三峽大壩混凝土快速施工方案及工藝分析的論文

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highest for more than 20,000 m3. after the construction of more than a means of a comparative analysis of the program, with full proof on the basis of the decision to choose transmission tower belt machine pouring in a row, supplemented by a large gate tower and cable machine comprehensive construction plan. on deck in the design process using a water-level law and law at the same time, the reform of traditional crafts, and made use of towers (top) with the new machine technology. key words: concrete; rapid construction; programs and technology; the three gorges project 1 概述 三峽工程大壩為混凝土重力壩,最大壩高181m,樞紐工程混凝土澆筑總量達(dá)2800萬m3。如此巨大的混凝土工程施工總量,導(dǎo)致了三峽工程混凝土施工澆筑的高強(qiáng)度施工。 混凝土施工強(qiáng)度 三峽工程混凝土澆筑高峰集中在第二階段工程,其混凝土澆筑總量達(dá)1860萬m3。根據(jù)施工進(jìn)展及總進(jìn)度的安排,1998年為118萬m3,1999年為458萬m3,2000年為548萬m3,2001年為403萬m3,2002年計(jì)劃完成142萬m3。施工高峰時(shí)段主要集中在19992001年三年間,其中,以2000年的混凝土澆筑強(qiáng)度為最高,要求年最高澆筑量達(dá)到500萬m3,月最高達(dá)到40萬m3,日最高達(dá)到萬m3以上。 混凝土施工手段 根據(jù)對澆筑強(qiáng)度和施工場地分析,采用傳統(tǒng)的門塔機(jī)澆筑施工手段是不能滿足澆筑強(qiáng)度要求的,必須尋找新型高強(qiáng)度的澆筑手段。 另外,大型門塔機(jī)澆筑方案從拌和樓出機(jī)口到澆筑倉,均采取間歇式給料方式,供料的中轉(zhuǎn)環(huán)節(jié)多,供料效率低下,多座拌和樓與多座門塔機(jī)再與多個(gè)澆筑倉之間生產(chǎn)組合錯(cuò)綜復(fù)雜,易于錯(cuò)料,更增加了施工管理的難度。   混凝土施工工藝 三峽大壩沿縱向分若干壩段,沿壩段分若干壩塊,沿壩塊分幾十個(gè)升層,每個(gè)升層又分若干澆筑層。一個(gè)升層即構(gòu)成混凝土的一個(gè)澆筑倉位。一個(gè)混凝土倉的施工全過程是從兩個(gè)同步進(jìn)行的流程開始的,一個(gè)流程是混凝土澆筑的倉面準(zhǔn)備;另一個(gè)流程是混凝土生產(chǎn)及運(yùn)輸,當(dāng)兩個(gè)流程匯集到一起時(shí),便形成倉面混凝土澆筑流程,緊后的流程則是混凝土護(hù)理。如此循環(huán)推進(jìn),三峽第二階段工程高峰期大壩施工部位將出現(xiàn)20多個(gè)倉面同步澆筑的景象。 由此可見,采用傳統(tǒng)的混凝土澆筑工藝如散裝鋼模板,人工手持式振搗等已遠(yuǎn)不能滿足如此高強(qiáng)度和十分復(fù)雜的混凝土澆筑需要,必須相應(yīng)采取新的施工倉面配套和施工工藝。 2 大壩混凝土快速施工布置及方案 以塔(頂)帶機(jī)為主,輔以大型門塔機(jī)和纜機(jī)的施工方案總體思路是:塔帶機(jī)澆筑一條龍作業(yè),生產(chǎn)效率高,適應(yīng)于連續(xù)高強(qiáng)度的混凝土施工,承擔(dān)混凝土澆筑的主要任務(wù);配備大型門塔機(jī)、纜機(jī)等作為輔助設(shè)備,負(fù)責(zé)金結(jié)安裝、備倉、倉面設(shè)備轉(zhuǎn)移和澆筑部分混凝土等任務(wù),避免因塔(頂)帶機(jī)的工況轉(zhuǎn)換而影響效率。拌和能力的配備留有一定余地,以利塔(頂)帶機(jī)效率的充分發(fā)揮。塔(頂)帶機(jī)供料線布置為一機(jī)一帶,確保塔(頂)帶機(jī)運(yùn)行的可靠性。 混凝土拌和設(shè)備 4個(gè)混凝土拌和系統(tǒng),共7座攪拌樓,常態(tài)常溫混凝土總生產(chǎn)能力為1960m3/h。各拌和樓均能生產(chǎn)7冷混凝土。 (1)布置在基坑下游79m高程拌和系統(tǒng)設(shè)置2座4自落式拌和樓,每座樓生產(chǎn)能力為320m3/h。此系統(tǒng)主要供應(yīng)泄洪壩5#23#壩段混凝土澆筑。 (2)布置在左岸廠房壩段上游面90m高程拌和系統(tǒng)設(shè)置2座拌和樓。46m3自落式拌和樓生產(chǎn)能力為320m3/h,43m3自落式拌和樓生產(chǎn)能力為240m3/h。此系統(tǒng)主要供應(yīng)泄洪壩段1#5#壩段、導(dǎo)墻壩段及左廠壩段11#14#壩段混凝土。 (3)布置在左非泄洪流壩段下游120m高程拌和系統(tǒng)設(shè)置2座43m3自落式拌和樓,生產(chǎn)能力為2240m3/h。此系統(tǒng)主要供應(yīng)左非泄洪流壩段及左廠1#10#壩段混凝土。 (4)布置在左岸進(jìn)廠房公路左側(cè)82m高程拌和系統(tǒng)設(shè)置1座43m3自落式拌和樓,生產(chǎn)能力為240m3/h。此系統(tǒng)主要供應(yīng)左岸廠房混凝土。 混凝土澆筑設(shè)備 主要設(shè)備有6臺(tái)塔(頂)帶機(jī),塔帶機(jī)與拌和樓連接的6條總長3800m的膠帶混凝土輸送線,4臺(tái)胎帶機(jī),7臺(tái)mq2000型高架門機(jī),2臺(tái)25t擺塔式纜索起重機(jī),1臺(tái)k1800型塔式起重機(jī),1臺(tái)mq6000型門機(jī),2臺(tái)300t履帶吊。 (1)泄洪壩段 在壩軸線下游76m順壩軸線方向布置4臺(tái)塔帶機(jī),主要用于該部位的混凝土澆筑,在壩軸線下游121 m順壩軸線45m高程的軌道上布置1臺(tái)k1800型塔吊和1臺(tái)mq2000型高架門機(jī)。其工作任務(wù)是,前期協(xié)助混凝土施工,后期以吊裝金屬結(jié)構(gòu)為主。 (2)廠房壩段 壩軸線下游44 m順軸線布置2臺(tái)頂帶機(jī),主要用于左廠7#14#壩段混凝土澆筑,壩軸線下游65m順軸線120m高程的施工棧橋上布置2臺(tái)mq2000型門機(jī),專門用于輸水壓力鋼管和水輪發(fā)電機(jī)埋設(shè)件的吊裝。 (3)廠房部位 在廠房下游面距壩軸線195m的30m高程順壩軸線方向的軌道上布置4臺(tái)mq2000型高架門機(jī),用于左岸廠房部位的混凝土施工。 (4)纜索起重機(jī)的布置 2臺(tái)擺塔式纜索起重機(jī)為廠壩第二階段工程施工提供了一個(gè)空中走廊,主塔設(shè)在左非泄洪8#壩段185m高程上,副塔設(shè)在導(dǎo)流明渠縱向圍堰壩段160m高程頂部,跨度1416m,在壩軸線長度方向可控制整個(gè)廠壩第二階段工程的長度,寬度可控制從壩軸線以上15m至壩軸線以下65m,即2臺(tái)纜機(jī)可控制上下游方向80m寬度且在工作區(qū)域?qū)挾?方向相互搭接20m。 (5)公用設(shè)備 第二階段工程廠壩部分分3個(gè)標(biāo)段,由3個(gè)施工企業(yè)負(fù)責(zé)施工。4臺(tái)胎帶機(jī)、2臺(tái)300t履帶吊等業(yè)主擁有的移動(dòng)性強(qiáng)的設(shè)備不固定在一個(gè)標(biāo)段使用,根據(jù)施工需要可靈活調(diào)配。 3 大壩混凝土快速施工倉面配套及工藝 采用塔(頂)帶機(jī)澆筑混凝土,其澆筑強(qiáng)度將成倍地提高,因此,對澆筑倉面各項(xiàng)資源配置無論是容量還是數(shù)量都將明顯增加,對倉面組織管理水平的要求也將顯著提高。 塔(頂)帶機(jī)澆筑的倉面配套 倉面設(shè)備配套 (1)平倉機(jī):一般每1個(gè)塔(頂)帶機(jī)澆筑倉配置1臺(tái)平倉機(jī)和平倉鏟,死角部位輔以人工平倉振搗。 (2)振搗機(jī):對于素混凝土或鋼筋不太多的混凝土澆筑倉,通常配備1臺(tái)8頭平倉振搗機(jī)加34部手持式振搗棒或者1臺(tái)5頭平倉振搗機(jī)加45部手持式振搗棒。對于鋼筋非常密集或有水平鋼筋網(wǎng)和過流面等比較特殊的倉位,振搗要求比較高,一般不配平倉振搗機(jī),直接配58部手持式振搗棒用人工振搗。 (3)噴霧機(jī):在高溫季節(jié)澆筑混凝土?xí)r,每倉配備23部搖擺式噴霧機(jī)。 倉面人員配套 (1)施工人員應(yīng)按照倉位情況進(jìn)行合理配置,一般素混凝土倉、少筋混凝土倉配備812人,多筋混凝土倉、水平鋼筋網(wǎng)倉、過流面混凝土倉配備1116人。 (2)倉面配備值班木工、鋼筋工、預(yù)埋工、電工和止水專職人員。各工序值班、帶班人員至少1名到位,并掛標(biāo)識(shí)牌。 (3)倉面上配置專人分散集中的粗骨料。 倉面工具配套 (1)每個(gè)澆筑倉至少配置2桶、2瓢、3鍬用以倉面處理。 (2)為防止混凝土澆筑過程中的骨料分離及骨料集中現(xiàn)象,每個(gè)澆筑倉至少配備2把專用耙 (3)配備23只真空吸水管,用以隨時(shí)吸除倉面的混凝土泌水或集水。 (4)配備2臺(tái)灑水器,用以收倉后對倉面灑水養(yǎng)護(hù)。 其它器材設(shè)施配套 (1) 在混凝土開倉前,保證風(fēng)、水、電通暢。 (2) 采用平鋪澆筑法施工時(shí),澆筑倉應(yīng)準(zhǔn)備保溫被待用,隨著平倉振搗的進(jìn)展,及時(shí)覆蓋保溫被,保溫被之間應(yīng)有10cm的搭接長度,以確保保溫效果。 (3) 雨季施工時(shí),倉面配有彩條布和鋼筋等材料,搭設(shè)活動(dòng)防雨棚等。 倉面組織管理 為保證塔帶機(jī)澆筑混凝土一條龍正常運(yùn)行,需建立一個(gè)組織嚴(yán)密、運(yùn)行高效、信息反饋及時(shí)的倉面組織管理系統(tǒng)。 (1)綜合協(xié)調(diào)系統(tǒng):對混凝土一條龍施工提供技術(shù)、質(zhì)量、安全、機(jī)電設(shè)備保障,確定拌和樓、澆筑手段及開倉時(shí)間,協(xié)調(diào)澆筑過程中出現(xiàn)的各種矛盾,組織處理突發(fā)事情。 (2)澆筑系統(tǒng)(倉面指揮):倉面指揮由澆筑隊(duì)長擔(dān)任,負(fù)責(zé)澆筑倉面的組織指揮,對倉位的要料、下料、平倉振搗、溫控、排水等負(fù)責(zé),確保混凝土澆筑質(zhì)量。 (3)操作系統(tǒng):由調(diào)度室負(fù)責(zé)組織、協(xié)調(diào),確保各操作系統(tǒng)正常運(yùn)行,拌制合格的混凝土,并使混凝土準(zhǔn)確、快速入倉。 倉面工藝設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)原則 倉面條帶布置要盡量簡化,標(biāo)號(hào)切換次數(shù)盡可能少,塔帶機(jī)運(yùn)行線路要短且易于操作,整個(gè)下料過程要易于實(shí)現(xiàn),資源配置要充分,來料流程要優(yōu)化。 澆筑方法及強(qiáng)度要求 (1)平澆法:該方法適合于塔帶機(jī)高強(qiáng)度、快速運(yùn)送混凝土的特點(diǎn),在低溫季節(jié),除倉面鋼筋特別多、結(jié)構(gòu)特別復(fù)雜部位外,均采用平澆法澆筑。在高溫季節(jié)對于倉面面積小于500m2采用塔帶機(jī)入倉時(shí),亦采用平澆法施工,澆筑時(shí)鋪層厚度可按照3555cm下料。 (2)臺(tái)階法:對于倉面面積大、鋼筋密集、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的倉位,經(jīng)監(jiān)理批準(zhǔn)后可使用臺(tái)階法澆筑,以滿足溫控及覆蓋前混凝土不初凝等條件要求。臺(tái)階的一次鋪料寬度控制在810m以上,接頭部位臺(tái)階寬度不小于34m。 倉面設(shè)計(jì)的內(nèi)容 倉面設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)格式包括以下內(nèi)容: 倉面情況,包括倉面所在壩段、壩塊、高程、面積、方量、混凝土級(jí)配種類要求,倉位施工特點(diǎn)等;倉面預(yù)計(jì)開倉時(shí)間、收倉時(shí)間、澆筑歷時(shí)、入倉強(qiáng)度、供料拌和樓;倉面資源配置,包括機(jī)具、工具、材料、人員數(shù)量要求;倉面設(shè)計(jì)圖,圖上標(biāo)明混凝土分區(qū)線,混凝土種類標(biāo)號(hào),澆筑順序等;混凝土來料流程表;對倉面特殊部位如止水、止?jié){片周圍、鋼筋密集、過流表面等重要部位指定專人負(fù)責(zé)混凝土澆筑質(zhì)量工作;對特別重要部位,必須編制專門的施工措施;倉面“澆筑情況評(píng)述”,收倉后,由質(zhì)檢人員和監(jiān)理工程師對該倉混凝土澆筑情況進(jìn)行簡要評(píng)述,對可能存在的澆筑質(zhì)量問題提出處理意見。 倉面設(shè)計(jì)由澆筑單位提出,一式六份,經(jīng)監(jiān)理批準(zhǔn)后除班長、質(zhì)檢員及監(jiān)理隨身帶外,還應(yīng)視情況復(fù)印送給有關(guān)部門(如拌和樓試驗(yàn)室、塔帶機(jī)操作人員等)。 塔(頂)帶機(jī)澆筑新工藝 混凝土快速優(yōu)質(zhì)施工,給澆筑工藝提出了更新更高的要求,因此,除對模板工藝、鋼筋工藝、預(yù)埋工藝外,對許多傳統(tǒng)工藝進(jìn)行了改革。 供料工藝 (1)供料皮帶上設(shè)置遮蓋或保溫措施。 (2)建立有效的樓(拌和樓)帶(供料皮帶)機(jī)(塔帶機(jī))倉(澆筑倉)之間的通訊聯(lián)系或自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)。 (3)皮帶卸料處設(shè)置擋板、卸料導(dǎo)管和刮板,以避免骨料分離和砂漿損失。 (4)塔帶機(jī)輸送系統(tǒng)裝置沖洗設(shè)備,卸料后及時(shí)沖洗供料皮帶上所粘附的水泥砂漿。沖洗時(shí)采取措施防止沖洗水流入新澆混凝土中。 布料工藝 (1)布料層面處理:用塔帶機(jī)澆筑四級(jí)配混凝土?xí)r,為便于塔帶機(jī)運(yùn)輸,第一層層面處理一般不采取傳統(tǒng)的水平層面鋪砂漿的方法,而改用小級(jí)配混凝土或同強(qiáng)度等級(jí)的富砂漿混凝土。具體為:迎水面至排水管前緣區(qū)域,采用20cm厚二級(jí)配混凝土;其余部位(包括中塊)采用三級(jí)配富砂漿混凝土,層厚為一個(gè)澆筑坯層,約40 cm。 (2)布料方向與次序:當(dāng)平澆法澆筑時(shí),迎水面?zhèn)}位鋪料方向與壩軸線平行;上塊澆筑方向從上往下,下塊澆筑方向從下往上,中間倉位視倉面情況確定起始下料點(diǎn); 基巖面、凸凹不平的老混凝土面及斜坡上的倉位,由低到高鋪料; 倉內(nèi)采用多種標(biāo)號(hào)混凝土?xí)r,原則上先高標(biāo)號(hào)后低標(biāo)號(hào)的下料順序,保證高標(biāo)號(hào)區(qū)達(dá)到設(shè)計(jì)寬度要求; 有廊道、鋼管或埋件的部位,卸料時(shí),廊道、鋼管兩側(cè)均衡上升,其兩側(cè)高差不得超過鋪料的層厚。 當(dāng)采用臺(tái)階法澆筑時(shí),從塊體短邊一端向另一端鋪料,邊前進(jìn)、邊加高,逐步推進(jìn)并形成明顯的臺(tái)階。澆筑壩體迎水面?zhèn)}位時(shí),采取順壩軸線方向鋪料。 (3)鋪料厚度與寬度:鋪料厚度視混凝土入倉速度、鋪料允許間隔時(shí)間和倉位大小決定。勞動(dòng)組合、振搗器工作 能力等要滿足澆筑的需要,必須保證下層混凝土初凝之前覆蓋上一層混凝土。采用平澆法時(shí),鋪料層厚度一般采用50cm;采用臺(tái)階法澆筑時(shí),鋪料層厚度一般采用50cm。對于升層高度的倉位,鋪料寬度取1012 m;對于升層高度的倉位,鋪料寬度取810m,臺(tái)階寬取23m。 下料和振搗工藝 對沒有鋼筋的倉面,塔帶機(jī)下料時(shí),下料導(dǎo)管卸料口距倉面應(yīng)不大于,并均勻移動(dòng)布料,堆料高度不宜大于,以免骨料分離。布料條帶清晰,并有足夠?qū)挾?。在模板周圍布料時(shí),卸料點(diǎn)與模板的距離保持在1,人工分散粗骨料后,再用平倉機(jī)將混凝土就位。在止水、止?jié){片和預(yù)埋件部位布料時(shí),嚴(yán)禁下料導(dǎo)管直接下料,由人工送料填滿。 在進(jìn)行水平鋼筋網(wǎng)澆筑層混凝土下料時(shí),盡量降低下料高度,一次卸料的堆料高度控制在50cm以下,澆筑坯層厚度不大于30cm。豎向鋼筋部位卸料時(shí),卸料部位應(yīng)離開鋼筋,并加強(qiáng)人工平倉。 臺(tái)階法澆筑時(shí),平倉振搗機(jī)站在中間(第二層)的臺(tái)階上,覆蓋范圍比較理想;平層法澆筑時(shí),平倉機(jī)一般站在層面上,緊跟下料接頭,隨時(shí)下料,隨時(shí)振搗。 混凝土澆筑應(yīng)先平倉后振搗,嚴(yán)禁以振搗代替平倉。振搗時(shí)間以混凝土粗骨料不再顯著下沉,并開始泛漿為準(zhǔn),以避免欠振或過振。 使用塔(頂)帶機(jī)澆筑的大倉位,應(yīng)配置振搗機(jī)振搗。使用振搗機(jī)時(shí),振搗棒組應(yīng)垂直插入到混凝土中,振搗完應(yīng)慢慢拔出;移動(dòng)振搗棒組,應(yīng)按規(guī)定間距相接;振搗第一層混凝土?xí)r,振搗棒組應(yīng)距硬化混凝土面5cm。振搗上層混凝土?xí)r,振搗棒頭應(yīng)插入下層混凝土510 cm;振搗作業(yè)時(shí),振搗棒頭離模板的距離應(yīng)不小于振搗棒的有效作用半徑。 養(yǎng)護(hù)工藝 (1)長期流水養(yǎng)護(hù):根據(jù)現(xiàn)行水工混凝土施工規(guī)范,混凝土澆筑后養(yǎng)護(hù)時(shí)間一般為14d,重要部位養(yǎng)護(hù)到設(shè)計(jì)齡期;但三峽工程提出了更高的要求,主體工程普遍采取了長期流水養(yǎng)護(hù)。針對這一要求,再采用傳統(tǒng)的人工灑水養(yǎng)護(hù)工藝已不能滿足要求,必須推行新的養(yǎng)護(hù)工藝。 旋噴灑水養(yǎng)護(hù)適合于28d以內(nèi)的較長間歇期倉面養(yǎng)護(hù)。方法是在澆筑倉面按一定間排距d設(shè)置360旋轉(zhuǎn)式噴水嘴,若噴水嘴噴射幅度為b(m)則取d= b保持旋噴嘴始終不停地工作,即可做到長流水養(yǎng)護(hù)。 噴淋管(花管)養(yǎng)護(hù)適合于正常上升倉位的四周垂直面或長間歇期倉面養(yǎng)護(hù)。方法是沿倉位邊線在模板上口(用于對倉面養(yǎng)護(hù))或支腿(用于對側(cè)立面養(yǎng)護(hù))上鋪設(shè)花管。所謂花管即在管壁上均