大噸位纜機(jī)在構(gòu)皮灘水電站工程建設(shè)中的效用分析

姚國虎

摘 要：隨著國家進(jìn)行西部大開發(fā)戰(zhàn)略政策的實(shí)施，西部水電工程得以快速建設(shè)。由于西部水電均處于深山峽谷地區(qū)，坡陡流急，眾多大型水電站均采用混凝土拱壩作為擋水建筑物，如最早的烏江渡水電站采用混凝土重力拱壩作為擋水建筑物，當(dāng)前已建設(shè)完畢的構(gòu)皮灘水電站、小灣水電站、錦屏一級(jí)水電站等，正在建設(shè)的溪洛渡水電站，后期將要建設(shè)的白鶴灘水電站等，均采用混凝土雙曲高拱壩作為擋水建筑物。對(duì)于高拱壩來說，由于其壩體較薄，施工時(shí)需要分成若干壩段進(jìn)行單獨(dú)進(jìn)行混凝土澆筑，澆筑過程中還需進(jìn)行跳塊澆筑，因此不能采用汽車直接入倉或采用溜槽入式等方式，且由于壩體長度較長，采用門機(jī)、塔機(jī)等也難以滿足其要求。因此，對(duì)于大型高拱壩來說，混凝土入倉主要采用大噸位纜機(jī)吊運(yùn)混凝土入倉。如構(gòu)皮灘水電拱混凝土澆筑采用了三臺(tái)30噸纜機(jī)作為壩體混凝土垂直運(yùn)輸設(shè)備，保證了壩體混凝土澆筑強(qiáng)度。本文結(jié)合構(gòu)皮灘水電站拱壩施工中纜機(jī)布置及功效進(jìn)行分析總結(jié)，以資借鑒。

關(guān)鍵詞：拱壩 混凝土垂直運(yùn)輸 纜機(jī) 布置 功效 分析

中圖分類號(hào)：TV223 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2014）01（c）-0075-02

構(gòu)皮灘水電站位于貴州省余慶縣境內(nèi)的烏江域流上，是國家西部大開發(fā)戰(zhàn)略實(shí)施的重點(diǎn)工程之一，電站裝機(jī)300萬千瓦。電站擋水建筑物采用混凝土雙曲拱壩，壩體最大高度230.5 m，壩體最大長度551.5 m，壩體最大厚度52.5 m，最薄6 m。壩體總計(jì)混凝土量272萬方，混凝土主要集中在2006年、2007年及2008年澆筑，其各年大壩混凝土澆筑總量分別為900937方、996902方及744673方，其中月澆筑最大強(qiáng)度分別為103482方、99435方、102853方，分別在12月、12月及2月。具體見表1。

構(gòu)皮灘電站所處位置位于云貴高原的喀斯特地貌地區(qū)，由于受江水的長斯沖刷切割，兩岸邊坡陡峭，絕壁林立，導(dǎo)致工程施工交通布置困難，如采用門、塔機(jī)作為拱壩混凝土入倉工具，根本無法完成拱壩混凝土的澆筑，因此，布置纜機(jī)作為混凝土垂直入倉的手段，以滿足壩體混凝土澆筑要求。

1 纜機(jī)運(yùn)輸能力分析

根據(jù)纜機(jī)技術(shù)參數(shù)和國內(nèi)外以往工程經(jīng)驗(yàn)，并結(jié)合本工程特性，在混凝土澆筑的整個(gè)施工延續(xù)時(shí)間，受水文、氣象、建筑物結(jié)構(gòu)形式、施工程序等多種因素的影響，采用如下參數(shù)計(jì)算纜機(jī)的實(shí)際生產(chǎn)效率。

纜機(jī)使用生產(chǎn)效率采用以下公式計(jì)算：

式中：Qj為技術(shù)生產(chǎn)率；M為取25（為每月工作天數(shù)天）；N為取20小時(shí)（為每日工作小時(shí)數(shù)）；K1為取0.70（為時(shí)間綜合利用系數(shù)）；K2為取0.9（綜合系數(shù)，考慮纜機(jī)相互干擾和輔助作業(yè)）。

纜機(jī)的實(shí)際生產(chǎn)效率見表2。

從表2可以看出，在河床底部及靠近左岸壩段的部位，受垂直運(yùn)距和水平運(yùn)距的影響，其技術(shù)生產(chǎn)率較低，因此在河床底部，纜機(jī)的生產(chǎn)效率只有3.5萬（m3/月·臺(tái)）左右。隨著壩體的升高，其技術(shù)生產(chǎn)率也隨之升高，在高程達(dá)到560.5時(shí)的，中部（13#-15#壩段）的纜機(jī)生產(chǎn)效率均達(dá)到了5萬（m3/月·臺(tái)）以上。根據(jù)表1，混凝土最大月澆筑強(qiáng)度（103482方）是在2008年2月，這是壩體混凝土已澆筑到580 m左右。在該混凝土澆筑高峰時(shí)段，纜機(jī)生產(chǎn)率為5.0萬m3/月·臺(tái)，采用3臺(tái)纜機(jī)月澆筑能力為12～14.5萬m3/月，考慮導(dǎo)流底孔、牛腿、孔口曲面等施工影響，將占用纜機(jī)一定工作時(shí)間，3臺(tái)纜機(jī)的混凝土月澆筑強(qiáng)度可達(dá)到12萬m3/月左右，能滿足大壩月澆筑最高強(qiáng)度103482方的要求。

2 纜機(jī)布置

根據(jù)工程項(xiàng)目結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及所處區(qū)域地形情況，將3臺(tái)平移式纜機(jī)布置在同一高程平臺(tái)軌道上，纜機(jī)主副塔為無塔式，主塔設(shè)置在右岸高程736.0 m處，主塔平臺(tái)距27#壩段約70 m，副塔設(shè)置在左岸高程717.0 m處，副塔平臺(tái)距1#壩段約66 m，纜機(jī)跨度700.0 m，平臺(tái)軌道長約180.0 m，纜機(jī)上下游控制線與拱壩中心線成86°夾角，上下游交點(diǎn)樁號(hào)分別為AD-43.86（EL.408 m壩踵點(diǎn)上游約10 m處），AD+122.05，使3纜機(jī)在工作范圍能滿足整個(gè)工程施工需求?；炷凉┝宵c(diǎn)設(shè)置在高程640.5 m右壩肩頂部平臺(tái)，纜機(jī)吊罐采用不摘鉤立罐，以提高纜機(jī)生產(chǎn)率。

從圖1可以看出，三臺(tái)纜機(jī)能完全覆蓋大壩及下游水墊塘的一部分，因此，在初期施工（2006年元月前）混凝土月澆筑強(qiáng)度在7.2萬m3以下，采用兩臺(tái)纜機(jī)基本上可以滿足要求，3#纜機(jī)這個(gè)時(shí)段內(nèi)參與澆筑大壩混凝土的時(shí)間不是很多，可以利用3#纜機(jī)空閑時(shí)間來澆筑纜機(jī)控制范圍內(nèi)的下游部位水墊塘混凝土。在混凝土澆筑其它低強(qiáng)度時(shí)段，可利用纜機(jī)吊運(yùn)結(jié)構(gòu)部位鋼筋，或進(jìn)行門槽、閘門、中孔鋼襯等鋼構(gòu)件的吊運(yùn)安裝及倉內(nèi)施工設(shè)備（如吊車、平倉機(jī)、振搗車等）的吊運(yùn)及輔助立模等，以保證纜機(jī)使用效率能充分發(fā)揮。

3 結(jié)語

構(gòu)皮灘水電站拱壩混凝土于2009年初全部澆筑完畢，所布置的在臺(tái)纜機(jī)不但承擔(dān)了所有壩體混凝土垂直運(yùn)輸工作，還承擔(dān)了下游水墊塘部分混凝土的運(yùn)輸工作，及壩體上所有金屬結(jié)構(gòu)及倉面施工設(shè)備的轉(zhuǎn)運(yùn)工作及輔助立模工作，在整個(gè)工程建設(shè)中發(fā)揮了重要作用。三臺(tái)纜機(jī)在成功應(yīng)用主要得于以下幾點(diǎn)。

3.1 纜機(jī)數(shù)量的合理配置

在工程建設(shè)前期，通過對(duì)工程規(guī)模、工程結(jié)構(gòu)及建設(shè)工期的詳細(xì)分析，確定了工程建設(shè)強(qiáng)度這一重要參數(shù)，為纜機(jī)需要承擔(dān)的任務(wù)量提供了準(zhǔn)確的數(shù)量依據(jù)。

3.2 纜機(jī)的合理規(guī)化布置

在工程建設(shè)前期，清楚的了解、掌握了工程所在地的地開貌，為纜機(jī)的合理布置提供了準(zhǔn)確的信息，使得纜機(jī)布置的平面位置，高程位置及布置范圍及滿足工程使用要求，使得纜機(jī)在后期工作中工作效率能得以安全、高效的發(fā)揮。

3.3 纜機(jī)運(yùn)行的高效管理

在工程建設(shè)期，針對(duì)纜機(jī)運(yùn)行建立一個(gè)高效的管理團(tuán)隊(duì)，負(fù)責(zé)纜機(jī)的運(yùn)行，調(diào)度、維護(hù)及安全監(jiān)督，保證了纜機(jī)安全、高效運(yùn)行。

總之，通過對(duì)纜機(jī)在構(gòu)皮灘水電站擋水建筑物拱壩施工過程中的應(yīng)用實(shí)踐證明，纜機(jī)作為大型水電工程建設(shè)中的超大型設(shè)備，對(duì)工程建設(shè)擔(dān)負(fù)著舉足輕重的作用，但由于設(shè)備龐大，成本較高，纜機(jī)布置是否合理、高效，將直接影響工程建設(shè)進(jìn)度。因此，在水電工程建設(shè)前期，應(yīng)對(duì)水電工程規(guī)模、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及建筑物所在地的地形情況進(jìn)行詳細(xì)了解分析，確定纜機(jī)布置的型號(hào)、數(shù)量及有效布置位置，以保證纜機(jī)在后期能高效運(yùn)行，在工程建設(shè)期，需要對(duì)纜機(jī)的運(yùn)行加強(qiáng)組織協(xié)調(diào)管理，以保證的高效、安全運(yùn)行，從而促進(jìn)整個(gè)工程的順利建設(shè)。