石門坎水電站雙曲拱壩混凝土澆筑入倉方案的選擇

1、石門坎水電站雙曲拱壩混凝土澆筑入倉方案的選擇徐更曉 楊和明 楊仲洪 王波峽摘 要 本文介紹了石門坎水電站雙曲拱壩混凝土澆筑入倉布置方案，針對石門坎水電站地處河床狹窄、邊坡陡峻，結(jié)構(gòu)物間高差大、雨季長、防洪度汛壓力大、施工工期短等不利因素，通過多種施工機(jī)械組合，合理解決了不同階段的大型施工機(jī)械的組合問題，保證工程高效、優(yōu)質(zhì)、按期投產(chǎn)發(fā)電目標(biāo)。關(guān)鍵詞 石門坎水電站 雙曲拱壩 混凝土 入倉 方案1 工程概述石門坎水電站大壩為常態(tài)混凝土雙曲拱壩，最大壩高111m，拱壩體形采用拋物線雙曲拱壩，拱冠梁底寬23.917m，厚高比0.222。壩頂長296.26m(頂拱上游面弧長)，分15個(gè)壩段，其中1#5#壩

2、段為右岸擋水壩段，6#9#壩段為河床溢流壩段，10#15#壩段為左岸擋水壩段。大壩混凝土總量35萬m3，于2009年1月開始澆筑，2011年6月澆筑完成，歷時(shí)29個(gè)月，平均月澆筑強(qiáng)度1.21萬m3，月最大澆筑強(qiáng)度3.0萬m3。2 入倉方案總體布置混凝土澆筑入倉采用門塔機(jī)入倉方案，由于采用枯水時(shí)段圍堰擋水，導(dǎo)流洞泄流；汛期壩體臨時(shí)擋水，導(dǎo)流洞和壩體導(dǎo)流底孔聯(lián)合泄流的導(dǎo)流方式，在壩后水墊塘布置設(shè)備受到汛期洪水威脅，因而必須采用分階段進(jìn)行入倉設(shè)備的布置，以保證混凝土施工連續(xù)進(jìn)行。入倉階段劃分見表1。表1 入倉階段劃分表階段起止時(shí)間入倉設(shè)備壩體澆筑范圍布置位置一2009年1月至2009年7月MQ600

3、/30B高架門機(jī)+BLJ600-40履帶式布料機(jī)5#9#壩段EL670m以下混凝土門機(jī)布置在水墊塘底板，布料機(jī)先壩后、后移至壩前二2009年8月至2010年3月MQ600/30B高架門機(jī)（2臺）3#12#壩段EL670EL700m混凝土門機(jī)布置在壩后鋼棧橋并配合負(fù)壓溜槽供料三2010年4月至2011年3月MQ600/30B高架門機(jī)（2臺）+K80塔機(jī)+兩岸溜槽1#5#壩段EL700EL758m、6#9#壩段EL700EL753m、1015#壩段EL700EL758m門機(jī)布置在壩后鋼棧橋，塔機(jī)布置在壩后水墊塘四2011年4月至2011年6月K80塔機(jī)6#9#壩段EL753EL758m混凝土塔機(jī)布

4、置在壩后水墊塘2.1 入倉設(shè)備性能參數(shù) MQ600/30B高架門機(jī)參數(shù)工作幅度1750m，變幅鋼絲繩卷繞速度31.5m/min，吊重水平移動速度9.6m/min，最小幅度至最大幅度變幅時(shí)間3.5min，回轉(zhuǎn)速度0.68r/min，360回轉(zhuǎn)，行走速度20m/min，行走范圍150m，軌距7.0m，最大起重垂直輪壓490kN，全機(jī)重量231.5t。起重性能見圖1圖1 高架門機(jī)起重性能曲線 BLJ600-40履帶式布料機(jī)參數(shù)底盤寬度4300（3400）mm，履帶寬度760mm，履帶軌距3540（2640）mm，主機(jī)寬度3.4m（履帶未開展），主機(jī)高度6300mm，底盤離地間隙348mm，卸料口至地

5、面最大高度22.5m，回轉(zhuǎn)中心至配重外緣半徑7.5m，回轉(zhuǎn)中心至伸縮臂頂端距離40m。輸送能力見表2。表2 BLJ600-40履帶式布料機(jī)輸送能力帶速（m/min）骨料粒徑（mm）坍落度（mm）輸送能力（m3/h）-100101520253.240501001008075706510012012010090857034050909075706560100110110908075653.2805090908075651001101109585803805080807570601001001008575703.21508585753.015075757065 K80塔機(jī)參數(shù)塔身截面4.04.0m，

6、工作幅度570m，提升速度21m/min，變幅速度50m/min，回轉(zhuǎn)速度0.5r/min，360回轉(zhuǎn)，平衡臂長度24.0m。塔身基礎(chǔ)節(jié)、套架和起重平衡臂安裝完成后，塔機(jī)可自行完成塔身裝卸工作，K80塔機(jī)起重性能見圖2。圖2 K80塔機(jī)起重性能曲線 負(fù)壓溜槽負(fù)壓溜槽用于右岸1#壩段至棧橋右橋頭料池輸送混凝土，減少水平運(yùn)輸距離，提高了門機(jī)效率，降低了混凝土運(yùn)輸成本。負(fù)壓溜槽性能參數(shù)：溜槽長度 32+64m（兩段），溜槽傾角47、52，溜槽半徑260mm，生產(chǎn)率（連續(xù)供料情況下）160m3/h，液壓系統(tǒng)額定壓力16MPa。工作原理：負(fù)壓溜槽的主要部件是內(nèi)襯16錳鋼或聚氨酯襯板的溜槽，在溜槽槽體的上

7、面覆蓋柔性蓋板，從而構(gòu)成過渡斷面能自由改變的溜筒，混凝土拌和物在溜槽中滑動，當(dāng)其運(yùn)動速度達(dá)到一定值時(shí)，會產(chǎn)生一定的負(fù)壓，使其下滑速度受到限制，從而減小沖擊，防止骨料分離和飛濺，使達(dá)到倉面的拌和料保持原有的各種物理特性。集料斗內(nèi)混凝土料的卸出是靠油缸控制的扇形弧門來實(shí)現(xiàn)的。為保證混凝土料的可靠卸出，在集料斗腹部安裝有一振動電機(jī)，當(dāng)混凝土料的卸出受阻時(shí)，啟動振動電機(jī)，使混凝土料的順利卸出。3 各階段入倉布置3.1 第一階段入倉布置第一階段入倉方案布置1臺MQ600/30B高架門機(jī)和1臺BLJ600-40履帶式布料機(jī)。MQ600/30B高架門機(jī)布置水墊塘底板EL757.5m高程，覆蓋范圍為5#壩段至

8、9#壩段，進(jìn)行右側(cè)5#至8#壩段倉號澆筑；布料機(jī)首先布置在壩體下游水墊塘底板上，覆蓋范圍為7#壩段部分倉號、8#壩段、9#壩段；壩體澆筑到EL665m高程時(shí)布料機(jī)移到壩體上游，覆蓋范圍6#壩段部分倉號、7#壩段至9#壩段。因7#、8#壩段的倉號面積大，采用臺階法澆筑，門機(jī)和布料機(jī)同時(shí)入倉，其他壩段采用平澆法，2臺入倉設(shè)備可單獨(dú)完成混凝土澆筑。 圖3 第一階段入倉布置立面圖第一階段混凝土澆筑時(shí)段2009年1月至2009年7月，進(jìn)行5#至9#壩段EL670m以下混凝土澆筑，澆筑方量50948m3，月平均澆筑強(qiáng)度7278.3m3。3.2 第二階段入倉布置因汛期河道泄洪，為保證大壩混凝土連續(xù)施工，在壩

9、后布置一座門機(jī)-汽車棧橋，在棧橋上布置2臺MQ600/30B型高架門機(jī)。為滿足棧橋門機(jī)覆蓋范圍的要求，棧橋分左、右岸布置，在平面上呈人字形。左岸棧橋兩跨為31m+31m，右岸棧橋兩跨為31m+15.5m，棧橋橋面高程EL698.00m。右岸門機(jī)（1#）覆蓋范圍為3#壩段至7#壩段，及8#壩段部分倉面；左岸門機(jī)（2#）覆蓋范圍為7#壩段、13#壩段部分倉面，8#壩段至12#壩段。7#、8#壩段倉面面積大，采用兩臺門機(jī)同時(shí)澆筑，混凝土初凝時(shí)間調(diào)整到12h以上，EL700m以上倉號采用平鋪法澆筑。上棧橋左右岸的中位路，在陡峭山體上修筑，棧橋兩頭橋臺處面積小，混凝土運(yùn)輸車輛掉頭困難，與混凝土吊罐干擾大

10、，影響門機(jī)效率，在右岸1#壩段至右岸棧橋頭布置一條輸料效率80m3/h的負(fù)壓溜槽，混凝土運(yùn)輸車輛在右岸EL758m平臺卸料，提高了門機(jī)效率。第二階段混凝土澆筑時(shí)段2009年8月至2010年3月，進(jìn)行3#12#壩段EL670EL700m混凝土，澆筑方量116305m3，月平均澆筑強(qiáng)度14538m3，2月份澆筑方量達(dá)25803m3。3.3 第三階段入倉布置為加強(qiáng)混凝土澆筑入倉強(qiáng)度和溢流壩段頂部混凝土的入倉，在壩后水墊塘底板布置1臺K80塔機(jī)，K80塔機(jī)覆蓋4#至9#壩段倉號，形成2臺棧橋門機(jī)和塔機(jī)入倉布置格局。1#門機(jī)主要進(jìn)行3#至5#壩段倉號入倉，輔助塔機(jī)進(jìn)行7#壩段入倉；2#門機(jī)主要進(jìn)行10#

11、至13#壩段倉號入倉，輔助塔機(jī)進(jìn)行8#壩段入倉；K80塔機(jī)進(jìn)行6#至9#壩段倉號入倉。門塔機(jī)不能覆蓋兩岸岸坡壩段，即1#、2#、14#、15#壩段，擬采用進(jìn)占法澆筑，用壩頂間平臺搭設(shè)溜槽進(jìn)占澆筑，共計(jì)澆筑混凝土15460m3。第三階段混凝土澆筑時(shí)段2010年4月至2011年3月，1#5#壩段壩體EL700EL758m澆筑，6#9#壩段壩體EL700EL753m澆筑，10#15#壩段壩體EL700EL758m澆筑。澆筑方量196192m3，門塔機(jī)月平均澆筑強(qiáng)度16430m3，1月份澆筑方量達(dá)31087m3。3.4 第四階段入倉布置壩后棧橋2臺門機(jī)拆除后，K80塔機(jī)進(jìn)行6#9#壩段壩體EL753E

12、L758澆筑。4 混凝土澆筑入倉強(qiáng)度據(jù)前所述，本工程混凝土澆筑主要在第二階段和第三階段，澆筑方量共計(jì)31.25萬m3，歷時(shí)20個(gè)月，月平均澆筑強(qiáng)度1.56萬m3。在此期間2009年經(jīng)歷汛期和9、10月份大壩斷料停工，2010年汛期低產(chǎn)等階段，單臺設(shè)備月平均入倉強(qiáng)度仍達(dá)到7000余m3，單臺門機(jī)月最高入倉強(qiáng)度達(dá)13000m3，月最高強(qiáng)度達(dá)31087m3。5 結(jié)語由于大型塔機(jī)的制造技術(shù)的成熟及應(yīng)用，K80（10t/30t，臂長L=70m）大型塔機(jī)，不僅臂長覆蓋范圍大，起重量及提升速度效率高，而且能夠自升加高，加附著桿其高度達(dá)130m，對于壩頂長度在300m左右，高度100m左右的大壩，在混凝土澆筑施工布置上，采用兩臺K80大