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凯乐塔水电站厂房蜗壳混凝土施工方法

文档作者：朱丹文档来源：中国水利电力对外公司		点击数：	更新时间： 2025年11月19日
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２０１４ 年第１０ 期
２０１４ Ｎｕｍｂｅｒ １０
水电与新能源
ＨＹＤＲＯＰＯＷＥＲ ＡＮＤ ＮＥＷ ＥＮＥＲＧＹ
总第１２４ 期
Ｔｏｔａｌ Ｎｏ．１２４
ＤＯＩ： １０．１３６２２／ｊ．ｃｎｋｉ．ｃｎ４２ －１８００／ｔｖ．１６７１ －３３５４．２０１４．１０．０１２
收稿日期：２０１４ －０８ －０７ 作者简介：朱　丹，男，高级工程师，从事水电工程现场施工技术及管理工作。
凯乐塔水电站厂房蜗壳混凝土施工方法
朱　丹
（中国水利电力对外公司，北京　１００１２０）
摘要：以几内亚凯乐塔水电站厂房蜗壳混凝土浇筑施工为例，总结了蜗壳狭窄空间、阴角部位的混凝土浇筑施工技术，
包括施工程序、混凝土类型选择、分缝分块方式、浇筑机械布置等内容，所用方法即能确保施工质量、工程进度，又能达到
成本经济合理。
关键词：蜗壳混凝土；混凝土浇筑；施工方法
中图分类号：ＴＫ７３０．３ ＋１２：ＴＵ７５５．９　　文献标志码：Ｂ　　文章编号：１６７１ －３３５４（２０１４）１０ －００３６ －０３
Concrete Construction Technology for Spiral Case in Power House
in Kaleta Hydropower Station
ＺＨＵ Ｄａｎ
（Ｃｈｉｎａ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｗａｔｅｒ ＆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ， Ｂｅｉｊｉｎｇ １００１２０， Ｃｈｉｎａ）
Abstract： Ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｆｏｒ ｔｈｅ ｓｐｉｒａｌ ｃａｓｅ ｉｎ ｐｏｗｅｒ ｈｏｕｓｅ ｉｎ Ｋａｌｅｔａ ｈｙｄｒｏｐｏｗｅｒ ｓｔａｔｉｏｎ ｉｎ Ｇｕｉｎｅａ ｉｓ
ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ， ｗｈｉｃｈ ｉｓ ｓｐｅｃｉａｌｌｙ ｓｕｉｔａｂｌｅ ｆｏｒ ｔｈｅ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ｎａｒｒｏｗ ｓｐａｃｅ ａｎｄ ｉｎｓｉｄｅ-ｃｏｒｎｅｒ．Ｄｅｔａｉｌｓ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ
ｐｒｏｃｅｄｕｒｅｓ， ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ ｏｆ ｃｏｎｃｒｅｔｅ， ｐａｒｔｉｎｇ ｓｔｒａｔｅｇｙ， ａｎｄ ａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ ｏｆ ｐｏｕｒｉｎｇ ｍａｃｈｉｎｅｓ ａｒｅ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ｐｒａｃｔｉｃｅ ｓｈｏｗｓ
ｔｈａｔ ｔｈｅ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｅｎｓｕｒｅｓ ａ ｇｏｏｄ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｑｕａｌｉｔｙ ａｎｄ ｐｒｏｊｅｃｔ ｓｃｈｅｄｕｌｅ， ａｎｄ ａｌｓｏ ａ ｒｅａｓｏｎａｂｌｅ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｃｏｓｔ．
Key words： ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｏｆ ｓｐｉｒａｌ ｃａｓｅ； ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ； ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
　　几内亚凯乐塔水电站位于几内亚孔库雷河
（Ｋｏｎｋｏｕｒｅ）下游，孔库雷河流域梯级电站开发分为４
级，凯乐塔水电站是第３ 级电站，主厂房共布置３ 台机
组，单机容量７８．２ ＭＷ，总容量２３４．６ ＭＷ。机组为立
式轴流转桨式水轮发电机组，机组蜗壳安装中心高程
５２．００ ｍ。每台机组从钢蜗壳管凑合节联接段开始沿
座环周边逐节对称挂装，蜗壳上部２２５°范围与外围混
凝土之间设置３０ ｍｍ 厚度弹性垫层，弹性材料为聚苯
乙烯闭孔泡沫板，弹性垫层铺至排水钢槽的下面，并要
求铺填包严，压紧粘牢。
１　蜗壳混凝土施工程序
蜗壳安装验收交面→混凝土缝面处理→蜗壳腰线
以下钢筋安装→泵管、监测仪器安装→蜗壳第１ 层混
凝土浇筑→弹性垫层安装→蜗壳腰线以上钢筋安装→
蜗壳第２ 层混凝土浇筑→蜗壳里衬、接力器安装→蜗
壳第３、４ 层混凝土浇筑仓号施工程序：机电安装交面
→测量放样→缝面处理→钢筋安装→灌浆系统安装→
模板安装。
1．1　缝面处理
在混凝土浇筑前用高压水冲毛枪将混凝土面或表
面淤积物冲洗干净，成毛面粗砂微露状。
1．2　钢筋施工
按照设计图纸，蜗壳内侧钢筋规格Φ２０、Φ２８、Φ
３２，钢筋总量１４７．８８ ｔ，其中每台机组Φ２０ 钢筋重量
１５．１ ｔ，Φ２８ 钢筋重量５．５１ ｔ，Φ３６ 钢筋重量２７．３５ ｔ。
蜗壳内侧钢筋安装复杂，安装顺序采用先里后外，由低
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朱　丹：凯乐塔水电站厂房蜗壳混凝土施工方法２０１４ 年１０ 月
向高，逐块安装。钢筋为Ⅱ级钢，连接接头满足国家现
行规范与技术条款要求，钢筋锚固长度为３５ ｄ；转轮
室、蜗壳、里衬钢筋保护层为１５０ ｍｍ，其余为５０ ｍｍ；
钢筋与蜗壳埋件相遇时可局部调整钢筋位置，蜗壳及
转轮室环向筋可根据现场需要自行截断，截断后焊接
长度不小于１０ ｄ。
施工顺序为仓面清洗→测量放样→安装样架钢筋
→蜗壳内侧钢筋就位→环向主筋焊接→接头验收→分
布筋安装。
钢筋先一次安装至蜗壳腰线后，再随着仓面上升
施工腰线上部的钢筋。先施工环向主筋再施工水流向
分布筋，沿蜗壳水流道方向先尾部后进口。安装时先
在蜗壳底部做好钢筋样架并固定，然后将加工好的钢
筋分类分批分块吊运入仓，并根据现场情况分别摆放
就位。在蜗壳支墩之间将钢筋按设计图纸连接成型，
可以在地面宽敞地带绑扎成型或焊接成骨架和网片，
成组安装，以加快进度。
蜗壳与机坑里衬之间的“Ｖ”形槽内钢筋相对密
集，在钢筋安装阶段必须间隔预留进人、进料孔，以便
混凝土浇筑振捣密实。安装前技术人员要仔细认真地
阅读图纸、变更单、会议纪要等技术性文件，深入现场
了解仓号特点，做到一次制安合格。
1．3　模板施工
模板利用矱４８ 钢管作横竖围令，模板设拉条与内
支撑，拉条采用矱１４ 拉条，内支撑采用矱２５ 钢筋，拉
条间排距按７５ ｃｍ 控制。廊道尖角部位采用１０ ｃｍ ×
１０ ｃｍ 方木按照设计边线切割后进行安装。
1．4　弹性垫层施工
蜗壳外围垫层材料为膨胀聚苯乙烯闭孔泡沫板。
垫层范围为蜗壳顶部以上部位粘贴３０ ｍｍ 的弹性垫
层，穿墙管段与蜗壳直管段上部２２５°范围内粘贴垫
层，腰线以下６０ ｃｍ 内由３０ ｍｍ 渐变为１０ ｍｍ，采用现
场裁制。当在钢蜗壳曲率半径较小范围粘贴有困难
时，可将弹性垫层材料裁剪成小块或条状进行粘贴。
粘贴完成后需在接缝处进行磨光和表面喷涂或刷涂聚
氨酯类防水材料。
弹性垫层安装时，钢管表面必须除锈、用纱布抹
干，并刷冷底子油，再刷沥青膏。贴粘过程中，用木锤
敲击板面，防止泡沫板松动弹出，板缝处用氯丁胶粘合
密闭牢固。弹性垫层施工过程中，禁止火源靠近，并在
每个施工部位配备１ ～２ 台手持式灭火器。
在已经敷设完垫层的部位安装钢筋或其他作业时
候，注意对垫层材料的保护。钢筋架设时，对于侧面的
钢筋采用外层已经固定钢筋加短钢筋吊起固定内层钢
筋的方式（即内层钢筋与蜗壳垫层之间不设置架立钢
筋）；对于蜗壳上半圆等水平跨度较大的钢筋，采取在
垫层与内层钢筋之间设置支撑钢筋，支撑钢筋与垫层
接触处采用１００ ｍｍ ×１００ ｍｍ ×５ ｍｍ 铁垫片，防止钢
筋头冲击弹性垫层板，铁垫片要去除尖角或拉刺，防止
扎坏垫层材料。在需要焊接作业部位，采用适量石棉
布或整张铁皮将垫层表面盖住，可避免高温焊渣烧坏
或引燃垫层材料；在如搬动钢筋等作业可能对垫层材
料造成损坏时，则采取垫白铁皮或木板等方式加以保
护。垫层施工应安排在相应部位钢筋安装之前进行。
1．5　埋管埋件安装
蜗壳层内根据设计图纸进行各种水机管路安装，
与蜗壳接口部位的水机管路设备根据要求由机电单位
安装，施工时加强现场协调，及时与机电单位进行各项
交接，确保不影响土建施工。
２　蜗壳混凝土浇筑
2．1　第1 层蜗壳混凝土浇筑
蜗壳第１ 层混凝土浇筑最为关键，这层蜗壳内侧
阴角及蜗壳底部浇筑密实将减少后期的灌浆量。
蜗壳第１ 层混凝土浇筑手段为泵机＋门、塔机，混
凝土设计强度等级：Ｃ２５ 二级配。泵送混凝土以及门
塔机吊罐浇筑混凝土坍落度均以试验配合比为准，泵
送自密实混凝土扩散度５６ ～６６ ｃｍ。蜗壳外侧底角部
位适当搭设溜桶或滑槽，便于吊罐混凝土到位。
混凝土从仓面蜗壳外上游侧开仓平铺法浇筑，施
工人员在蜗壳内、外侧同时振捣，形成外高内低，确保
蜗壳外侧混凝土挤进蜗壳底部和内侧。
当浇筑到蜗壳底部以上后，蜗壳内侧无法振捣，此
时启动布置在蜗壳内侧阴角附近的高位泵管泵送自密
实混凝土，蜗壳外侧则用门、塔机继续浇筑蜗壳外侧混
凝土。
浇筑过程中利用座环上预留的６０ 个矱４０ ｍｍ 灌
浆孔对内侧阴角部位混凝土进行辅助性的振捣或赶料
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水电与新能源２０１４ 年第１０ 期
（用矱３０ ｍｍ 振捣棒振捣密实），并观测混凝土浇筑上
升情况（上升速度≤３０ ｃｍ／ｈ）。当混凝土浇筑至座环
环流板顶面，且环流板上孔洞冒浆后，用螺栓将环板上
的振捣孔封堵。当混凝土无法上升至座环环流板顶部
时，用人工灌注砂浆，并用矱３０ ｍｍ 振捣棒振捣密实，
只至排气孔出浆后持续保持５ ｍｉｎ，注砂浆结束并用螺
栓封堵排气孔。
根据凯乐塔现场拌合站的实际生产能力，确定蜗
壳混凝土小时入仓能力按≥３０ ｍ３ ／ｈ 进行控制。
根据３ 号机Ⅱ、Ⅳ象限浇筑的情况，采用的二级配
泵送自密实混凝土效果不太理想，结果阴角部位灌注
了大量的砂浆。在Ⅰ、Ⅲ象限浇筑时，及时调整配合
比，采用一级配泵送自密实混凝土，混凝土从座环上的
灌浆孔冒出，效果较好。
2．2　第2、3、4 层蜗壳混凝土浇筑
第１ 层浇筑完成后，第２、３、４ 层混凝土浇筑相对
就比较容易，其手段为：采用塔机（或门机）吊３ ｍ３ 罐
入仓，每层浇筑收仓面与蜗壳交角处做４５０°倒角处
理。混凝土下料时要防止骨料堆积，及时将堆积的大
骨料分散开来。
2．3　变形监测
座环与蜗壳浇筑期间的变形监测采取在座环上设
置８ 个监测点位，安装百分表，确认初始数值，定时对
监测点进行检测，检测频率１ 次／ｈ。
混凝土浇筑过程中严格控制浇筑上升速度，特别
是混凝土接近蜗壳时浇筑上升速度≤３０ ｃｍ／ｈ，并根据
监测成果及时调整浇筑速度，当发现异常情况时，应立
即报告并采取相应措施。３ 号机蜗壳浇筑通过８ 个监
测点位的实际监测，结果可以清楚地看到整个座环、转
轮室在混凝土浇筑过程中其变形都在可控制的范围
内。具体结果为：座环浇筑前高程偏差０．４ ｍｍ，浇筑
后高程偏差０．５４ ｍｍ，满足规范±３ ｍｍ 的要求；座环
浇筑前圆度偏差０．８６ ｍｍ，浇筑后圆度偏差１．０７ ｍｍ，
满足规范３ ｍｍ 的要求；转轮室浇筑前中心断面
０．４ ｍｍ，下断面０．４３ ｍｍ，浇筑后中心断面０．３５ ｍｍ，
下断面０．３２ ｍｍ，满足规范要求０．５ ｍｍ。
2．4　混凝土温度控制
蜗壳混凝土设计允许最高温度及出机口温度。根
据设计要求，混凝土出机口温度按２５℃控制，蜗壳二
期混凝土允许最高温度按照４０℃控制，自密实混凝土
仅对出机口混凝土温度进行控制，对浇筑混凝土最高
温升暂不作规定要求。
2．5　混凝土浇筑结果检查
通过３ 号机在蜗壳内敲击检测分析，第一次浇筑
的Ⅱ、Ⅳ象限，脱空区域多一些，在进行Ⅰ、Ⅲ象限浇筑
时，改用一级配大流动度自密实混凝土，浇筑完后检
查，敲击声音反映出空隙较少。由此可以证明，蜗壳第
一层自密实混凝土在蜗壳底部及阴角部位，既能保证
在蜗壳底部及阴角上部不能振捣部位的浇筑，又能保
证混凝土浇筑基本饱满密实。
３　结　语
针对凯乐塔水电站厂房蜗壳混凝土浇筑施工具有
入仓难度大、钢筋密集、施工空间狭窄、振捣困难、特别
是第一层砼浇筑密实度难以保证等特点，总结出适合
凯乐塔电站蜗壳混凝土的方法。
１）为防止浇筑时蜗壳抬动，蜗壳第一层混凝土分
４ 个象限对称浇筑，并控制好混凝土浇筑上升速度≤
３０ ｃｍ／ｈ。
２）必须埋设泵管至蜗壳阴角部位，离阴角顶部约
２０ ～３０ｃｍ。
３）为保证蜗壳第一层阴角部位混凝土浇筑密实，
当浇筑到蜗壳底部时，采用一级配大流动度自密实混
凝土，可有效地减少灌注砂浆及后期的灌浆。
４）在蜗壳、座环上分别布置监测点，通过监测数
据及时调整浇筑速度。
５）泵管的支撑固定架是独立的系统，不得与蜗壳
钢筋及蜗壳相连，减少蜗壳位移的可能性。
６）蜗壳、座环的固定应非常牢固。
７）蜗壳外侧以门、塔机吊罐浇筑为主的二级配混
凝土，利于温控，并节约成本。

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