老撾南坎2水電站堆石壩面板混凝土機械一體化快速施工技術

陳 行, 李 超, 徐 應 中

(中國水利水電第十工程局有限公司 工程管理部，四川 成都 610072)

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老撾南坎2水電站堆石壩面板混凝土機械一體化快速施工技術

陳 行, 李 超, 徐 應 中

(中國水利水電第十工程局有限公司 工程管理部，四川 成都 610072)

老撾南坎2水電站堆石壩面板混凝土工程創新研制了適用于堆石壩面板混凝土機械一體化快速施工新技術，改變了堆石壩面板混凝土收面抹光的傳統工藝，從而大大提高了混凝土表面的施工質量，節約了工期和人工成本。

堆石壩;面板;機械一體化;施工技術；南坎2水電站

1 工程概況

老撾南坎2水電站位于老撾瑯勃拉邦東南約30 km的Nam Khan河上，是Nam Khan河原規劃三個梯級電站中的第2級，壩址距省城瑯勃拉邦約56 km，距首都萬象約396 km。水庫總庫容為7.508億m3，調節庫容為2.291億m3；正常蓄水位高程475 m，相應庫容6.862億m3，具有年調節能力，為二等大(2)型工程。

該大壩工程為混凝土面板堆石壩，壩頂全長365 m，最大壩高136 m，壩頂寬10 m。面板為鋼筋混凝土結構，坡比為1∶1.4，共有28塊，最大坡長225.5 m。面板厚度從下到上逐漸變薄，底部最大厚度為75 cm，頂部厚30 cm，面板配筋率為0.3%～0.4%，采用雙層雙向配筋。面板分塊施工布置情況見圖1。

圖1 堆石壩面板混凝土分塊施工布置圖

2 傳統工藝施工

該大壩混凝土面板工程計劃分為一、二期面板施工，一期面板施工已經采用傳統的施工方法完成，二期面板共劃分為28塊，最大坡長116 m，混凝土工程量約為20 000 m3，鋼筋安裝 量 約 為 2 100 t，按照該工程大壩蓄水要求，其二期面板混凝土工程必須在5～6個月時間內完成。

傳統堆石壩面板混凝土抹光施工方法為：

(1)大壩坡面安裝側模，倉號內人工綁扎鋼筋，鋼筋由小型卷揚機牽引的運料小車從壩頂運輸到綁扎地點，人工搬運綁扎。

(2)安裝平板滑模進行面板混凝土滑模施工，滑模由壩頂固定式卷揚機牽引。

(3)滑模施工時，混凝土抹面由在滑模后部平臺上的工人進行抹面收光。

目前國內、外傳統的施工方法存在以下不足之處：

(1)施工進度問題：鋼筋運輸安裝工序消耗掉了大量的勞動力，其施工進度受到鋼筋運輸、布料和人員因素的影響；牽引滑模的卷揚機為固定式且移位安裝較繁瑣，滑模模體施工時跳倉移位(跳塊)全靠人工操作，移位速度太慢，較大程度影響施工進度。

(2)施工安全問題：小型卷揚機牽引的運料小車為單機、單點牽引方式，壩面鋼筋運輸量需求大、但小車運量小且次數多，須反復操作，非常不安全，曾多次出現因鋼絲繩鉸斷等原因而導致小車下溜的危險事故。對于滑模模體跳倉移位和下放到塊號啟滑點傳統的做法主要是由人工撬動，極不安全，而且傳統的施工方法各工序投入的人員較多，大量的人員在斜坡上操作存在較大的安全隱患。

(3)混凝土面板施工質量缺陷問題：在斜坡上由人工綁扎的鋼筋精度不易得到保證，抹面需要投入多個人工收面。但人工修抹質量受人為因素影響大，施工后混凝土表面粗糙，經常出現凹凸不平的現象，修抹質量不能持續得到保證。

3 混凝土面板機械一體化快速施工技術

按照傳統的施工方法進行施工已不能滿足大壩二期面板施工工期要求，且施工過程質量和施工安全不易得到保障。因此，我公司老撾南坎2水電站施工項目部決定在該大壩二期面板施工中將目前實施的面板澆筑施工方法進行優化，創新使用新技術，研制了適用于該堆石壩面板混凝土機械化快速施工新技術以滿足施工進度要求。

(1)斜坡倉號鋼筋網塊安全、快速運輸、安裝施工方法：

將原由人工在面板斜坡上綁扎鋼筋的施工方法改為平地工廠內標準化生產制作鋼筋網塊。網塊按施工圖紙在生產車間內預制綁扎完成后，經汽車、吊車、鋼筋輸送安裝車輸送到斜坡安裝點，再由少量人工進行網塊間的鋼筋搭接安裝。該施工方法研究了鋼筋網塊工廠制作、運輸轉送(特別是斜坡轉送)和快速搭接鋼筋網塊關鍵點，確保了鋼筋預制安裝速度和鋼筋網塊安裝精度要求。

(2)滑模脫模混凝土面板機械修抹施工工藝：

創新研制了面板堆石壩每倉號面板自動修抹機，用于面板脫模混凝土的修整抹面。該機械修抹工作時靠電機、減速機帶動優化設計后的修抹刀轉動，通過卷揚機牽引能夠全線段機械化修抹，具有速度快、效果好、修抹精度高及工作線段長的優點，改進了過去由人力施工造成的混凝土表面粗糙且經常出現凹凸不平的質量缺陷問題，大大節約了人工成本和施工工期。

(3)實現斜坡面板施工機械設備牽引和快速跳倉轉運一體機械化施工方法：

對于如何將牽引鋼筋輸送安裝車、原面板滑模、自動修抹機等三種壩面施工機械合理、快速地使用和轉運，為壩面混凝土跳倉轉運和施工提供平臺。經創新設計，研發了壩頂縱向移動橫向牽引車。

該牽引車重20 t，側向為斜坡式桁架結構，由電動機、減速機帶動臺車移動。牽引車通過沿壩軸線方向布置軌輪，可沿壩軸線方向移動；牽引車底部平臺沿分塊面板軸線方向安裝2臺5～8 t卷揚機；在牽引車斜坡桁架上設置了與大壩運行設備(面板施工鋼筋輸送安裝車、多功能面板滑模、全線段自動俢抹機)同型輕軌進行對接，通過由牽引車上的卷揚機與壩面運行設備配套組合工作，可以實現壩面分塊混凝土快速跳倉施工，解決了固定式牽引卷揚機移位安裝繁瑣、壩面分塊混凝土靠吊車和人工進行跳倉移位(跳塊)的施工難題，實現了將壩面施工設備的牽引和快速跳倉轉運合成為機械一體化。堆石壩面板混凝土滑模及修抹機施工、轉移情況見圖2。

圖2 堆石壩面板混凝土滑模及修抹 機施工、轉移布置圖

4 新技術及成套設備技術性能指標

(1)實現鋼筋平地網塊制作、斜坡倉號快速運輸及對接安裝施工技術。所實現的鋼筋平地網塊制作精度誤差小于1 cm，對接安裝精度誤差小于1～2 cm，制作安裝鋼筋的人工用量比傳統方法減少30%。所研制的液壓升降、液壓操作及運輸和對接網塊的鋼筋輸送安裝車行走速度為5～8 m/min，并且具備設計要求的運行平穩、操作便捷、故障率低、安全可靠的性能。

(2)實現多功能面板滑模技術。滑模施工時下行為有軌快速到位，上行為無軌滑模施工，還具備與自動修抹機進行位置交換功能，使得自動修抹工藝不影響面板三角體滑模施工的順利進行。所研制的多功能面板滑模應具備設計要求的下行行走速度為3～4 m/min，具備運行平穩、故障率低、安全可靠的性能。

(3)實現堆石壩面板全線段自動修抹機械化施工技術，將傳統滑模施工人工抹面工藝改為機械化修抹工藝，比傳統人工抹面工作量減少了30%～40%。所研制的全線段自動修抹機具備設計要求的所有動作功能，下行行走速度為3～4 m/min，修抹行走速度為1 m/min，具備運行平穩、故障率低、安全可靠的性能指標，修抹機抹刀為無極調速，能夠將滑模脫模后的混凝土凹凸不平的缺陷基本修抹平整。

(4)實現壩頂縱向移動橫向牽引臺車技術。該項技術能加快壩面設備和牽引機械(卷揚機)在各塊號之間的跳倉轉運速度，行走速度為2～3 m/min，實現了壩面施工設備牽引移動和轉運一體機械化。研制的縱向移動橫向牽引臺車具備設計要求的所有動作功能，具備運行平穩、故障率低、安全可靠的性能。

5 新型成套設備的施工質量和安全保證

針對傳統面板堆石壩面板混凝土施工缺點和單套設備移動轉移不方便、設備利用率不高等不足之處，研究開發了面板混凝土施工新技術及新型成套設備，有利于提高我國面板堆石壩面板混凝土工程施工技術水平。

堆石壩混凝土面板施工鋼筋輸送安裝車的創新研制，將傳統的壩面人工斜坡鋼筋安裝綁扎方法改變為工廠平面鋼筋網塊標準化制作、壩面機械安裝的方法，大大提高了鋼筋制作安裝的質量。

創新研制的面板堆石壩全線段面板自動修抹機用于面板脫模混凝土修整抹面，實現了斜坡平板滑模修抹機械化施工，不僅改進了投入較多人力施工的問題，而且解決了混凝土表面粗糙、凹凸不平的質量問題，混凝土的表面施工質量得到了極大程度地提高。

壩頂縱向移動橫向牽引臺車的研制，使得壩面設備可以縱橫向全方位行走，改變了傳統平板滑模需用人工撬動的土辦法，跳倉轉運實現了機械化，加快了壩面設備移動以及其在各塊號之間的轉運速度，從而大大提高了坡面運輸的安全性，節省了大量的人工操作，安全隱患大大減少。

6 結 語

經測算，面板堆石壩面板混凝土施工新技術及新型成套設備施工技術的應用，使老撾南坎2水電站堆石壩二期面板工程節約了2個月工期，使電站溢洪道泄槽溢流面工程工期節約了30 d。測算節約工程施工投資約80萬美元。

堆石壩面板混凝土機械一體化快速施工技術在國內均無成熟和成功的施工經驗可循，公司以老撾南坎2水電站堆石壩面板混凝土工程為依托，研制并成功指導了該施工技術的運行實施，既確保了該工程在確定工期的完美履約，又改進了國內同類水電站堆石壩面板施工工藝，為面板混凝土施工在類似的建筑工程中的推廣應用具有重要的意義。

(責任編輯：李燕輝)

2016-08-15

TV7;TV52;TV641.4

B

1001-2184(2016)05-0021-03

陳 行(1985-)，男，四川成都人，工程師，學士，從事水利水電工程施工技術與管理工作；

李 超(1986-)，男，河南鶴壁人，工程師，學士，從事水利水電工程施工技術與管理工作；

徐應中(1973-)，男，四川巴中人，高級工程師，學士，從事建設工程施工技術與管理工作.