浇筑时模板受力情况进行分析，模板主要受力分解如图2所示：
3.3.2.1钢筋柱后拉钢筋受力分析
如图3所示：F2=T×sin45°/sin41°=75×sin45°/sin41°=81.8KN；
钢筋柱间距为@1.5m，钢筋柱上41°角后拉拉筋采用A20圆钢，每个钢筋柱布置有3根后拉筋，则单根后拉筋受力为T1=81.05/3=27.3KN；A20拉筋截面积A=314.2mm2，抗拉强度设计值f=125N/mm2，则A20后拉筋抗拉承载力为：[T0]=Af=314.2mm2×125N/mm2=39.3KN>单根后拉筋实际所受拉力T1=27.3KN，故钢筋柱后拉筋所采用的间排矩及其规格合理。
3.3.2.2钢筋柱受力计算
如图3所示：钢筋柱主要受正压力N=F1cos45°+F2cos41°=75.2×cos45°+75.2×sin45°×cos41°/sin41°=114KN。
因钢筋柱的间距为1.5m，故每个钢筋柱受压力为114×2=228KN；每个钢筋柱由3根B28的钢筋组成，每根钢筋受压力为228/3=76KN。
本方案采用预埋B28的钢筋，其截面积为A=615.8mm2，钢筋抗压强度设计值f=215N/mm2，回转半径i=7mm，长细比为λ=L0/i=200/7=28.57<[λ]=120（《钢结构设计规范》），满足要求；轴心受压时，据立杆长细比λ查《钢结构设计规范》得Ψ=0.945，则B28钢筋抗压承载力为：[T0]=ΨAf=0.945×615.8mm2×215N/mm2=125.2KN>单根钢筋实际所受压力76KN，钢筋柱受压满足受力要求，钢筋柱稳定。