大藤峽廠壩工程混凝土施工設(shè)備布置

周德文

（中國(guó)水利水電第八工程局有限公司，410004，長(zhǎng)沙）

一、工程概況

大藤峽水利樞紐位于珠江流域西江水系的黔江河段末端，是紅水河梯級(jí)規(guī)劃中最末一個(gè)梯級(jí)。 黔江攔河主壩壩頂長(zhǎng)1 243.06 m，壩頂高程64.00 m，最大壩高80.01 m，從右至左依次為右岸擋水壩段、右岸廠房、泄水閘、左岸廠房、船閘壩段及其事故門(mén)門(mén)庫(kù)壩段。 河床式廠房分左、右兩岸布置在泄水閘兩側(cè)，共8 臺(tái)機(jī)組，其中右側(cè)布置5 臺(tái)、左側(cè)布置3 臺(tái)。 26 孔泄水閘布置在主河床中部，泄水閘共設(shè)2 個(gè)高孔和24 個(gè)低孔，布置在碾壓混凝土縱向圍堰壩段兩側(cè)。

左岸廠壩工程計(jì)劃首倉(cāng)混凝土澆筑至具備擋水條件，工期27 個(gè)月，其中包含泄水閘澆筑，21 孔工作弧門(mén)安裝，廠房進(jìn)水口工作門(mén)安裝， 錐管和基礎(chǔ)環(huán)、座環(huán)、轉(zhuǎn)輪室等埋件安裝及尾水閘門(mén)安裝，施工工期緊、任務(wù)重、干擾大。因此需要精心布置混凝土施工機(jī)械，以滿(mǎn)足整個(gè)壩段的混凝土澆筑強(qiáng)度要求。

二、原施工方案設(shè)備布置

按照施工組織設(shè)計(jì)規(guī)劃，廠房及泄洪閘壩段共計(jì)布置了11 臺(tái)起重設(shè)備，于2016 年12 月至2017 年2 月安裝完成，其中上游布置6 臺(tái)、下游布置5 臺(tái)， 形成了一個(gè)全面覆蓋的門(mén)、塔機(jī)作業(yè)集群。 具體布置如下：

1.廠房設(shè)備布置

廠房機(jī)組混凝土總工程量約46.8萬(wàn)m3， 主要混凝土澆筑自2016 年6 月到2018 年8 月， 平均強(qiáng)度約1.8 萬(wàn)m3/月； 混凝土澆筑高峰發(fā)生在2016 年7月至2018 年5 月； 混凝土澆筑最高強(qiáng)度約2.5 萬(wàn)m3/月，發(fā)生在2017 年3 月。

廠房施工區(qū)共配置D1500-63 塔機(jī)2 臺(tái)，K80/115 塔機(jī)2 臺(tái)，MQ900 門(mén)機(jī)1 臺(tái)，BLJ600-60 自行式布料機(jī)1臺(tái)，BLJ600×40 自 行 式 布 料 機(jī)1 臺(tái)，QUY55 履帶吊1 臺(tái)。 可提供混凝土澆筑能力達(dá)8.2 萬(wàn)m3/月，完全滿(mǎn)足最高峰澆筑強(qiáng)度要求。

2 臺(tái)D1500-63 塔機(jī)（#1、#2）布置在進(jìn)水渠上，塔機(jī)軌道采用混凝土軌道墻形式，軌頂高程17.50 m，中心線樁號(hào)為軸0-36.0 m。 2 臺(tái)塔機(jī)主要承擔(dān)#6～#8 機(jī)組進(jìn)水口Ⅰ區(qū)及主機(jī)室Ⅱ區(qū)混凝土施工。 可以輔助安裝#37 壩段Ⅰ區(qū)及部分Ⅱ區(qū)混凝土施工。

2 臺(tái)K80/115 塔機(jī)（#1、#2）布置在尾水渠上，塔機(jī)軌道采用混凝土軌道墻形式，軌頂高程-4.00 m，中心線樁號(hào)為軸0+83.85 m。 2 臺(tái)K80/115 塔機(jī)主要承擔(dān)#6～#8 機(jī)組尾水段Ⅲ區(qū)及部分主機(jī)室Ⅱ區(qū)混凝土施工。 可以輔助安裝間#37 壩段Ⅲ區(qū)及部分Ⅱ區(qū)混凝土施工。

2016 年6—12 月，在進(jìn)水口0.24 m 高程布置BLJ600-60 布料機(jī)1 臺(tái)，承擔(dān)-1.76 m 以下主機(jī)室Ⅱ區(qū)混凝土施工。

2017 年1 月，將BLJ600×60 布料機(jī)移至D1500-63 塔機(jī)軌道平臺(tái)17.50 m高程， 承擔(dān)進(jìn)水口Ⅰ區(qū)24.50 m 高程以下混凝土施工。

1 臺(tái)MQ900 塔機(jī)（#9）布置在安裝間上游側(cè)，門(mén)機(jī)軌道采用混凝土軌道墻形式，軌頂高程26.00 m，中心線樁號(hào)為軸0-38 m。主要承擔(dān)安裝間Ⅰ區(qū)及部分Ⅱ區(qū)混凝土施工。

2.泄水閘施工設(shè)備布置

泄水閘混凝土工程量為54 萬(wàn)m3， 施工時(shí)段為2016 年9 月1 日—2018 年3 月31 日， 平均月澆筑強(qiáng)度為3 萬(wàn)m3， 高峰月強(qiáng)度為2017 年4月3.3 萬(wàn)m3。 施工機(jī)械布置如下：

泄水閘上游軸0-034.5 m 布置3臺(tái)MQ900 門(mén)機(jī)， 泄水閘下游軸0+064.5 m 布 置1 臺(tái)MQ900 門(mén) 機(jī)、2 臺(tái)M600 門(mén)機(jī)。 在MQ900 門(mén)機(jī)未投產(chǎn)前由BJ600×60 布料機(jī)配合MQ600 門(mén)機(jī)澆筑泄水閘混凝土。

三、實(shí)施過(guò)程中遇到的主要問(wèn)題

上述設(shè)備布置從首倉(cāng)混凝土開(kāi)始澆筑至2017 年9 月， 總計(jì)澆筑混凝土150 萬(wàn)m3，其中最大月澆筑混凝土8 萬(wàn)m3，單臺(tái)門(mén)塔機(jī)平均月澆筑強(qiáng)度為6 500 m3/月，主要為基礎(chǔ)底板混凝土。 由于過(guò)程中施工邊界條件發(fā)生如下變化，致使工程垂直運(yùn)輸能力緊張，且一直困擾施工進(jìn)程。

①由于受厄爾尼諾異常氣候現(xiàn)象、超標(biāo)洪水、地質(zhì)缺陷處理、設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)變化等因素影響，工程實(shí)際進(jìn)度較合同要求滯后，截至2017 年9 月，滯后約172 天。 而工程總體施工進(jìn)度要求“2019 年大江截流”與“2020 年首臺(tái)機(jī)組發(fā)電” 兩個(gè)重大節(jié)點(diǎn)目標(biāo)不變，需在后續(xù)施工時(shí)間里將工期趕回來(lái)。通過(guò)工期分析，調(diào)整計(jì)劃與投標(biāo)主體混凝土澆筑強(qiáng)度對(duì)比，2017 年12 月以后的主體混凝土澆筑強(qiáng)度均大于投標(biāo)計(jì)劃要求，投標(biāo)要求最大月強(qiáng)度為5.8 萬(wàn)m3，實(shí)際要求最大月強(qiáng)度為6.67 萬(wàn)m3，且高峰時(shí)段持續(xù)時(shí)間延長(zhǎng)6 個(gè)月。

②閘壩和廠房結(jié)構(gòu)特性，流道底板以下結(jié)構(gòu)為大體積混凝土，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，倉(cāng)面規(guī)則，該部分混凝土于2017年9 月份完成了澆筑。 后續(xù)需要澆筑的流道底板以上結(jié)構(gòu)， 體型復(fù)雜，孔洞薄壁多，鋼筋密集，金結(jié)、機(jī)電及其他埋件多，施工工序繁多，施工技術(shù)復(fù)雜， 且倉(cāng)面面積較小， 一般為60～150 m2左右， 每月需要澆筑倉(cāng)數(shù)達(dá)320 倉(cāng)。 平均每天有10 個(gè)倉(cāng)在澆筑，10 個(gè)倉(cāng)具備澆筑條件，10 個(gè)倉(cāng)在備倉(cāng)，施工組織復(fù)雜，備倉(cāng)需要占用較多的門(mén)塔機(jī)資源。

③大藤峽樞紐建設(shè)提出 “精品工程” 目標(biāo)， 混凝土外露面全部使用了懸臂模板和定型大模板， 這些模板單重1.2 t 左右， 無(wú)法人工安裝， 需要門(mén)塔機(jī)設(shè)備進(jìn)行安拆。 比如， 廠房進(jìn)水口閘墩， 單倉(cāng)混凝土澆筑強(qiáng)度每月200 m3，大模板達(dá)35塊，每塊模板安拆需要1 個(gè)小時(shí)，該倉(cāng)模板備倉(cāng)就要占?jí)洪T(mén)塔機(jī)施工1.5 天。

④泄水閘、 廠房門(mén)槽埋件數(shù)量多，原方案是土建工程澆筑到頂后再進(jìn)行門(mén)軌安裝。 由于工期受到影響，金結(jié)埋件需要穿插在土建施工作業(yè)中進(jìn)行。 門(mén)槽周邊一期混凝土澆筑至門(mén)楣以上高程時(shí)，對(duì)門(mén)槽進(jìn)行防護(hù)封閉，安裝埋件和澆筑混凝土。 需要進(jìn)行預(yù)埋施工的項(xiàng)目有：23～33 壩段工作弧門(mén)埋件、23～33 壩段事故門(mén)埋件、23～33 壩段胸墻鋼襯、23～33 壩段鋼梁埋件、#6～#8 機(jī)組蝸殼鋼襯、#6～#8 機(jī)組尾水肘管、#6～#8 機(jī)組錐管、#6～#8 機(jī)組座環(huán)#6～#8 機(jī)組基坑里襯、 機(jī)組埋管等， 經(jīng)統(tǒng)計(jì)泄水閘2018 年土建金結(jié)交面與反交面次數(shù)達(dá)500 多次，廠房2018 年土建金結(jié)交面與反交面次數(shù)達(dá)650 多次，占?jí)捍罅康跹b資源。

四、設(shè)備調(diào)整分析

由于上述因素影響，需要調(diào)整設(shè)備布置。 2017 年9 月，施工單位組織進(jìn)行吊裝能力分析后提出增加小噸位吊裝設(shè)備， 以滿(mǎn)足大模板安裝、門(mén)槽軌道安裝、鋼筋吊裝等工作。

1.泄水閘設(shè)備調(diào)整分析

泄水閘總計(jì)11 個(gè)壩段， 其中10個(gè)低孔壩段、1 個(gè)高孔壩段。每個(gè)壩段分Ⅰ區(qū)、Ⅱ區(qū)、Ⅲ區(qū)澆筑，Ⅰ區(qū)和Ⅱ區(qū)之間設(shè)置寬槽，Ⅱ區(qū)和Ⅲ區(qū)之間設(shè)置錯(cuò)縫。 上游門(mén)機(jī)可覆蓋Ⅰ區(qū)、Ⅱ區(qū)混凝土，下游門(mén)機(jī)可覆蓋Ⅲ區(qū)混凝土。

進(jìn)度要求2019 年5 月30 日具備擋水條件， 工作弧門(mén)要求2019 年4月30 日安裝完成。 泄水閘工作門(mén)安裝為關(guān)鍵線路，要求泄水閘閘墩4 孔一組到頂，提交金結(jié)進(jìn)行安裝。

按上述進(jìn)度得出， 混凝土澆筑最大月強(qiáng)度為38 884 m3/月， 其中Ⅰ、Ⅱ區(qū)強(qiáng)度為25 287 m3/月，Ⅲ區(qū)強(qiáng)度為9 587 m3/月。 上游布置3 臺(tái)門(mén)機(jī)， 月澆筑強(qiáng)度為12 000 m3/月，缺口為13 287 m3/月， 不能滿(mǎn)足調(diào)整后進(jìn)度Ⅰ、Ⅱ區(qū)強(qiáng)度要求。 下游布置3 臺(tái)門(mén)機(jī)， 目月澆筑強(qiáng)度為12 000 m3/月， 能滿(mǎn)足調(diào)整后進(jìn)度Ⅲ區(qū)強(qiáng)度要求，且有富余。

結(jié)合現(xiàn)有布置密度和位置進(jìn)行設(shè)備調(diào)整， 將下游1 臺(tái)MQ900 門(mén)機(jī)轉(zhuǎn)移至上游，增加Ⅰ區(qū)、Ⅱ區(qū)澆筑能力； 同時(shí)備倉(cāng)及金結(jié)安裝小噸位吊裝要求， 在泄水閘下游布置4 臺(tái)建筑塔機(jī)。

上游布置4 臺(tái)門(mén)機(jī)，需要承擔(dān)Ⅰ區(qū)、 Ⅱ區(qū)混凝土澆筑和Ⅰ區(qū)備倉(cāng)吊裝，經(jīng)過(guò)單倉(cāng)分析每月備倉(cāng)和澆筑時(shí)間為1∶2。 每月門(mén)機(jī)按照工作25 天、每天工作20 小時(shí)計(jì)算， 門(mén)機(jī)每月備倉(cāng)和澆筑混凝土?xí)r間分別為167 小時(shí)、334 小時(shí)。 在Ⅰ區(qū)、Ⅱ區(qū)范圍內(nèi)門(mén)機(jī)每次可以吊裝4.5 m3混凝土，每個(gè)小時(shí)要求起吊5 罐，則上游門(mén)機(jī)每月澆筑混凝土能力為30 060 m3，可滿(mǎn)足Ⅰ、Ⅱ區(qū)25 287 m3/月強(qiáng)度要求。

下游布置2 臺(tái)門(mén)機(jī)， 專(zhuān)門(mén)用于混凝土澆筑， 倉(cāng)面準(zhǔn)備工作采用4臺(tái)建筑塔機(jī)吊裝。 每月門(mén)機(jī)按照工作25 天、每天工作20 小時(shí)計(jì)算。 在Ⅲ區(qū)范圍內(nèi)門(mén)機(jī)每次可以吊裝3 m3混凝土，每個(gè)小時(shí)要求起吊5 罐，則上游門(mén)機(jī)每月澆筑混凝土能力為15 000 m3， 可 滿(mǎn) 足Ⅲ區(qū)9 587 m3/月強(qiáng)度要求。

2.廠房設(shè)備調(diào)整分析

廠房總計(jì)3 臺(tái)機(jī)組， 分3 個(gè)壩段進(jìn)行澆筑， 每個(gè)壩段順?biāo)飨蜷L(zhǎng)98.85 m，分進(jìn)水口段、主機(jī)室段、尾水段三部分。 進(jìn)水口段與主機(jī)室段在高程2.60 m 以下采用退縫澆筑，高程2.60—28.95 m 設(shè)置垂直灌漿縫。 主機(jī)室段與尾水段在高程-6.50 m以下采用退縫澆筑， 在高程-6.50—5.84 m 設(shè)置錯(cuò)縫， 高程5.84 m 以上設(shè)置單向退縫施工縫。 廠房上游2臺(tái)塔機(jī)可以覆蓋進(jìn)水口、 主機(jī)段混凝土， 下游塔機(jī)可以覆蓋尾水段混凝土。

廠房進(jìn)水口、 尾水段進(jìn)度按照2019 年5 月30 日具備擋水條件安排， 主機(jī)室按照2020 年2 月29 日首臺(tái)機(jī)組發(fā)電進(jìn)行安排。

按上述進(jìn)度得出混凝土澆筑最大月強(qiáng)度為27 912 m3/月， 其中上游塔機(jī)需要澆筑12 791 m3/月， 下游塔機(jī)需要澆筑11 088 m3/月， 泵送混凝土需要澆筑4 033 m3/月。 目前廠房塔機(jī)月澆筑能力為14 000 m3/月，不能滿(mǎn)足調(diào)整后進(jìn)度強(qiáng)度要求， 缺口9 879 m3/月。為增加小噸位吊裝要求，根據(jù)廠房設(shè)備布置密集度， 在進(jìn)水口、 尾水段各增加1 臺(tái)建筑塔機(jī)，進(jìn)行備倉(cāng)準(zhǔn)備和模板安裝。 同時(shí)通過(guò)加強(qiáng)組織管理提高塔機(jī)入倉(cāng)能力。 增加建筑塔機(jī)后每月備倉(cāng)和澆筑時(shí)間為1∶2，每月塔機(jī)按照工作25 天、每天工作20 小時(shí)計(jì)算， 塔機(jī)每月備倉(cāng)和澆筑混凝土?xí)r間分別為167 小時(shí)、334小時(shí)。 在進(jìn)水口、尾水段范圍內(nèi)塔機(jī)每次可以吊裝4.5 m3混凝土，每個(gè)小時(shí)要求起吊5 罐， 則上游塔機(jī)每月澆筑混凝土能力為15 030 m3， 可滿(mǎn)足廠房塔機(jī)需澆筑混凝土的月強(qiáng)度12 791 m3要求。

3.廠房單臺(tái)塔機(jī)強(qiáng)度復(fù)核

經(jīng)分析計(jì)算，上游塔機(jī)單臺(tái)澆筑最大月強(qiáng)度為6 652 m3， 每月需要澆筑13 個(gè)倉(cāng)， 總計(jì)需要安裝懸臂模板240 塊。 下游塔機(jī)單臺(tái)澆筑最大月強(qiáng)度為5 544 m3，需要澆筑4 個(gè)倉(cāng)，總計(jì)需要安裝懸臂模板160 塊。 廠房進(jìn)水口閘墩倉(cāng)面狹小，只能采用塔機(jī)進(jìn)行備倉(cāng)。 經(jīng)比選，采用進(jìn)水口塔機(jī)安裝一塊模板60 min、 每小時(shí)吊裝6 罐、單罐4.5 m3方案， 滿(mǎn)足6 652 m3/月強(qiáng)度要求。 在實(shí)際施工中對(duì)塔機(jī)運(yùn)行提出管理措施，以達(dá)到規(guī)劃的吊裝時(shí)間要求。

五、調(diào)整后設(shè)備布置

通過(guò)上述分析，廠壩工程調(diào)整了1 臺(tái)MQ900 門(mén)機(jī)的位置，增加了6 臺(tái)建筑塔機(jī)，具體布置如下：

泄水閘上游軸0-034.50 m 布置4 臺(tái)MQ900 門(mén)機(jī)， 泄水閘下游軸0+064.50 m 布 置2 臺(tái)M600 門(mén)機(jī)，閘室內(nèi)增加4 臺(tái)建筑塔機(jī)，塔機(jī)型號(hào)為C7050，塔機(jī)分別布置在#24 壩 段、#26 壩 段、#29 壩 段、#32壩段。

廠房上下游塔機(jī)布置不變，在進(jìn)水口胸墻內(nèi)增加一臺(tái)建筑塔機(jī)、尾水擋水墻內(nèi)增加一臺(tái)建筑塔機(jī)。

通過(guò)上述調(diào)整，解決了一直困擾廠壩工程進(jìn)度的垂直吊裝能力不足問(wèn)題，混凝土澆筑、金結(jié)埋件安裝進(jìn)入加速階段，逐步追回工期，工程整體形象滿(mǎn)足了進(jìn)度要求。

六、結(jié) 語(yǔ)

通過(guò)對(duì)邊界條件的辨識(shí)， 先分析整體強(qiáng)度，再分析單臺(tái)設(shè)備強(qiáng)度；對(duì)單臺(tái)設(shè)備覆蓋范圍內(nèi)的工作內(nèi)容， 根據(jù)單倉(cāng)混凝土準(zhǔn)備與澆筑需要時(shí)間的比例， 計(jì)算出單臺(tái)設(shè)備的月澆筑倉(cāng)數(shù)和工程量， 再計(jì)算門(mén)塔機(jī)每小時(shí)的工作效率， 才能精確分析出每臺(tái)門(mén)塔機(jī)的實(shí)際運(yùn)行效率。通過(guò)管理措施來(lái)促使達(dá)到規(guī)定設(shè)備的小時(shí)入倉(cāng)數(shù)量。 通過(guò)使用合理的設(shè)備、選擇合適位置增加設(shè)備，總計(jì)布置門(mén)塔機(jī)17 臺(tái)， 通過(guò)平面錯(cuò)開(kāi)，高低錯(cuò)落，避免了相互干擾，發(fā)揮了各類(lèi)施工機(jī)械特長(zhǎng)。 由于設(shè)備布置集中， 在進(jìn)行設(shè)備效率分析時(shí)未充分考慮單臺(tái)設(shè)備運(yùn)行時(shí)對(duì)其他周邊設(shè)備的降效影響， 致使門(mén)塔機(jī)實(shí)際臺(tái)班產(chǎn)量要低于計(jì)算臺(tái)班產(chǎn)量。 為了彌補(bǔ)這部分影響，針對(duì)門(mén)槽二期、梁板、小體積閘墩等部位，增加了天泵，澆筑泵送混凝土，最終滿(mǎn)足了工程需求。