桐子林水電站混凝土澆筑設(shè)備淺析

鐘 汶 均，　胡 志 國(guó)，　成 義 娟，　林 芳 芳

(1.中國(guó)人民武裝警察部隊(duì) 水電第九支隊(duì)，四川 成都　611130；2.中國(guó)人民武裝警察部隊(duì) 水電第三總隊(duì)，四川 成都　611130)

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桐子林水電站混凝土澆筑設(shè)備淺析

鐘 汶 均1，胡 志 國(guó)1，成 義 娟2，林 芳 芳2

(1.中國(guó)人民武裝警察部隊(duì) 水電第九支隊(duì)，四川 成都611130；2.中國(guó)人民武裝警察部隊(duì) 水電第三總隊(duì)，四川 成都611130)

水工混凝土具有體積大、工程量大、建設(shè)工期長(zhǎng)、溫控要求高的特點(diǎn)。使用何種混凝土入倉(cāng)設(shè)備是確保施工進(jìn)度以及混凝土澆筑質(zhì)量的一個(gè)重要保障。介紹了澆筑混凝土的適用設(shè)備范圍，供類似工程選擇混凝土澆筑方案時(shí)參考。

混凝土；澆筑設(shè)備；淺析；桐子林水電站

1　桐子林水電站工程概述

桐子林水電站位于四川省攀枝花市鹽邊縣境內(nèi)，是雅礱江梯級(jí)電站開發(fā)中的最下游一級(jí)，是以發(fā)電為主的綜合水利樞紐工程，由左右岸擋水壩、河床式發(fā)電廠房、泄洪沖沙閘等建筑物組成。電站裝機(jī)容量為600 MW，水庫(kù)正常蓄水位高程1 015 m，相應(yīng)庫(kù)容0.912億m3。混凝土澆筑總量為124.47萬(wàn)m3。桐子林水電站混凝土澆筑主要使用了門機(jī)(MQ900/30、DMQ540/30)、移動(dòng)式布料機(jī)、軌道式布料機(jī)及長(zhǎng)臂反鏟。

2　水工混凝土特點(diǎn)

水工建筑物混凝土有其自身的特點(diǎn)及要求，進(jìn)而決定了施工時(shí)對(duì)設(shè)備選擇的要求。主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

(1) 工程量大，建設(shè)工期長(zhǎng)，澆筑強(qiáng)度大。大中型水利水電工程的混凝土工程量通常都有幾十萬(wàn)至幾百萬(wàn)m3，一般需要3～5 a或更多的時(shí)間才能完成。 從而要求配置的混凝土澆筑設(shè)備要滿足高強(qiáng)度的施工要求。

(2)溫控要求高。水工建筑物主要為大體積混凝土，施工期溫控是一項(xiàng)非常重要的內(nèi)容。除采用優(yōu)化混凝土配合比、混凝土拌制中預(yù)冷卻、分塊分縫澆筑、養(yǎng)護(hù)期保溫或通冷卻水散熱等工程措施外，選擇合適的入倉(cāng)手段，減少混凝土澆筑前的溫升也是一個(gè)重要的措施。

(3)場(chǎng)地等施工受限較大。水工混凝土施工多為大范圍、露天作業(yè)且多位于高山峽谷地區(qū)，施工運(yùn)輸和施工機(jī)械的布置往往受到地形、地質(zhì)水文氣象等自然條件的限制。

3　水工混凝土入倉(cāng)設(shè)備的比較分析

隨著科學(xué)技術(shù)和施工設(shè)備的不斷進(jìn)步，水利水電工程施工中也逐漸應(yīng)用了許多新式設(shè)備。但由于水工混凝土的特性原因，目前以門塔式起重機(jī)、纜機(jī)、膠帶機(jī)三種主導(dǎo)機(jī)械類型為主的垂直入倉(cāng)的施工方案格局沒有改變。因此，在選定水利水電工程混凝土施工設(shè)備時(shí)必須從經(jīng)濟(jì)角度和單個(gè)倉(cāng)位的入倉(cāng)強(qiáng)度考慮。筆者對(duì)幾種常用設(shè)備的性能及優(yōu)缺點(diǎn)做一比較分析，供施工組織時(shí)在選擇類似工程混凝土澆筑方案時(shí)參考。

3.1纜機(jī)

纜機(jī)具有跨距大、生產(chǎn)效率高、工作范圍大、使用時(shí)間長(zhǎng)、效率高，還可承擔(dān)鋼筋、模板、壓力鋼管及各種金結(jié)、機(jī)電等構(gòu)件的吊運(yùn)和安裝等特點(diǎn)，主要適合于高山峽谷中澆筑大級(jí)配、鋼筋含量少的低流態(tài)大壩混凝土。使用時(shí)不需要架設(shè)棧橋，受導(dǎo)流方案的影響小，有利于初期施工。

缺點(diǎn):制造、安裝周期長(zhǎng)，設(shè)置塔架平臺(tái)工程量大，價(jià)格較高，通用性差。

3.2膠帶機(jī)及塔帶機(jī)

(1)膠帶機(jī)。膠帶機(jī)是一種構(gòu)造簡(jiǎn)單的輕型運(yùn)輸設(shè)備，就位方便，具有設(shè)備投資低，對(duì)基礎(chǔ)和支架的堅(jiān)固程度要求較低，對(duì)地形變化適應(yīng)能力強(qiáng)，生產(chǎn)效率高等特點(diǎn)。適應(yīng)混凝土量大、鋼筋含量少的低流態(tài)大壩混凝土施工或較長(zhǎng)的混凝土導(dǎo)墻。

移動(dòng)式膠帶機(jī)包括門式、輪胎式、履帶式等。移動(dòng)式膠帶機(jī)結(jié)構(gòu)輕巧、移動(dòng)靈活，入倉(cāng)強(qiáng)度高，但澆筑高度有限，同時(shí)還需修筑專門的施工道路至倉(cāng)位附近，主要作為混凝土入倉(cāng)的輔助手段。

缺點(diǎn)：混凝土在運(yùn)輸及卸料時(shí)容易產(chǎn)生骨料分離，薄層運(yùn)輸混凝土與大氣接觸面積大，對(duì)混凝土溫控不利。運(yùn)行時(shí)，在倉(cāng)內(nèi)需要搭設(shè)膠帶機(jī)支撐架，且該支撐架一般都埋在混凝土內(nèi)而不能回收，從而增加了施工成本；建筑物越高，搭設(shè)的支撐架就越多，在施工高度較大的混凝土結(jié)構(gòu)時(shí)，膠帶機(jī)也就失去了優(yōu)勢(shì)。

(2)塔帶機(jī)。塔帶機(jī)是將塔機(jī)和膠帶機(jī)有機(jī)結(jié)合而成的一種大壩混凝土澆筑設(shè)備，它將混凝土水平運(yùn)輸、垂直運(yùn)輸及倉(cāng)面布料功能融為一體，適用于連續(xù)高強(qiáng)度混凝土施工。使用時(shí)必須有與之相適應(yīng)的混凝土平倉(cāng)設(shè)備、運(yùn)輸管理及技術(shù)措施，否則容易造成骨料分離、混凝土振搗不及時(shí)而導(dǎo)致混凝土不密實(shí)的質(zhì)量事故。但由于設(shè)備購(gòu)置費(fèi)用高，一般在綜合性大型工程及混凝土量大的工程中使用，才能顯示出其優(yōu)越性，而中小型工程出于性價(jià)比的原因一般很少使用。

3.3塔機(jī)與門機(jī)

(1)塔機(jī)。塔機(jī)分為固定式和移動(dòng)式兩種，小型塔機(jī)占地面積比門機(jī)小；大型塔機(jī)和門機(jī)占地面積差不多。

優(yōu)點(diǎn)：覆蓋范圍比門機(jī)稍大，具有自身重量輕、安裝拆除方便、覆蓋范圍大等優(yōu)點(diǎn)。

缺點(diǎn)：塔機(jī)入倉(cāng)強(qiáng)度和起重量小，當(dāng)混凝土澆筑單元大，入倉(cāng)強(qiáng)度高時(shí)，塔機(jī)無(wú)法滿足施工要求。因此，混凝土量相對(duì)較小、范圍較大、建筑物高度有要求的水工建筑物可選擇塔機(jī)入倉(cāng)。

(2)門機(jī)。門機(jī)是定型設(shè)備，具有機(jī)械性能和生產(chǎn)效率比較穩(wěn)定、產(chǎn)量高、拆卸及安裝快、起重量大等特點(diǎn)。可直接用立罐或臥罐吊運(yùn)混凝土入倉(cāng)，一次性投資比纜機(jī)小，不需要調(diào)節(jié)混凝土的配合比及級(jí)配，從而為工程總報(bào)價(jià)節(jié)約成本。門機(jī)在水電工程混凝土施工中占據(jù)主導(dǎo)地位，是大、中型水利水電工程中用的最多的一種起吊設(shè)備，同時(shí)其還可用于金屬結(jié)構(gòu)吊裝。主要適用于河床寬、混凝土工程量大、澆筑強(qiáng)度高、工期長(zhǎng)的大壩工程，特別是閘壩、電站廠房、船閘等水工建筑物。

在河床式水電站建設(shè)過程中，往往伴隨著土建施工，還要交叉進(jìn)行金屬結(jié)構(gòu)、機(jī)電設(shè)備的安裝等，對(duì)于大噸位進(jìn)、出口閘門的安裝和主廠房?jī)?nèi)肘管、蝸殼、水輪機(jī)的安裝，門機(jī)的起重優(yōu)勢(shì)是其它設(shè)備不可替代的。

缺點(diǎn)：運(yùn)送混凝土的控制范圍有限，布置在基坑中的門機(jī)常受洪水威脅和導(dǎo)流方式的影響，拆安次數(shù)較頻繁，工程投資稍高。

3.4其他入倉(cāng)設(shè)備

(1)混凝土泵。混凝土泵一般要求混凝土坍落度為8～14 cm或更大，最大骨料粒徑不能超過導(dǎo)管內(nèi)徑的1/3，不允許出現(xiàn)超徑骨料。但由于水工混凝土特別是建筑物下部結(jié)構(gòu)一般體積比較大，設(shè)計(jì)要求下部混凝土為大級(jí)配、低限度和低水泥用量，而混凝土泵無(wú)法滿足此要求。因此，混凝土泵一般僅作為廠房、閘墩上部薄壁結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)較小部位施工的輔助手段或其他設(shè)備不易達(dá)到的部位。

(2)泵車。泵車占地面積不大、移動(dòng)靈活、入倉(cāng)強(qiáng)度大，覆蓋范圍較大，在澆筑范圍較大的薄壁結(jié)構(gòu)時(shí)很適用，但要澆筑大體積下部結(jié)構(gòu)時(shí)和混凝土泵一樣，也是坍落度要求高，臺(tái)班費(fèi)用亦較高，故在大體積結(jié)構(gòu)中不使用混凝土泵車入倉(cāng)，一般只將其作為結(jié)構(gòu)較小的薄壁結(jié)構(gòu)或其他設(shè)備不易達(dá)到的部位的輔助手段使用。

(3)長(zhǎng)臂反鏟。近年來，長(zhǎng)臂反鏟廣泛應(yīng)用于水工大體積基礎(chǔ)混凝土施工，從施工實(shí)踐看，長(zhǎng)臂反鏟移動(dòng)靈活方便，入倉(cāng)強(qiáng)度高，也能輔助解決布料平倉(cāng)的問題；適用于水工混凝土大級(jí)配、低流動(dòng)性的要求，對(duì)溫控防裂及經(jīng)濟(jì)成本控制極為有利。在解決高度3～4 m范圍內(nèi)的基礎(chǔ)混凝土施工中，長(zhǎng)臂反鏟具有明顯的優(yōu)勢(shì)；但當(dāng)高度超過3～4 m時(shí)，長(zhǎng)臂反鏟需要在倉(cāng)外回填加高施工場(chǎng)地輔助完成施工，進(jìn)而增加了施工程序，同時(shí)亦會(huì)占?jí)合噜彽墓ぷ髅妫袝r(shí)會(huì)影響工期。

(4)汽車入倉(cāng)。汽車入倉(cāng)一般不用于常態(tài)混凝土入倉(cāng)，主要用于碾壓混凝土的澆筑，需修筑好混凝土的運(yùn)輸?shù)缆贰?/p>

4　結(jié)　語(yǔ)

雖然近些年不斷有新式入倉(cāng)設(shè)備應(yīng)用到水利水電工程的施工中，但受水工混凝土特性的影響，特別是低水泥、低流態(tài)、大級(jí)配澆筑混凝土的特點(diǎn)，傳統(tǒng)的水工混凝土入倉(cāng)設(shè)備依然發(fā)揮著不可替代的作用。但不同的工程類型、不同的施工階段最佳的設(shè)備組合是綜合工期、經(jīng)濟(jì)成本、項(xiàng)目管理需要等綜合因素后確定的。特別是門機(jī)，雖然

總體適用于閘壩式工程，但不同高度范圍的閘壩工程門機(jī)的選型及適用范圍是有所差異的。

(責(zé)任編輯：李燕輝)

2016-07-12

TV7;TV544;TV53+6

B

1001-2184(2016)04-0063-02

鐘汶均(1978-)，男，四川南充人，工程師，學(xué)士，從事水利水電工程施工技術(shù)與管理工作；

胡志國(guó)(1977-)，男，河北唐山人，工程師，學(xué)士，從事水利水電施工技術(shù)與管理工作；

成義娟(1985-)，女，貴州遵義人，工程師，學(xué)士，從事水利水電工程施工技術(shù)與管理工作；

林芳芳(1985-)，女，安徽天長(zhǎng)人，工程師，學(xué)士，從事水利水電工程施工技術(shù)與管理工作.

[1]全國(guó)水利水電施工技術(shù)信息網(wǎng).水利水電工程施工手冊(cè) 第3冊(cè)[M].北京:中國(guó)電力出版社,2002.

[2]中國(guó)水利水電工程總公司.工程機(jī)械使用手冊(cè)[M].北京:中國(guó)水利水電出版社,1997.