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浅谈碾压混凝土垂直运输的新技术 杨 俊 利 ( 中国水电建设集团十五工程局有限公司 陕西 西安7 1 0 0 1 6 ) 摘要碾压混凝土入仓的方式很多， 但罗坡坝水电站工程采用 了新的垂直入仓方式， 即缓降拌合管， 使 得输送高差突破了百米大关， 达 1 2 0 5 m， 并解决了堵塞、 磨损等技术难题， 为碾压混凝土的入仓 开辟 了新的思路。 关键词 罗坡坝水电站； 缓降拌合管； 碾压混凝土 ； 磨损； 击穿 中图分类号 ： T V 5 4 4 + 9 2 1 文献标识码 ： B 1工程概况 1 1 概述 罗坡坝水电站大坝为碾压混 凝土双 曲 拱 坝 ， 坝顶 E L 7 5 4， 坝 基 E L 6 4 2， 最 大坝 高 1 1 2 m， 最大坝宽 1 7 5 m， 坝顶宽度 5 m。大坝 中部 设 3个溢 流表孔 ， 每孔 净宽 9 m， 溢 流 堰顶高程 E L 7 4 1 ，碾 压混凝土填筑总方 量 2 O万 m 。 1 2地形条件 大坝坝址为“ u” 型纵 向峡谷 ， 河流 自东 北 向西 南 ，河 床 E L 6 5 0 ，河 床 宽约 3 0 m， E L 7 6 0处河谷宽 1 5 0 m，两岸较 为对称 ， 岸 坡陡峻 ， 河谷宽高比 1 3 9 6 ， 岩石产状倾角 6 0 。一8 3 。，开挖后右岸拱端坡度6 8 。一 7 4 9 。 。由于大坝主料场位 于右岸坝肩 ， 所 以对应的筛分场、 拌合楼均布置在右岸， 从 右岸到坝底需 要绕行 7 5 k m，而且 道路狭 窄， 坡陡弯急， 交通不便。 2垂直运输系统方案的选定 近年来 ，自卸汽车运输 、全输 送机系 统 、 负压溜槽 、 管道输送 、 塔( 胎 ) 带机 、 门 机、 塔机、 缆机等混凝土输送工艺得到了长 足发展 ， 在许多工程 中都得到成功应用。 对于本工程而言 ：采用 自卸 汽车运输 距离 太远 ( 7 5 k m) ， 而且 路况 太差 ， 不适 合 大流量 自卸汽车行驶 ，施工投入运 输设 备 资源太大 ， 水平运输成 本达 2 O元 ， m 施 工 成本太高。全输送机系统要求一个坝肩 的 坡度要小于 2 0 。，负压溜槽使用坡度要求 4 5 。 5 3 。 ， 这两种方案显然不具备使用 条件。采用管道输送要求坝肩坡度不小于 4 5 。 ， 而且 混凝 土必须要 有一 定的粘性 ， 因 此必须 提高胶凝材料 用量增 加碾压混凝土 粘度， 材料费用加高。 塔( 胎) 带机对安装地 形 、 场地要求较高， 安装周期长( 约 8 周) ， 安装费用昂贵， 投入成本大，运行费用较 高。门机、 塔机生产率不高， 而且栈桥工程 量大， 布置较为复杂。缆机生产率不高， l h 仅能吊运 l 2 罐左右， 满足不了工程强度要 求 ， 如果采用高速缆机， 投入的设备费用将 更大大增加 。 综合以上因素，并结合罗坡坝水电站 工程特点， 经反复研究论证， 决定采用缓降 拌合管作为垂直运输系统。根据缓降拌合 管设计 的工作条件及使用 范围 ，本工程将 拌合楼 布置在右 岸拱端 E L 7 8 0平 台上 ， 并 尽可能的靠近拱端 ，缓降拌 合管沿拱端开 挖坡面 中线布置 ，混凝土 由拌 合楼出来后 通过 2 0 m水平输送皮带运至缓降拌合管系 统进料口， 再经过缓降拌合管落人仓面， 仓 面内配置2台装载机装料运输。 3缓降拌合管工作原理简述 缓降拌合管是一组由若干空腔组成的 锥管结构， 包括管输送直管和缓降拌合器 两部分。 缓降拌合管输送直管管径 4 0 0 m m， 每节长 3 m ， 材质为 6 m m厚锰板 ， 两头带有 连接法兰盘。缓降拌合器每节长 3 m ， 包括 渐变锥管和缓降器两部分，材质与输送直 管相同。 安装时每9 m直管( 3 节) 安装一个 缓降拌合器， 各个构件均采用螺栓连接。 其形式和工作原理( 如图 1 ) ： 落料进入 上口时被分成两部分进入缓降拌合器， 在 管 内经过阻滞 、 折射运动 ， 骨 料相互碰撞改 变运动方向， 连续碰撞 ， 落料与管摩擦 ， 扩 散 ， 汇合等复合阻尼过程后 ， 动能被转换吸 收， 运动速度极大下降， 最后在下口相对上 口交换 1 8 0 o后 ， 合二 为一 ， 落入下 一节输 送直管。缓降拌合器不仅使落料的运动速 道。系统剖 面如 图 2 。 4 2系统 的安装 4 2 1 水平输送皮带 水平运输皮带机首部 1 0 m位于拌合站 出料平 台， 尾部 1 0 m为悬空状态 。 结合垂直 运输 系统 安装 。在 E L 7 5 4 E L 7 7 0 5搭 设长 度 1 3 m， 宽度 3 m的承重架， 并铺设架板， 作 为皮带机检修廊道。两侧搭设 1 2 m高的安 全防护栏，防护栏周围挂安全网将所有临 空部位封闭。 为二 圈 1缓降拌合管工作原理示意图 度极大降低，还使分离的拌合料再次得到 拌 台 料 拌合， 起到缓冲与拌合的双重作用 ， 不会造 成骨料分离 。 4系统安装 4 1 系统平面布置 系统 由两部分组成 ，第一部分 由长 2 0 m、 宽 1 0 0 0 m m的输送带将成品熟料 自拌 合机 出口水平运输至 E L 7 7 0 5平台受料 斗 ；第二部分 由 1 2 6 m的缓降拌合管沿 7 2 。坡比顺右岸拱端运输至坝面 E L 6 5 0 ， 距仓 面( E L 6 4 7 ) 高度 3 m。 系统高差 1 2 0 5 m， 总长 1 2 6 m 。 由3 2 节 直管和 l 0节缓降拌合器组合形成运输管 图2 系统剖面图 o ( ( ) 、 ( ( ) o 4 2 2 缓 降拌合管拱端斜坡安装 在坡面搭设钢管承重架做为系统支架， 斜坡支架顶面设计在 同一平 面上 ，系统通过 钢管、 钢丝绳与承重架、 岩石连接。 ( 1 ) 承重架基础 缓降拌合管中心线距拱端曲面最近距离 为 6 0 c m，在拱端坡面上用手 风钻垂直 于管 中 心线方 向造 中5 0孔 ， 孔深 5 0 c m8 0 c m， 在孑 L 内插入 中4 8 钢管 。承重架每一组横杆与其对 应 的斜撑杆组 合成为一个 独立 的受力单 元 。 某一个受力单元拆除后，不影响承重架其它 单元的承载能力 。 ( 2 ) 缓降拌合管部位的加强架 由于缓降拌合管较之普通直管体积较 大 ， 并且在混凝土熟料运输中起到关键作用， 在整个使用周期内属于重点检查和维修保养 对象 ，故对该部 位在 普通承重架基础上搭设 加宽平台 ， 周边加宽 6 0 c m。 ( 3 ) 坡面管道与承重架连接 坡面管道荷载通过两种途径传递给承重 架 ： 直管段每隔6 m布设一个抱箍 ， 抱箍通 过横杆将荷载传递到承重架；缓降拌合腰 部通过横杆将荷载传递到承重架。 缓降 拌合 管及 管路 系 统均 固定 在 排架 上 ， 排架生根在岩石上 ， 为了确保安全 ， 整体 管路采用 中1 6 钢丝绳锚固在岩体上。 ( 4 ) 安装 安装 采用 自下而上的顺 序操作 ，从仓 面 E L 6 4 7以上 E L 6 5 0开始 ，底部 安装第一节缓 降拌合管， 向上每安装 3节( 9 m ) 直管后安装 一 节缓降拌合管。安装采用 的方法是 ： 从右岸 坝顶 E L 7 5 4布设一根牵 引主钢丝绳 ，坝顶端 头固定 ，坝底端头用推土机牵引，在右岸 E L 7 7 0 5平 台固定一台卷扬机作为副绳 ， 缓 降 拌合管在坝面通过滑轮与主绳连接，副绳牵 引缓降拌合管沿主绳向上滑动。到达安装部 位时， 坝面推土机沿主绳方向向后移动， 使缓 降拌合管落在安装位置。 ( 5 ) 人行爬梯检修通道及安全防护措施 表 1 检测数据统计表 时段 9月份 l 0月份 v c 值 5 _ 3 5 6 7 5 7 5 O 4 8 5 O 4 8 5 O 压实容重 2 4 6 o 2 4 7 0 2 4 7 O 2 4 8 0 2 5 1 4 2 4 9 0 2 5 2 0 2 5 5 0 2 5 5 0 ( 1 I ) v c 值 6 4 6 5 6 0 6 0 5 O 5 O 5 5 5 O 4 5 压实容重 ( m) 2 5 3 0 2 4 8 8 2 5 0 0 2 4 7 0 2 5 l 0 2 5 1 0 2 5 2 0 2 5 0 o 2 5 1 0 为了方便缓降拌合管在运行期的检修以 及保养 ， 在缓 降拌合 管支撑 架内设 交通爬梯 。 交通爬梯加工成标准节 ， 每个标准节长度 3 m， 宽度 6 0 e ra， 步距 3 0 e ra。踏步 以及梯梁均采用 L 5 0 3角钢 ， 共 3 8个标准节。 为了确保运输管道检修人员的安全， 对于缓 降拌合管承重架所有l缶 空面均采用安全网封闭。 5初步运行情况及 系统的改进 初步运行时输送系统稳 固可靠 ， 碾压混凝 土落料均匀 、无离析现象 ， V C值略有损失 ， 达 到了预期的输送要求。但运行中堵管、 击穿较 为频繁。经反复试验， 研讨， 试验， 成功地解决 了堵塞 、 击穿等 问题。 6运行效果及经济指标分析 系统管 内流速 4 m s ，出料 口骨料没有分 离 ， V C值满足碾压要求 ， 出口流量 1 2 0 m 3 h ， 满 足坝面强度需求。管路运行良好， 输送正常， 生产能力 大幅提高 ， 运行维修费用较低。浇筑 碾压混凝土 1 6 5 万 m ，混凝土质量经现场检 测完全满足规范 、 设计要求 ( 如表 1 ) 。可 以肯 定的是缓降拌合管垂直运输方案是可行的。 通过经济核算， 湖北恩施罗坡坝电站碾压 混凝土双曲拱坝垂直运输费用为 2 5 元 ， m ， 而合同的费用为 8 4 3 元 m ， 节约成本 5 9 3元 m ， 并且 省去 了拌合站到仓面的水平运输 ， 节 约成本 l 2元 ， m ，碾压混凝 土总量 为 2 O万 m ， 节约 总费用 3 5 8 6万元 。改进后的垂直运 输系统运行效果良好， 生产能力大幅提高， 班 产量达到8 0 0 m 9 0 0 r n 3 ，与前期投标时工期 相 比， 可缩短工期 2 2 5个月。 7结语 缓降拌合管垂直运输系统设施简单 、 安 装、 拆除方便， 便于施工和操作， 开创了 碾压混凝 土垂直运输的新思路， 解决了某些地形条件下碾 压混凝土垂直运输的难题， 具有较好的经济效益 和社会效益， 应用前景十分广阔。 湖北利川云口 碾压混凝土双曲拱坝也已采用这一方案。 从罗坡坝水电站工程实践看， 缓降拌合管 垂直运输系统适用于坝肩坡度在 6 3 。 一9 o 。 之间。 特别是在典型的“ v ” 形高边坡陡峭、 狭窄 河谷中 ，该运输系统不失为一种技术先进 、 经 济指标优越的碾压混凝土输送方案， 大可推广 使用 。陕西水利 ( 责任编辑 ： 黄灵芝) 构 的接缝 、 施 缝 、 变形缝 、 蜂 窝麻面及混凝土 收缩裂缝 等渗漏水 ，止水及 防水补漏效果显著 。高压注浆堵漏工法施工 工艺简单有效 ， 设备 体积 小巧 ， 不受防水补漏 施工场地大小限制。该工法技术成熟 ， 目前所 用 的注浆材料 、嵌缝材料都 已处于国内先进 水平， 有的甚至已达到国际水平。高压注浆堵 漏工法 中， 利用特殊 专业 的工艺 、 材料可对混 凝土裂缝进行补强 ，尤其对 大面积浇捣的混 凝土收缩而产生 的细小 裂缝也 能进 行防渗堵 漏处理 ， 达到很好的效果。 因本工程施工区域地层均为砂性土质， 坞室开挖前在坞室三面打深井降水 ，坞室完 成井点拆除后 ，发现地连墙接 头位置 衬砌墙 上有少量纵向裂缝并有渗水现象 ，需 要带水 操作堵漏 。成功地掌握 了带水操作化 学灌浆 防水堵漏施工这一特殊工艺 ，积 累了施 T经 验 ， 也值得推广应用 。 施工质量， 尽量降低不均匀性。除控制混凝土制 5 预防坞室衬砌墙裂缝的几点建议 备 和 运输中 的 质量 外， 还要 注j 薛 ? 昆 凝 土浇 筑 时防 止离析 ， 振捣密实以免墙内出现薄弱面而产生裂 根据本工程实际施工经验积累 ， 在施工过 程中遇到 的一些问题， 通过对问题的分析研究 以及优化高压注浆堵漏施工技术方案， 解决了 遇到的施工技术问题， 同时提 出一些建议 。 施工过程中除特殊情况外 ，一般宜采用中、 粗砂 ， 含泥量不大于 2 的碎石或卵石。 掺人微膨 胀剂 ， 配制补偿收缩混凝土 ， 本工程采用 J M m 型混凝土高效增强剂，常用掺量为 6 8 ， 不 得预先用水溶解， 应与水泥、 砂石一同加人搅拌 机中， 搅拌时问适当延长。 类似地下连续墙， 施工 时应注意接口质量， 清孔要彻底， 浇筑要及时， 防 止夹砂现象。衬砌墙施工前应检查地连墙质量 ， 发现地连墙接口处有夹层裂缝时应预先处理， 避 免衬砌完成后发现渗水再处理 ， 这样无论是处理 难度还是经济角度都大为增加。 严格控制混凝土 缝 。对于衬砌墙侧墙板拆模时间保证不少于 5 d ， 并在未拆模前保持湿养护。对于有阳光直射、 水 分易散失的墙醢用土工布覆面， 温度陡降不超 过 I O C ， 浇水养护， 应保持混凝土 表面持续湿润， 养护时间不少于施工规范的规定。 6结论 水利工程施工中遇到的裂缝渗漏现象历 来是工程中的难点， 随着科学技术的发展， 新技 术新材料的推广应用， 各种各样的处理方法层 出不穷。 但是， 只有结合实际情况， 合理选用施 工方法， 才是确保工程质量的根本。陕西水利 ( 责任编辑： 黄灵芝 )