多台缆机联合浇筑工艺在小湾水电站大坝混凝土浇筑中的应用.pdf

西北水电 2 0 1 0年 第 4期 5 9 文章编号 ： 1 0 0 6 -2 6 1 0 ( 2 0 1 0 ) 0 4 0 0 5 9 O 5 多 台 缆 机 联 合 浇 筑 工 艺 在 小 湾 水 电 站 大 坝 混 凝 土 浇 筑 中 的 应 用 巨亚东， 郭万里 ( 中国水利水 电建设工程咨询西北公 司， 西安7 1 0 0 6 5 ) 摘要： 详细介绍了小湾水电站大坝混凝土采用 6台缆机联合浇筑的工艺及协调管理 ， 其“ 条带法浇筑工艺” 、 “ 无 缝转仓工艺” 、 “ 双仓浇筑工艺” 、 “ 缆机的协调管理” ， 保证了小湾大坝混凝土连续高强度施工， 有效地促进了工程 施工进度的实施， 对其它大型混凝土坝施工有借鉴价值。 关键词： 缆机； 联合作业； 混凝土浇筑； 浇筑工艺 ； 小湾水电站； 应用 中图分类号： T V 4 3 1 文献标识码： A Ap p l i c a t i o n o f mu l t i c a b l e c o n v e y o r s f o r d a m c o n c r e t e p l a c e me n t o f Xi a o w a n h y d r o p o w e r p r o j e c t J U Yad o n g G UO Wa nl i ( N o r t h w e s t Wa t e r a n d H y d r o p o w e r E n g i n e e r i n g C o n s u l t i n g& S u p e r v i s i o n C o mp a n y ， x n 7 1 0 0 6 5 ，C h i n a ) A b s t r a c t ： T h i s p a p e r d e s c r i b e s t h e t e c h n o l o g y ， c o o r d i n a t i o n and m a n a g e m e n t o f u s i n g 6 c a b l e c o n v e y o r s f o r j o i n t d a m c o n c r e t e p l a c e m e n t i n X i a o w a n h y d r o p o w e r p r o j e c t Th e” s t ri p c o n c r e t i n g m e t h o d ” ， ” s e a r r d e s s b l o c k c h ang e t e c h n o l o gy” ， ” d o u b l e b l o c k p l a c e m e n t t e c h n o l o - g Y ” an d ” c oor d i n a t i o n a n d ma n a g e me n t o f c ab l e c o n v e y o r s ” e n s u r e c o n t i n u o u s a n d h i g h i n t e n s i t y c o n s t r u c t i o n o f Xi a o w a n d a m c o n c r e t e a n d e f f e c t i v e l y p r o m o t e s t h e i m p l e m e n t a t i o n o f p r o j e c t c o n s t ruc t i o n s c h e d u l e ， p ro v i d i n g r e f e r e n c e f o r c o n s t ruc t i o n o f l a r g e c o n c r e t e d a m s K e y w o r d s ： c a b l e c o n v e y o r ； j o i n t o p e r a t i o n ； c o n c r e t e p l a c e me n t ； p l a c e m e n t t e c h n o l o g y ； X i a o w a n h y d r o p o w e r p r o j e c t ； a p p l i c a t i o n 1 工程概况 小湾水电站是 目前中国在建的首座 3 0 0 i n级混 凝土双曲高拱坝 ， 坝 区地质条 件复杂 ， 施工场地 狭 窄。混凝土双曲拱坝坝高 2 9 5 m， 坝顶长 9 0 2 m， 共 有 4 3个坝段 ， 混凝土总量约 8 4 01 0 m ， 采用 6台 3 0 t 中速缆机配 9 m 立罐浇筑。大坝拱冠梁顶宽 1 2 0 in， 最大底宽 7 2 9 1 in， 最大浇筑块长 8 8 m， 混 凝土采用通仓 ， 不设纵缝 的浇筑模式 。大坝混凝土 生产系统布置在左坝头 高程 1 2 4 5 m平台 ， 整个系 统采用 4座 43 m 。的自落式搅拌楼及配套设施和 相应的制冷系统组成 ， 拌 和楼采用 计算机全 自动控 制， 并能实现全 自动控制与手动控制的切换 ， 可供应 出机 口最低温度为 7 的预冷混凝土 ， 系统按照满 收稿 日期 ： 2 0 0 9 - 1 2 - 2 4 作者简介： 巨亚东( 1 9 7 5 一) ， 男， 陕西省乾县人， 工程师， 从事水 利水 电工程施工工作 足月高峰浇筑强度 2 31 0 in 。 设计 。 小湾水电站拱坝混凝 土水平运输采用 自卸车 ， 垂直运输采用缆机， 缆机分高低缆双层平移布置， 共 有6台3 0 t 中速缆机， 高缆3台， 低缆3台。混凝土 的年浇筑最大强度为 2 2 5 51 0 m ， 月最大浇筑强 度 2 31 0 in 。缆机覆盖范围见图 1 。 2 大坝混凝土浇筑的特点和难点 ( 1 )小湾水电站大坝混凝 土浇筑按照左右岸分 为 2个标段 ， 如何保证左右岸的均衡上升， 充分发挥 两施工单位 的生产积极性 ， 是小湾大坝混凝土浇筑 的难点 ； ( 2 )缆机是小湾水电站大坝混凝土浇筑的主要 浇筑手段 ， 由于布置数量多， 缆机运行时干扰现象突 出， 同时大部分备仓材料和金属结构件均采用缆机 吊装， 合理安排缆机的使用， 确保运行效率和施工安 全是小湾大坝混凝土浇筑的难点； 6 0 巨 亚东， 郭万里 多台 缆机联合 堑 茎 垒： ： 鲨 皇 茎 墨坚圭 丝主 生旦 裹 箱 鐾 图 1 缆机覆盖范围平面 图 西北水电 2 0 1 0年 第4期 6 l ( 3 )小湾水 电站大坝采用不设纵缝通仓浇筑模 式， 多采用 3 m升层的平铺法浇筑工艺 ， 一般分 6个 坯层浇筑( 4 0 c m+ 5 0 c m+3 5 5 c m+ 4 5 c m) ， 每层 混凝土的铺筑时间不大于 4 h ； ( 4 )小湾水 电站大坝 混凝土总量 约 8 4 01 0 m ， 采用 6台 3 0 t 中速缆机配 9 m 立罐浇筑 ， 混凝 土的年浇筑最大强度为 2 2 5 5 X 1 0 m 。 及月最大浇 筑强度 2 3 1 0 m ， 浇筑难度较大。 3 多台缆机联合浇筑工艺及缆机协调 管理 3 1 条带法浇筑工艺在小湾大坝混凝土浇筑 中的 应用 由于小湾水电站大坝采用不设纵缝通仓浇筑模 式 ， 河床坝段基础仓面面积最大达 2 0 0 0 m ， 需采用 5台缆机进仓浇筑 ， 仓 内需配置较多平仓振捣设备。 如何做到多个设备协调作业 ， 是小湾水 电站大坝混 凝土前期浇筑 的难点 ， 经不断的摸 索总结 。最 终大 坝混凝土采用分区、 分条带、 3 m层平铺法的浇筑工 艺， 结合缆机人仓的实际情况提出了“ 规范平仓、 规 范下料、 规范振捣” 的施工工艺 。 由于缆机轴线与大坝仓 面存在一定 的夹角 ， 在 仓面内按照缆机控制轴线进行仓 面分 区， 在单条带 下料时可避免缆机频繁行走 大车导致对位困难 ， 从 而提高浇筑效率 。仓面设备按照单 台缆机配置平仓 机、 振捣臂各 1台， 铺料方 向 自上游 向下游 开始铺 料， 平仓机在铺料条带上平仓， 振捣臂在下游侧进行 振捣。对于平铺法浇筑的第 1坯层混凝土 ， 由于仓 内已铺设冷却水管， 应先按照图 2所示的顺序进行 铺料。在铺 23罐料后 ， 形成宽约 4 m， 长约 8 m 的条带后 ， 平仓机可在 已浇混凝土上进行平仓 ， 振捣 臂则在下游冷却水 管间距 中行走 ， 待第 1条带铺筑 完成后， 缆机大车向下游方向水平移动4 m左右进 寿 堂 旱 苜 现 矶 掇 现 范 圈 1 8 2 2m J 稿 1 ( ) ) I ( ) 一 = ) = 1 4 ) ) ( | ， 、 l ( | t 一 ) 二 二 ( ) ( 、一 ( 图 2 平铺法浇筑的第 1 坯层混凝土浇筑顺序 图 行第 2条带的铺设， 振捣臂再移至上游侧， 第 3和第 4条带的混凝 土浇筑依次类推 ， 中间加铺冷却水管 的方法与此相同( 见图 2 ) 。对于平铺法 的第 2坯层 以上的混凝土浇筑 ， 则按照平仓机在铺料条带上平 仓 ， 振捣臂在下游侧进行振捣， 铺料顺序同第 1层相 同， 见图 3 。 左岸 单台缆机浇筑范围 ( 1 8 2 2 m) 一 图 3 平铺 法浇筑 的第 2坯层 混凝土浇筑顺 序图 仓号的分区应根据缆机投人数量确定， 且开仓 前在仓面作明显标识 ， 包括铺筑厚度 、 分 区范围等。 对于后浇块 ， 可利用相邻坝段 的横缝面进行标识 ， 对 于先浇块可利用模板进行标识 。标识应清楚可见 ， 以便在浇筑过程中控制 。浇筑过程 中， 每区设 1名 现场负责人 ， 主要 负责本 区内的缆机卸料 、 平仓 、 振 捣等工作。 3 2无缝 转 仓工 艺 的应 用 大坝混凝土转仓过程 中， 因资源配置的需要 ， 缆 机须摘罐将收盘仓号 内的平仓 、 振捣设备吊出， 进行 开盘仓号的平仓 、 振捣设备 的吊人工作。收盘仓号 最后一罐混凝土进仓时间至开盘仓号第 1 罐混凝土 入仓时间称转仓时间， 大坝浇筑初期一般需将待浇 仓号的施工资源全部配置到位后才能开仓浇筑， 转 仓过程经 常会出现缆机闲置的情况。为解决转仓过 程中浇筑强度降低 问题 ， 小湾大坝混凝土实行无缝 转仓的施工工艺。 结合缆机与大坝平面 的对应关系 ， 针对下一个 浇筑仓号的位置， 控制上游或下游依次收仓并退 出 缆机 ， 仓面收仓控制在 1 h之 内， 特殊情况不超过 2 h ， 仓号收盘时， 缆机不再全部摘钩进行平仓 、 振捣设 备的吊运工作 ， 上一仓收盘后 ， 部分浇筑缆机不摘罐 直接进入下一仓 的浇筑工作 ， 剩余缆机进行上一仓 号浇筑振捣设备 的吊运工作。 收盘仓号的平仓振捣设备完成平仓振捣作业 后， 行走到吊运缆机下方吊至第 3 仓， 吊至第3仓后 行走至第 3仓浇筑时的设备布置位置 ， 平仓设备在 6 2 巨亚东， 郭万里 多台缆机联合浇筑工艺在小湾水电站大坝混凝土浇筑中的应用 收仓面上行走后留下的履带痕用平板振捣器收平。 平仓、 振捣设备在收仓面上行走宜在仓号收盘后 3 h 内完成 ， 如收仓面 已初凝 ， 则严禁平仓 、 振捣设备直 接行走 。 3 3 双仓浇筑工艺的应用 2 0 0 6年 1 0月份后， 随着小湾水电站大坝坝体 的逐渐升高， 单仓仓面面积也随之减小， 采用 5台缆 机同时浇筑 1 个仓号， 由于受仓面空间的限制， 缆机 效率不能正常发挥。为加快施工进度 ， 采用 了双仓 浇筑工艺。 按照每台缆机的浇筑效率 以及混凝土铺筑厚度 的要求 ， 在满足仓面浇筑强度的前提下， 可实施双仓 浇筑 。同时为保证双仓浇筑的缆机效率 ， 采用双仓 浇筑 的仓号尽可能做到混凝土标号、 出机 口温度应 一 致 。按照仓面位置关系， 具体分为以下 3种情况。 ( 1 )平面位置完全重合的仓号 ， 浇筑 时可将 2 仓作为 1 仓来看待 ， 自上游 向下游分 5个 区， 每个区 跨 2个坝段 ， 每台缆机控制 1个区域 ， 1个共用条带 铺筑完成后 ， 即可进行下一个条带的铺筑任务 ， 同单 仓的浇筑方法相同； ( 2 ) 平面位置部分重合的仓号， 根据重合部分 的多少， 决定共用缆机的数量 ， 仓面的分区可按照本 仓共用缆机 +本仓非共用缆机数确定 ， 对于非公用 区的浇筑 ， 同单仓浇筑的方法相同， 共用区的浇筑方 法同重合仓号的浇筑方法相同； ( 3 )平面位置完全独立 的仓 号， 多出现于一个 小仓号和一个大仓号之间， 不存在共用缆机 ， 仓号的 分区按照缆机数量确定 ， 浇筑方法和单仓浇筑相同。 2 0 0 7年 6月 6号缆机投产后 ， 大坝混凝土全面 实行了双仓浇筑方案 ， 随着工程施工进展 ， 根据缆机 浇筑强度和大坝仓面位置关系 ， 逐步推行了 3仓和 4仓同时浇筑的模式。 3 4 缆机的协调管理 3 4 1缆机协 调 缆机作为小湾大坝的主要浇筑手段 ， 如何解决 缆机运行时的相互干扰， 减小缆机闲置时间， 进一步 提高缆机利用率， 缆机的协调尤为重要。小湾水电 站缆机协调由监理牵头成立协调 中心 ， 每天 由监理 组织召开“ 缆机运行现场协调会” ， 结合缆机位置以 及浇筑仓号的收盘时间， 对下部仓号的浇筑 、 缆机配 置进行安排， 同时结合仓号浇筑对零活 吊运工作进 行布置。 3 4 2 缆机使 用时 间的分 配及 调整 为充分调动左右岸大坝施工单位的生产积极 性， 加快大坝混凝土浇筑进度， 做到缆机安排公平、 合理 ， 根据该 2个大坝土建施工单位的合同混凝土 量、 年计划量将该 2个大坝土建施工单位的缆机使 用时间按照一定的比例划分。缆机使用台时的统计 时段以周为单位， 统计按照单台缆机进行， 使用时间 仅指缆机净浇筑时间， 不包括缆机故障、 架空、 检修、 保养所 占用的时间， 同时也不包括非 自身原 因引起 的缆机闲置时间。零活吊运用时计人各 自的使用时 间( 仓内资源的吊运 、 金结安装不属于零活吊运 ) 。 为便于缆机使用台时的统计工作 ， 2个大坝标施工 单位应对每班每台缆机的使用情况进行详细记 录， 并在本班结束时请当班监理签字确认， 作为计算缆 机使用时间统计的依据。 3 4 3 缆机浇筑效率考核 2 0 0 7年 4月-2 0 0 9年 6月大坝混凝土浇筑高 峰时段 ， 在混凝土浇筑进度管理上实行 “ 预警管理 制度” 。对缆机的 日出勤率大于 8 0 ， 日浇筑强度 低于6 0 0 0 m 。 或缆机 E t 出勤率大于 6 5 且小于 8 0 ， 日浇筑强度小 于 5 0 0 0 m 的单位 ， 由监理单 位发出混凝土浇筑强度预警通知， 对缆机使用单位 记 1 张红牌。对缆机的 E t 出勤率大于 8 0 ， 日浇筑 强度低于 6 5 0 0 m 或缆机 13出勤率大于 6 5 且小 于 8 0 ， 日浇筑强度小于 5 5 0 0 m 的单位 ， 由监理 单位发出混凝土浇筑强度预警通知， 对缆机使用单 位记 1 张黄牌。如 日 浇筑横跨两家施工单位， 且 13 浇筑强度未达到上述规定的方量时 ， 对单台缆机小 时浇筑强度小于 6 0 m 的单位 ， 监理将发 出混凝土 浇筑强度预警通知， 对缆机使用单位记 1张红牌 ； 对 单台缆机小时强度小于 6 5 m 单位， 监理将发 出混 凝土浇筑强度预警通知， 对缆机使用单位记 1 张黄 牌。若完成 当月计划 任务 ， 当月红、 黄牌可全部收 回， 未完成当月计划 ， 将根据红黄牌的数量进行一定 数额的处罚 。 缆机 日出勤率 = 缆机 日使用时间 全天总时间 单 台缆机小时浇筑强度 =日浇筑方量日缆机 使用时间 3 4 4 缆机运行管理的控制考核指标 ( 1 )平均 台时入仓强度保证指标 7 0 m h ； ( 2 )吊运混凝土利用率保证指标 7 9 ； ( 3 )吊运零星材料利用率控制指标9 ； 西北水 电 2 0 1 0年 第 4期 6 3 ( 4 )闲置率控制指标40 6 ； ( 5 )单 台缆机正常月维护保养时间控制指标 4 5 h； ( 6 )缆机故障率控制指标 5 。 表 1 2 0 0 5年 1 2月 一 2 0 0 9年 8月大 坝混凝土浇筑量统计表 主堕 旦 塞盛量 ： 2 0 0 5 1 2 1 2 8 2 9 年度月份 完成量 m 1 1 2 2 1 O 6 2 2 0 o 7 1 2 2 2 2 6 4 5 1 3 2 1 68 5 2 2 2 0 3 3 1 7 3 2 1 2 7 6 5 4 2 0 2 3 2 6 5 2 O6 4 91 6 2 l O 7 2 4 2 O O 8 7 2 0 7 8 3 6 8 2 0 31 3 1 9 2 0 2 8 1 3 1 0 2 0 5 5 2 8 1 1 2 0 21 8 5 1 2 2 01 7 01 2 01 9 6 5 2 Ol 0 7 3 2 01 2 3 3 1 81 3 2 3 1 8 2 5 6 7 l 8 1 3 4 9 1 5 1 28 4 1 4 8 58 2 4 成效 通过对缆机使用的有效管理 ， “ 双仓浇筑 、 无缝 转仓” 工艺的合理采用 以及 缆机使用考核办法的实 施 ， 小湾大坝混凝土浇筑强度出现了较大提升， 且实 现了小湾大坝混凝土连续 高强度生产 ， 小湾大坝混 凝土最 高月产量 2 2 2万 m 月 ， 最高 日产 1 1 1 3 0 m d ， 最高小时强度 4 9 0 m h ， 2 0 0 7年 l 0月2 o 0 9 年 3月大坝混凝 土连续 1 8个月 ， 月浇筑量 达到 2 O 万 m 以上 ， 2 0 0 8年小湾大坝混凝土年浇筑量 2 4 7 5 万 m ， 创造 了采用缆机在深山峡谷中浇筑拱坝混凝 土的奇迹 ， 同时也 为小 湾水 电站提前 1 a发 电奠定 了坚实的基础 ， 详见表 1 。 5 结语 缆机已成为多数水电站混凝土浇筑所采用的主 要手段 ， 小湾水电站 同样也采用了 6台平移式缆机 作为大坝混凝土的浇筑手段。由于小湾大坝混凝土 方量大， 月浇筑强度较高 ， 且持续时间较长 ， 为进一 步提高缆机效率 ， 中国水利水电工程 咨询西北公 司 小湾监理中心对在深山峡谷中采用多台缆机联合浇 筑拱坝混凝土方面进行 了积极 的研究和探索 ， 提 出 了“ 双仓浇 筑、 无缝 转仓 、 缆机使 用时 间按 比例分 配、 缆机效率考 核” 等一 系列 大坝混凝土浇筑 的措 施和管理办法 ， 有效地促进了施工进度 ， 提高了施工 单位 的生产积极性 。此管理措施对同类工程有一定 的借鉴意义。 中国水 电装机 总量突破 2亿 k W 稳居世 界第一 2 0 1 0年 ， 中国水 电装机总量突破 2亿 k W， 稳居世界第一。水电在调整现有能源供应结构中发挥 的作用 越来越突出。改革开放以来 ， 中国能源供应为经济高速平稳增长提供了重要保 障和支撑。2 0 0 4年中国水电 装机总量突破 1 亿 k W 大关 ， 持续位居世界第一。 2 0 0 9年 ， 中国能源消费总量约为 3 1 亿 t 标准煤 ， 其中水 电、 核电、 风电等商品化非化石能源消费量约为 2 3亿 t 标准煤 ， 约占能源消费总量的 8 3 。按到 2 0 2 0年中国能源消费总量达到4 5亿 t 标准煤设计 ， 为实 现非化石能源达到 1 5 的 目标 ， 水电装机应达到 3 5亿 k W， 风电装机应达到 1 5亿 k W， 太 阳能发电装机应 达到 2 0 0 0万 k W， 生物质发 电装机应达到 3 0 0 0万 k W， 核电装机应达到 8 0 0 0万 k W。 2 0 1 0年 ， 水电装机突破 2亿 k W， 有力地推动了能源供应结构 的调整 ， 到 2 0 2 0年如果 中国水电顺利实现 3 5亿 k W 的装机 ， 中国能源供应结构将得到相当程度的改善 。 一 一 一 一 一 一 一 一 一 一 一 一 l 2 3 4 5 6 7 8 9 m n 6 吣 2 1 2 3 4 5 6 7 8 镐 踟 帆伽啷m 啪m 猢狮姗m研 1 2 3 4 5 6 7 8 9 m 7 2