長(zhǎng)河壩進(jìn)水塔大體積混凝土皮帶布料機(jī)施工

張?jiān)?，黃亞奇，高原

(中國(guó)水利水電第七工程局有限公司二分局，成都，611730)

長(zhǎng)河壩進(jìn)水塔大體積混凝土皮帶布料機(jī)施工

張?jiān)?，黃亞奇，高原

(中國(guó)水利水電第七工程局有限公司二分局，成都，611730)

本文結(jié)合長(zhǎng)河壩水電站泄洪放空系統(tǒng)典型工程實(shí)例，對(duì)超高大體積進(jìn)水塔混凝土施工布置及澆筑技術(shù)展開(kāi)了研究，在其特殊施工條件下，采用皮帶布料機(jī)澆筑方式，能快速完成進(jìn)水塔大體積常態(tài)混凝土施工，施工安全、質(zhì)量及成本均得到了有效控制，取得了良好的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。

百米級(jí)進(jìn)水塔 大體積 常態(tài)混凝土 皮帶布料機(jī) 施工技術(shù) 長(zhǎng)河壩水電站

1 工程概況

四川大渡河長(zhǎng)河壩水電站泄洪放空系統(tǒng)由3條泄洪洞、放空洞和中期導(dǎo)流洞組成。其中，放空洞進(jìn)水塔高度達(dá)114m，塔體結(jié)構(gòu)尺寸49.0m× 22.0m(長(zhǎng)×寬)，面積達(dá)1078m2，為百米級(jí)超高大體積建筑物。其進(jìn)口開(kāi)挖邊坡成窄槽型結(jié)構(gòu)，受進(jìn)口地形限制，僅有一條通道至塔體頂部，一條通道至塔體前端引渠底板，無(wú)中部施工通道，現(xiàn)場(chǎng)上下施工場(chǎng)地狹小，施工布置困難。塔體上部通道為泄洪洞進(jìn)水塔主要施工道路，下部通道同樣為中期導(dǎo)流洞進(jìn)水塔主要施工道路，造成進(jìn)水塔施工干擾大。同時(shí)，放空洞進(jìn)水塔混凝土總量達(dá)12.4萬(wàn)m3，鋼筋制安達(dá)8400t，模板安裝面積大，施工工程量大，且泄洪放空系統(tǒng)為整個(gè)電站樞紐的主要建筑物，能否快速完建，對(duì)整個(gè)樞紐工程的如期蓄水、發(fā)電等有著至關(guān)重要的影響。根據(jù)泄洪放空系統(tǒng)工期分析，放空洞進(jìn)水塔處于整個(gè)工程關(guān)鍵線路上，工期壓力及施工強(qiáng)度較大。

2 超高大體積混凝土施工方案對(duì)比

2.1 大型塔機(jī)施工方式

根據(jù)放空洞進(jìn)口地形及塔體結(jié)構(gòu)，如采用大型塔機(jī)施工方式，僅可在塔體前段引渠底板布置1臺(tái)塔機(jī)設(shè)備。由此，(1)受塔體周邊山體影響，塔機(jī)無(wú)法360°旋轉(zhuǎn)，無(wú)法全部覆蓋塔體結(jié)構(gòu)；(2)塔機(jī)既承擔(dān)鋼筋、模板的吊裝，同時(shí)進(jìn)行混凝土澆筑。因塔體高度高，隨著塔體的升高，塔機(jī)施工效率逐漸下降，施工強(qiáng)度無(wú)法滿足進(jìn)度要求；(3)塔體結(jié)構(gòu)為大體積混凝土，其施工面出現(xiàn)冷縫風(fēng)險(xiǎn)高，施工質(zhì)量控制難度大；(4)施工操作相對(duì)簡(jiǎn)單，但施工安全風(fēng)險(xiǎn)相對(duì)較大，施工運(yùn)行成本較高；(5)塔體混凝土可采用三級(jí)配常態(tài)混凝土自卸汽車(chē)水平運(yùn)輸，混凝土成本可得到有效控制。

2.2 混凝土泵機(jī)施工方式

混凝土泵機(jī)施工方式經(jīng)分析有以下特點(diǎn): (1)不會(huì)因施工場(chǎng)地狹小而受到較大限制，可在塔體底部引渠底板布置兩臺(tái)混凝土泵機(jī)，施工強(qiáng)度及進(jìn)度滿足要求；(2)混凝土泵機(jī)輸送管安拆工程量大，且隨著塔體的升高，泵機(jī)輸送難度增加、強(qiáng)度減小，存在較大堵管風(fēng)險(xiǎn)，處理難度大，安全風(fēng)險(xiǎn)高、運(yùn)行成本高；(3)混凝土泵機(jī)需采用二級(jí)配泵送混凝土，水平運(yùn)輸采用混凝土罐車(chē)，混凝土成本相對(duì)較高；(4)泵送混凝土對(duì)于大體積結(jié)構(gòu)溫控風(fēng)險(xiǎn)高，混凝土質(zhì)量控制難度大，且溫控措施及缺陷處理成本高。

2.3 溜筒、溜槽施工方式

放空洞進(jìn)水塔如采用溜筒、溜槽施工方式，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)地形及塔體結(jié)構(gòu)，可在塔頂部位布置兩套溜筒設(shè)施。由此，(1)經(jīng)分析，混凝土施工強(qiáng)度及進(jìn)度滿足要求；(2)由于邊坡、塔體較高，溜筒、溜槽搭拆高度大、工程量大，為高空作業(yè)，溜筒存在較大堵管可能、處理難度大，造成安全風(fēng)險(xiǎn)大，運(yùn)行過(guò)程人力資源投入較大、成本高；(3)溜槽支撐架部分材料可能埋入混凝土中，造成材料損耗大，相應(yīng)成本增加；(4)溜筒、溜槽需采用二級(jí)配大坍落度混凝土，采用混凝土罐車(chē)水平運(yùn)輸，混凝土成本高；(5)由于采用大坍落度混凝土，對(duì)于大體積混凝土溫控風(fēng)險(xiǎn)高，且高落差混凝土骨料分離控制難度大，混凝土質(zhì)量控制難度大。

2.4 皮帶布料機(jī)施工方式

放空洞進(jìn)水塔混凝土可采用皮帶布料機(jī)施工方式，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)地形及塔體結(jié)構(gòu)，可在塔頂部位設(shè)置卸料點(diǎn)，布料機(jī)布置在塔體部位。由此，(1)皮帶布料機(jī)采用伸縮旋轉(zhuǎn)式，可覆蓋整個(gè)塔體結(jié)構(gòu)及塔背側(cè)回填區(qū)，澆筑強(qiáng)度可達(dá)到(80～100) m3/h。經(jīng)分析，其施工強(qiáng)度及進(jìn)度滿足要求；②皮帶布料機(jī)為標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備，施工操作簡(jiǎn)單，人力資源投入小，且施工安全風(fēng)險(xiǎn)??；(3)混凝土可采用三級(jí)配低坍落度常態(tài)混凝土，采用自卸汽車(chē)水平運(yùn)輸，混凝土成本低；(4)采用低坍落度常態(tài)混凝土，大體積混凝土溫度易于控制，混凝土施工質(zhì)量可有效控制；⑤皮帶布料機(jī)前期一次投入費(fèi)用較高，但施工過(guò)程中二次費(fèi)用少。

2.5 綜合對(duì)比分析

根據(jù)上述方案對(duì)比分析，由于塔體特定高度、結(jié)構(gòu)面積，從進(jìn)水塔施工強(qiáng)度、進(jìn)度方面分析，大型塔機(jī)方式無(wú)法滿足要求；從安全、質(zhì)量及施工組織方面，混凝土泵機(jī)及溜筒、溜槽方式均存在較大的局限性、不可控性及風(fēng)險(xiǎn)較高；從施工成本方面，混凝土泵機(jī)及溜筒、溜槽方式施工成本均相對(duì)較高。綜合對(duì)比分析后，皮帶布料機(jī)從施工進(jìn)度、安全、質(zhì)量及成本方面均處于可控，具有較大優(yōu)勢(shì)。

3 超高大體積常態(tài)混凝土皮帶布料機(jī)施工

長(zhǎng)河壩水電站放空洞進(jìn)水塔采用SHB25型可伸縮梭式皮帶布料機(jī)系統(tǒng)，包括伸縮布料機(jī)、布料機(jī)鋼架立柱、上料皮帶機(jī)、轉(zhuǎn)料皮帶機(jī)、轉(zhuǎn)料鋼架立柱、進(jìn)料及轉(zhuǎn)料料斗、電氣設(shè)備等主要構(gòu)件。主要技術(shù)參數(shù)有:布料半徑最大Rmax＝25m、最小Rmin＝3m、額定生產(chǎn)率Q＝100m3/h、皮帶帶寬B＝650mm、皮帶轉(zhuǎn)速V＝2.5m/s、回轉(zhuǎn)角度359°、額定總功率P＝52kW。

放空洞進(jìn)水塔SHB25型可伸縮梭式皮帶布料機(jī)系統(tǒng)布置于塔體左側(cè)下游，澆筑的塔體混凝土高程范圍為1641m～1695m。其中，布料機(jī)覆蓋的塔背及塔側(cè)回填混凝土范圍同樣采用布料機(jī)澆筑。布料機(jī)鋼架立柱初始安裝高程1641m、安裝高度6m，后隨塔體高度不斷上升進(jìn)行了4次加高，每次加高12m，最終高度54m(高程1695m)；布料機(jī)系統(tǒng)中轉(zhuǎn)立柱布置于塔體左側(cè)高程1655m平臺(tái)，初始安裝高程為1658m，安裝高度26.3m，后進(jìn)行二次加高21.7m，總高度達(dá)48m(高程1706m)；布料機(jī)系統(tǒng)轉(zhuǎn)料立柱布置于中轉(zhuǎn)立柱左下游側(cè)高程1668m，初始安裝高度18.8m，后進(jìn)行二次加高 10.1m，總高度達(dá) 28.9m(高程1696.9m)；進(jìn)料料斗6m3，布置于塔體下游上部高程1692.6m；轉(zhuǎn)料料斗3m3，布置于中轉(zhuǎn)立柱；進(jìn)料料斗至中轉(zhuǎn)立柱采用兩根轉(zhuǎn)料皮帶機(jī)輸送混凝土。中轉(zhuǎn)立柱至布料機(jī)采用上料皮帶機(jī)輸送混凝土。轉(zhuǎn)料皮帶機(jī)與上料皮帶機(jī)通過(guò)鋼溜管連接，布料機(jī)至混凝土倉(cāng)號(hào)采用溜筒入料。

圖1 百米級(jí)進(jìn)水塔皮帶布料機(jī)結(jié)構(gòu)布置及混凝土澆筑示意

放空洞進(jìn)水塔皮帶布料機(jī)運(yùn)行過(guò)程中，僅在進(jìn)料料斗、轉(zhuǎn)料料斗及布料機(jī)操控室分別配置熟練操作人員，即可完成整套系統(tǒng)的操作運(yùn)行。布料機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行簡(jiǎn)單、便捷，運(yùn)行流程為:水平運(yùn)輸設(shè)備在上部高程1697m卸料點(diǎn)卸料至6m3進(jìn)料料斗，后放料至轉(zhuǎn)料皮帶機(jī)，經(jīng)溜筒至上料皮帶機(jī)，之后輸料至布料機(jī)，布料機(jī)運(yùn)行、旋轉(zhuǎn)輸料經(jīng)下料溜筒將混凝土入倉(cāng)。運(yùn)行操作過(guò)程中入料的強(qiáng)度、入料的均勻性、皮帶機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)速度、布料機(jī)的布料等，均可影響布料機(jī)的正常運(yùn)行及混凝土澆筑強(qiáng)度。

4 結(jié)語(yǔ)

長(zhǎng)河壩水電站放空洞進(jìn)口百米級(jí)超高進(jìn)水塔工程，采用高速可伸縮皮帶布料機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行混凝土澆筑施工，解決了超高、場(chǎng)地狹小、施工布置困難、施工工程量大等問(wèn)題。同時(shí)，可澆筑大級(jí)配低坍落度常態(tài)混凝土，施工質(zhì)量及成本得到有效控制，滿足了施工進(jìn)度要求，減少了施工工期，且施工操作簡(jiǎn)單、便捷、安全風(fēng)險(xiǎn)低，取得了良好的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。本文還通過(guò)幾種混凝土施工方案的對(duì)比，總結(jié)了皮帶布料機(jī)在特殊條件下的施工經(jīng)驗(yàn)。

〔1〕廖湘輝，楊懸，劉歡，陳文琛，丁明.基于ANSYS的梭式皮帶布料機(jī)結(jié)構(gòu)分析及改進(jìn)建議[J].水力發(fā)電，2012，38(12):38～40.

〔2〕楊東初，曹東林.皮帶布料機(jī)在龍灘大壩碾壓混凝土施工中的應(yīng)用[J].水力水電，2007，33(4):33～35.

〔3〕張振宇，溫斌，曹寶軍.全回轉(zhuǎn)、伸縮式倉(cāng)面澆筑布料機(jī)的應(yīng)用[J].青海水力發(fā)電，2005，(2):21～23.

〔4〕羅黃河.布料機(jī)系統(tǒng)在云南阿海電站廠房澆筑中的應(yīng)用[J].科技咨詢，2012，(22):55.

TH222∶TV544.5

B

2095－1809(2016)05－0096－03

張?jiān)?1985－)，男，寧夏中衛(wèi)人，工程師，工學(xué)學(xué)士，從事水利水電工程施工技術(shù)及管理工作；

黃亞奇(1983－)，男，四川遂寧人，工程師，工學(xué)學(xué)士，從事水利水電工程施工技術(shù)及管理工作；

高原(1988－)，男，遼寧丹東人，助理工程師，工學(xué)學(xué)士，從事水利水電工程施工技術(shù)工作。