進(jìn)水塔高邊坡大跨度混凝土輸送系統(tǒng)

聶文俊

(中國水利水電第六工程局有限公司，沈陽，110013)

1 工程概況

1.1 工程簡況

金沙江烏東德水電站壩址右岸隸屬云南省昆明市祿勸縣，左岸隸屬四川省會(huì)東縣。電站左右岸共有12臺(tái)機(jī)組，總裝機(jī)容量10200MW，是世界級(jí)巨型水電站。烏東德水電站右岸地下電站進(jìn)水口用岸塔式，由引水渠、攔污柵、進(jìn)水塔及交通橋等部分組成。進(jìn)水塔分六段布置，從左至右分別為7#-12#進(jìn)水塔，單塔寬為34.0m，長為33.0m，高為80.0m，進(jìn)水塔總寬度為204.0m。

進(jìn)水口主要工程量：混凝土25.7萬m3，鋼筋制安1.35萬t，金結(jié)安裝8465t。

1.2 施工特點(diǎn)

(1)工期緊：右岸進(jìn)水口受施工移交滯后的影響，開挖面移交比合同計(jì)劃滯后30個(gè)月。進(jìn)水口原混凝土澆筑施工工期為939d，為保證大壩蓄水及首臺(tái)機(jī)組按期發(fā)電目標(biāo)，要求施工單位必須將混凝土施工工期壓縮為735d，該工期較原計(jì)劃縮短204d。

(2)施工強(qiáng)度大：右岸進(jìn)水口混凝土總量約為25.7萬m3，進(jìn)水口混凝土總施工時(shí)段安排在2017年7月-2019年7月，歷時(shí)24個(gè)月，平均月澆筑強(qiáng)度為1.05萬m3，其中高峰期月澆筑強(qiáng)度達(dá)到2.1萬m3。

(3)場地條件差：右岸進(jìn)水口施工場地狹小，其中最窄處7#進(jìn)水塔前部平均寬度僅為6.5m，這對(duì)大型機(jī)械布置帶來極大不便。右岸進(jìn)水塔下游邊坡高，上下游跨度大縱深為52m，其中邊坡高差達(dá)80m，且邊坡陡峻坡度為1∶0.1。

2 施工布置

2.1 安裝場地布置

進(jìn)水口混凝土輸送系統(tǒng)中布料機(jī)、上料皮帶機(jī)、緩降器裝置等均需要現(xiàn)場拼裝后再進(jìn)行整體或局部吊裝。其中布料機(jī)立柱、布料機(jī)、緩降器裝置、緩降器立柱、上料皮帶機(jī)及轉(zhuǎn)料皮帶機(jī)等在進(jìn)水口護(hù)坦上進(jìn)行拼裝，拼裝完成后采用進(jìn)水口移動(dòng)式塔機(jī)吊裝；988m馬道皮帶機(jī)及12m3卸料斗各部件運(yùn)輸至988m馬道或攬機(jī)平臺(tái)，采用25t汽車吊配合人工在各機(jī)構(gòu)使用位置進(jìn)行安裝。

2.2 施工通道布置

進(jìn)水口混凝土輸送系統(tǒng)中緩降立柱安裝在高程950m馬道上，為滿足緩降立柱安裝及后期設(shè)備維護(hù)檢修，在進(jìn)水塔下游邊坡對(duì)應(yīng)7#進(jìn)水塔和8#進(jìn)水塔分縫線位置布置一道垂直邊坡的人行爬梯(爬梯布置高程950.0m～988.0m)，作為布料機(jī)安裝期間施工人員上下的通道，爬梯兩側(cè)梯梁為φ25鋼筋，踏步為2φ25鋼筋，爬梯寬度60cm，踏步高度30cm，爬梯與邊坡系統(tǒng)錨桿焊接加固，系統(tǒng)錨桿布置采用φ28插筋，L=2.0m，入巖1.7m。沿爬梯每隔30cm～40cm焊接φ16圓鋼形成靠背護(hù)欄。每隔10m設(shè)一個(gè)休息平臺(tái)，休息平臺(tái)尺寸寬1.0m×1.0m×1.8m(長×寬×高)。

2.3 混凝土輸送系統(tǒng)布置

進(jìn)水塔混凝土入倉常規(guī)方法采用門機(jī)或塔機(jī)配合混凝土吊罐入倉，采用吊罐入倉時(shí)單臺(tái)設(shè)備入倉強(qiáng)度平均只有30m3/h。由于烏東德右岸進(jìn)水塔的實(shí)際開工工期較原計(jì)劃滯后較長時(shí)間，而電站發(fā)電節(jié)點(diǎn)工期并未延后，因此進(jìn)水塔高峰期混凝土入倉澆筑強(qiáng)度增大，采用常規(guī)門機(jī)或塔機(jī)配合混凝土吊罐入倉已不能滿足需要。根據(jù)實(shí)際情況并結(jié)合場地因素，經(jīng)過細(xì)致周密分析，提出采用梭式布料機(jī)通過3級(jí)傳送，將混凝土通過垂直和水平輸送方式進(jìn)行入倉澆筑。

右岸進(jìn)水口共布置4套布料機(jī)輸送系統(tǒng)，澆筑高程為923.5m～983.5m，根據(jù)各進(jìn)水塔位置，4套布料機(jī)分別布置在7#-8#(1#機(jī)靠近7#塔)、8#-9#(2#機(jī)靠近8#塔)、9#-10#(3#機(jī)靠近9#塔)、11#-12#(4#機(jī)靠近11#塔)塔體之間隔墩上，可完全覆蓋7#-8#、8#-9#、9#-10#、11#-12#之間塔體，7#左側(cè)、10#-11#、12#右側(cè)等不在布料機(jī)回轉(zhuǎn)半徑內(nèi)的采用2臺(tái)皮帶機(jī)配合布料機(jī)入倉，局部采用門機(jī)、塔機(jī)輔助入倉。

布料機(jī)系統(tǒng)立柱基礎(chǔ)布置在923.5m高程，受高度影響，布料機(jī)上料系統(tǒng)分級(jí)緩降一次性安裝完成，緩降器立柱布置在950m邊坡馬道上。布料機(jī)立柱從下至上分5次工況每次提升12m，安裝高程分別為935.5m、947.5m、959.5m、971.5m、983.5m高程，布料機(jī)立柱與塔體固定，分6m一個(gè)固定點(diǎn)，立柱與塔體混凝土面間距不小于2m，防止與混凝土襯砌多卡模板沖突。

布料機(jī)卸料斗為12m3，受988m馬道寬度影響，4臺(tái)布料機(jī)共布置2套卸料斗，分兩個(gè)位置布置，1#卸料斗布置在988.0m馬道靠壩肩側(cè)平臺(tái)，2#卸料斗布置在988.0m馬道上(11#與12#塔體結(jié)構(gòu)縫對(duì)應(yīng)位置)。1#布料線、2#布料線及3#布料線共用1#卸料斗。1#卸料斗下方為P1皮帶機(jī)，主要給1#布料線供料；P2皮帶機(jī)與P1皮帶機(jī)相連，主要給2#布料線供料；P3皮帶機(jī)與P2皮帶機(jī)相連，主要給3#布料線供料。P1皮帶機(jī)頭部設(shè)置一分料裝置，既可單獨(dú)給1#布料線、2#布料線及3#布料線供料也可同時(shí)給3條布料線供料；P2皮帶機(jī)頭部設(shè)置一分料裝置，既可單獨(dú)給2#布料線或3#布料線供料也可同時(shí)給2條布料線供料。4#布料線則由2#卸料斗直接給轉(zhuǎn)料皮帶機(jī)供料。布料機(jī)系統(tǒng)平面布置見圖1。

圖注：1—1#布料機(jī)立柱；2—2#布料機(jī)立柱；3—3#布料機(jī)立柱；4—4#布料機(jī)立柱；5—1#緩降立柱；6—2#緩降立柱；7—3#緩降立柱；8—4#緩降立柱；9—上料皮帶機(jī)；10—轉(zhuǎn)料皮帶機(jī)1；11—轉(zhuǎn)料皮帶機(jī)2；12—P1皮帶機(jī)；13—P2皮帶機(jī)；14—P3皮帶機(jī)；15—1#卸料斗；16—2#卸料斗；17—布料機(jī)澆筑范圍。圖1 布料機(jī)系統(tǒng)平面布置

混凝土輸送及布料流程：混凝土拌合樓→自卸車→卸料斗→皮帶機(jī)→分料裝置→轉(zhuǎn)料皮帶機(jī)→緩降器立柱→上料皮帶機(jī)→回轉(zhuǎn)緩降器立柱→布料機(jī)→倉內(nèi)布料澆筑。

3 混凝土輸送系統(tǒng)施工工藝、組成及參數(shù)

3.1 梭式布料機(jī)施工工藝

自卸車將混凝土輸送到12m3液壓弧門料斗，通過液壓弧門控制下料速度，混凝土通過皮帶機(jī)輸送到轉(zhuǎn)料皮帶機(jī)，轉(zhuǎn)料皮帶機(jī)頭部下方設(shè)有緩降器立柱，為了防止高差過大產(chǎn)生骨料分離，在緩降器立柱內(nèi)部設(shè)置緩沖裝置，緩降器立柱下部設(shè)置上料皮帶機(jī)與布料機(jī)相連給布料機(jī)供料，混凝土通過布料皮帶在倉內(nèi)進(jìn)行布料。梭式布料機(jī)系統(tǒng)立面見圖2(以4#布料機(jī)為例)。

圖2 4#梭式布料機(jī)系統(tǒng)立面

3.2 系統(tǒng)組成及參數(shù)

布料機(jī)主要由卸料斗、皮帶機(jī)、分料裝置、轉(zhuǎn)料皮帶機(jī)、上料皮帶機(jī)、緩降立柱、布料機(jī)立柱及布料機(jī)組成。

卸料斗外形尺寸為3.6m×3.1m×5.91m(長×寬×高)，料斗容積為12m3，料斗出口設(shè)置液壓弧形門控制下料速度，弧形門的開啟由液壓推桿控制。

988m馬道上皮帶機(jī)共布置3個(gè)，其中P1皮帶機(jī)從1#集料斗下方至1#轉(zhuǎn)料皮帶機(jī)尾部長20m，P2皮帶機(jī)從P1皮帶機(jī)頭部至2#轉(zhuǎn)料皮帶機(jī)尾部長33.83m，P3皮帶機(jī)從P2皮帶機(jī)頭部至3#轉(zhuǎn)料皮帶機(jī)尾部長32.73m。皮帶輸送機(jī)由電動(dòng)滾筒、機(jī)頭架、擋料罩、6m的中間架、機(jī)尾架以及相應(yīng)托輥、輸送帶組成。

布料機(jī)立柱和緩降器立柱分節(jié)安裝，布料機(jī)立柱每節(jié)立柱尺寸3.0m×1.62m×1.62m，緩降器立柱每節(jié)立柱尺寸3.0m×1.62m×1.72m。

布料機(jī)的布料半徑為22m，旋轉(zhuǎn)范圍為359°，設(shè)計(jì)生產(chǎn)率120m3/h，主要由基本框架、伸縮桁架、回轉(zhuǎn)支承、支座、受料斗、擋料槽、混凝土刮刀、象鼻溜管、空段清掃器、上下回轉(zhuǎn)盤組成，上述部件均在進(jìn)水口護(hù)坦拼裝完成后整體吊裝。

右岸進(jìn)水口4組混凝土輸送系統(tǒng)上料皮帶機(jī)相同長度為16m，單個(gè)重量為4.3t。1#、2#、3#混凝土輸送系統(tǒng)采用轉(zhuǎn)料皮帶機(jī)相同長度12m，重量為3.2t；4#混凝土輸送系統(tǒng)轉(zhuǎn)料皮帶機(jī)長度為14m，重量為3.8t。各皮帶機(jī)的性能參數(shù)見表1，布料機(jī)性能參數(shù)見表2。

表1 各皮帶機(jī)的性能參數(shù)

表2 布料機(jī)性能參數(shù)

4 結(jié)語

烏東德右岸進(jìn)水塔工期緊張、施工強(qiáng)度大，通過采用梭式布料機(jī)等入倉手段，減少了勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了工作效率，從而有力地保證了水電站能夠按期發(fā)電，所產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益不可估量。烏東德右岸進(jìn)水塔采用混凝土輸送技術(shù)，在一定程度上改變了傳統(tǒng)進(jìn)水塔混凝土施工方式，促進(jìn)了高邊坡大跨度進(jìn)水塔混凝土入倉手段的革新，為后續(xù)進(jìn)水塔混凝土入倉提供了更多可參考的實(shí)例。