倒流河水库碾压混凝土满管溜槽设计与施工

李光海，冉 蓉

(中国水利水电第五工程局五分局，成都，610066)

1 概述

叙永县倒流河水库工程位于距叙永县城83.0km的观兴乡海水村5社的倒流河墨鱼尖处。首部枢纽碾压混凝土双曲拱坝主要由左岸非溢流坝段，溢流坝段、右岸非溢流坝段和坝下护坦组成。坝顶高程1043.0m，坝顶宽度5.0m，坝顶弧长191.29m(右坝肩扩挖后)，最大坝高60.0m，坝底宽度20.0m，建基高程983.00m。坝肩两侧山体陡峭，施工环境十分复杂。施工中混凝土的输送采取了满管溜槽方案。

满管溜槽布置在挡水坝左岸拱肩端，高程1012.0m～1043.0m，满管长度为44.0m，溜槽与水平面的夹角为45°。为了保证溜槽下料坡度且减少支撑结构高度，经过现场实际查看及研究后决定，前期将左岸坝肩槽从高程1034m位置以上坝体碾压混凝土变为常态，并先行对该块混凝土进行浇筑，同时将该块混凝土内侧顶端浇筑成U型槽阶梯状，形成左岸满管溜槽授料斗底座，料斗安装在U型槽底座上。满管溜槽主要为高程1012.0m～1043.0m的挡水坝施工供料。满管溜槽布置见图1所示。

图1 满管溜槽布置

2 满管溜槽设计

2.1 授料斗设计

大坝碾压混凝土采用自卸汽车运输，每车运输量10m3，为避免倒料过程洒料，料斗容量设计为12m3。授料斗面板和肋板选用δ=8mm钢板，用［10mm槽钢作为加强板。左岸授料斗安装在左岸坝端的平台位置，采用坝肩U型槽底座将授料斗架设，然后采用预埋在混凝土中的插筋进行加固。具体形式见图2、图3、图4所示。

图2 授料斗安装俯视图

图3 授料斗安装剖面图

图4 授料斗连接侧面剖视图

2.2 溜槽标准段设计

满管溜槽槽身设计为矩形断面，用钢板加工而成。拌合系统混凝土生产能力约为180m3/h，满管溜槽混凝土输送最佳速度为0.3m/s～0.7m/s。本工程混凝土输送速度选取0.3m/s，根据公式Q=a2ν，得:

式中:Q—混凝土流量(m/h);

ν—混凝土流速(m/s);

a—正方形断面的边长(m)。

计算所得溜槽断面尺寸太小，运行时容易堵管，参考类似工程，选定标准管段断面为800mm×800mm，长度为3000mm，选用厚度为10mm的钢板加工。法兰盘采用δ=12mm钢板加工。

2.3 弧形门设计

根据类似工程经验，弧形闸门选用单开液压弧形闸门，根据满管溜槽的断面尺寸由具有相关资质的厂家加工。混凝土浇筑层为3.0m，自卸车底板距地面高度为1.5m，出料口距料堆高度不大于1.5m，弧形闸门安装高度约为6m。考虑到浇筑混凝土时，出料口距地面高度超出1.5m，很容易引起混凝土骨料分离，影响混凝土施工质量。为了解决这个问题，可以在出料口增设布料管，使出料口距料堆高度保持在1.5m以内，随着混凝土的上升，取掉增设管段进行混凝土输送。

2.4 支撑架设计

左右岸坝肩槽满管溜槽选用［20mm槽钢作为骨架，［10mm槽钢进行支撑，支撑槽钢固定于拱端岸坡锚杆上(φ32mm，L=3.0m，外露30cm)。每节溜管长度均为3m，采用2品门字型槽钢支撑，桁架采用［10mm槽钢制作而成。具体见图5。

图5 满管溜槽支撑放大图

2.5 满管溜槽工程量(表1)

表1 满管溜槽工程量

3 满管溜槽安装

满管溜槽的安装步骤:固定锚杆打插→支撑槽钢安装→授料斗安装→满管溜槽安装。

3.1 支撑桁架安装

满管溜槽支撑件采用钢结构，槽钢高度根据施工现场适当调整。溜槽采用［20mm槽钢加固，槽钢沿垂直于满管溜槽方向的间距为150cm，槽钢之间采用［10mm槽钢进行斜撑。在每节满管溜槽上，采用4根10#槽钢作为支撑，4根槽钢作为斜拉杆。槽钢采用人工逐根从坝肩转移到安装位置，在转移过程中槽钢上绑扎好保险绳，逐根从坝肩下放到安装位置后进行焊接。首先支撑槽钢焊接好后再焊接斜拉槽钢，然后焊接顶部支撑槽钢。顶部槽钢焊接前必须放样，将顶部槽钢安装在一个面上，顶部［10mm槽钢安装完成后，再安装下层的［20mm槽钢。［20mm槽钢的安装采用25t吊下放，人工配合，从上往下逐根焊接，并将槽钢用加强钢板焊接起来，直至将槽钢安装至溜槽底部高程位置。

3.2 满管溜槽安装

满管溜槽安装，采用上下25t吊车将满管溜槽吊到施工面，由施工人员进行安装。在组装满管溜槽时，吊车必须将溜槽悬吊牢固，由施工人员转动溜槽方向，使其与已有管段连接(以螺栓连接)。满管安装完成后，用φ28mm钢筋将满管牢固地固定在管身底部桁架上，箍筋间距为3m。必须强调，满管溜槽安装时，不能将固定溜槽连接钢材焊接在肋板及法兰上。

在安装溜槽的同时，将人行爬梯也铺设在溜槽底部的桁架上。人行爬梯采用∠50×5mm角钢、钢带、φ16mm钢筋等焊接而成。左右岸满管溜槽各设置3个休息平台(间隔15m设置一个)，休息平台采用角铁、φ28mm锚杆、马道板等组成。

3.3 授料斗安装

满管溜槽及人行道在授料斗安装完毕后进行。首先安装授料斗支撑架，采用［20mm槽钢焊接而成，将支撑槽钢(背对背焊接)预埋在底板混凝土中。在焊接过程中，需焊接密实，不得有裂隙。料斗支撑架安装就绪，将钢筋加工厂加工完成的授料斗构件运输到施工现场，由工作人员现场组装。

在卸料平台末端设置安全坎，安全坎断面30cm×30cm，采用钢筋混凝土浇筑而成。在授料斗外侧设置挡板，防止混凝土骨料飞出伤害施工人员。

4 满管溜槽设计及安装注意事项

4.1 满管溜槽下料不均匀时，容易出现真空而发生颤抖，对结构安全不利，本工程采用每3m设一φ32mm钢管做为排气孔。

4.2 调节料斗设计尽可能大，确保下料的连续性。在调节料斗和管体之间的连接渐变段要顺畅，不宜过长，调节段下料坡度要尽可能的大。料斗设计倾角在45°～90°之间选择，由于本标岸坡较缓，采用45°倾角。

4.3 由于一般的拱坝施工环境较差，满管溜槽安装边坡较陡，高度较高，为了施工方便，管体及支撑结构尽量设计成小结构拼装，减轻单件质量，以利于现场安装施工。

5 结语

在叙永县倒流河水库碾压混凝土双曲拱坝施工中，为充分发挥碾压混凝土的施工优势，对碾压混凝土满管溜槽施工技术进行了理论探讨和实践总结，且在施工过程中不断改进，取得一定成效。主要有以下几点:

(1)满管溜槽结构简单，安装方便，投资小，寿命长，易于操作;

(2)满管溜槽通过弧门的开度来控制混凝土在满管中的下料速度，能够保证出料流量的稳定性，物料在满管中运行速度能够得到控制;

(3)满管溜槽溜送混凝土过程中，骨料分离现象与混凝土从拌合楼下料到运输车上的状态相同，骨料分离极小;

(4)满管溜槽在溜送过程中，碾压混凝土VC值无明显损失;

(5)满管溜槽在使用过程中未曾出现过堵管现象，运输量满足现场施工强度要求;

(6)满管溜槽的运用充分体现碾压混凝土快速化施工的特性，加快了施工进度，确保了碾压混凝土的入仓质量。