真空溜槽在高摩贊大壩中的應(yīng)用

劉章騰

(中國水利水電第七工程局有限公司，四川成都 610081)

1 概述

高摩贊大壩樞紐工程位于巴基斯坦西北邊境省境內(nèi)的印度河支流——Gomal Zam河上，工程以灌溉為主，兼顧防洪發(fā)電。高摩贊大壩壩址兩岸狹窄，岸坡陡峭，呈V形河谷，壩體為碾壓混凝土拱形重力壩，壩頂高程763 m，最大壩高133 m，壩頂全長231 m，壩基最大長度42 m，壩體最大厚度78 m。

大壩混凝土約47萬m3，其中碾壓混凝土為40.4萬m3，澆筑方法采用斜層平推法，入倉方式根據(jù)地形特點(diǎn)和系統(tǒng)布置如下:

(1)高程630～696.6 m澆筑采用自卸汽車直接入倉;

(2)高程696.6～736 m澆筑采用自卸汽車水平運(yùn)輸，真空溜槽垂直運(yùn)輸入倉，再結(jié)合倉內(nèi)汽車倒運(yùn)，其運(yùn)輸總量約12.5萬m3，占大壩總工程量的26.6%，澆筑高程39.6 m，占最大壩高的29.8%;

(3)高程736～762 m澆筑采用自卸汽車與皮帶機(jī)聯(lián)合運(yùn)輸?shù)娜雮}方式;

(4)施工過程中，對于導(dǎo)墻及進(jìn)水口等部位部分常態(tài)混凝土采用混凝土拖泵與塔機(jī)吊罐輔助的方式進(jìn)行澆筑。

2 真空溜槽布置及結(jié)構(gòu)

真空溜槽布置在左岸壩肩，混凝土運(yùn)輸最大高差66.6 m，采用兩級式，一級料斗+皮帶機(jī)，料斗容積15 m3，65 cm帶寬皮帶機(jī)長15 m，機(jī)頭下接10 m象鼻溜筒，二級料斗+真空溜槽，料斗容積8 m3，半徑26 cm溜槽長44 m，角度51°，真空溜槽尾部彎管下接10 m象鼻溜筒，設(shè)計澆筑強(qiáng)度為150 m3/h，實(shí)際布置情況見圖1。

圖1 溜槽布置示意圖

3 真空溜槽的安裝

真空溜槽安裝前進(jìn)行基礎(chǔ)澆筑，單個基礎(chǔ)尺寸為1.2 m ×1.2 m，錨桿 8 根，φ25，二級配 C20常態(tài)混凝土，預(yù)埋鋼板1 m×1 m，5個立柱基礎(chǔ)均設(shè)在半山坡上。

真空溜槽安裝平臺為左岸高程763 m上游平臺及高程693 m倉內(nèi)平臺，從上至下采用80 t汽車吊進(jìn)行安裝。

施工程序可概括為:澆筑基礎(chǔ)，預(yù)埋鋼板→吊裝立柱→吊裝下料斗及操控系統(tǒng)→吊裝皮帶機(jī)及象鼻溜筒→吊裝上料斗及操控系統(tǒng)→吊裝溜槽、蓋帶及下象鼻溜筒→試運(yùn)行投入使用。

4 真空溜槽的改進(jìn)及應(yīng)用效果

(1)安裝過程中，發(fā)現(xiàn)原設(shè)計固定皮帶機(jī)的一榀V形支撐、支腿均布置在皮帶機(jī)一側(cè)，處于偏心受壓狀態(tài)，穩(wěn)定性差，不安全，后取消了原設(shè)計，采用鋼絲繩斜拉的方法，更為簡便與經(jīng)濟(jì)。

(2)設(shè)計皮帶機(jī)向下傾斜8°，實(shí)際安裝成水平，造成原購買了10 m象鼻溜筒長度不足及象鼻溜筒下料徑直撞擊下料斗下游壁，遂用鉚釘加長了象鼻溜筒3 m，減小了象鼻溜筒底部與下料斗的距離，減少了骨料分離;其次，皮帶機(jī)運(yùn)輸碾壓混凝土經(jīng)象鼻溜筒下泄，高差約15 m，將長期對下料斗產(chǎn)生巨大的沖擊力，首次運(yùn)行時，僅運(yùn)送了500 m3混凝土下料斗就被擊穿，后經(jīng)逐步改進(jìn)，在擊穿處增加了16 Mn鋼板，其上再覆蓋抗磨橡膠板，每次澆筑前進(jìn)行檢查更換，后期運(yùn)行中，該部位未造成任何影響。

(3)首次運(yùn)行時，僅輸送了100 m3混凝土真空溜槽下部彎頭處象鼻溜筒就被擊穿，拆卸后發(fā)現(xiàn)，下部彎頭設(shè)計過短，造成真空溜槽下泄的混凝土直接撞擊象鼻溜筒，隨后焊接鋼筋及鋼板延長彎頭以保護(hù)象鼻溜筒，但是在第一倉澆筑1.3萬m3混凝土的時候6次擊穿該部位，后將該部位的16 Mn鋼板加厚到7 cm，且每次澆筑前進(jìn)行檢查加固，運(yùn)行中該部位再未出現(xiàn)不良情況。

(4)前期運(yùn)行中，真空溜槽堵料嚴(yán)重且稀料比干料易堵，二級配比三級配易堵，堵料最為嚴(yán)重的是下料斗與真空溜槽連接段下部，連接體長2 m，連接體上部與料斗螺栓連接，實(shí)現(xiàn)平滑過渡，而連接體下部與溜槽焊接，且接縫處有1 cm凸起，混凝土開始時下泄速度很低，凸起處細(xì)料越集越多，造成該部位反復(fù)堵料。施工中處理一次堵料需耗時3～4 h，后經(jīng)對凸起部位進(jìn)行調(diào)整和打磨，以及料斗合理的開合及震動器正確的使用，堵料問題明顯減少。

(5)溜槽內(nèi)耐磨襯板的材質(zhì)為16 Mn鋼材，襯板厚8 mm，實(shí)踐表明:溜槽內(nèi)多數(shù)襯板的磨損程度是不一致的，個別襯板先磨穿。開倉前，需對襯板進(jìn)行修補(bǔ)，修補(bǔ)時最好整張?zhí)鎿Q。因?yàn)樾扪a(bǔ)時突出的部分很容易引起堵料，同時也會增加骨料對襯板的磨損。

(6)在真空溜槽使用中，除輸送能力外，核心問題還有骨料分離，實(shí)踐表明:VC值大比VC值小易分離、三級配比二級配易分離、粗骨料多的比粗骨料少的易分離、使用前期(溜槽長)比使用后期(溜槽短)易分離。高摩贊大壩為富膠凝材料類型，VC值在5～7 s時具有較好的工作性，本身具有較好的粘聚性和抗分離能力，保持下料高度在2 m以內(nèi)(距車廂底部)，集中均勻放料，控制在2～3 m3/min時，骨料分離能有效控制。

(7)真空溜槽在用于輸送碾壓混凝土的同時也輸送常態(tài)混凝土，當(dāng)塌落度為7～9 cm時，輸送效果最佳，下泄順暢、不堵料，骨料不分離，漿液無飛濺，和易性較好。

5 結(jié)語

真空溜槽在高摩贊大壩中使用共計10倉，實(shí)際輸送能力為1 113～1 991 m3/d，平均為1 628 m3/d，實(shí)測最大單日輸送2 200 m3，最大小時輸送135 m3，整個使用過程中平均小時輸送68 m3，效率為45%。前期真空溜槽暴露的各種問題制約了輸送量，后期倉面結(jié)構(gòu)復(fù)雜、左右向變長而上下游向變窄，倉內(nèi)設(shè)備掉頭困難，客觀上降低了真空溜槽的使用效率。

真空溜槽在高摩贊大壩的應(yīng)用以及保證碾壓混凝土良好工作性能的情況下，解決了V形河谷陡峭混凝土運(yùn)輸困難的問題，實(shí)現(xiàn)了預(yù)期的進(jìn)度與質(zhì)量目標(biāo)，取得了較佳的經(jīng)濟(jì)效益。