长河坝进水塔大体积混凝土皮带布料机施工

张曾，黄亚奇，高原

(中国水利水电第七工程局有限公司二分局，成都，611730)

长河坝进水塔大体积混凝土皮带布料机施工

张曾，黄亚奇，高原

(中国水利水电第七工程局有限公司二分局，成都，611730)

本文结合长河坝水电站泄洪放空系统典型工程实例，对超高大体积进水塔混凝土施工布置及浇筑技术展开了研究，在其特殊施工条件下，采用皮带布料机浇筑方式，能快速完成进水塔大体积常态混凝土施工，施工安全、质量及成本均得到了有效控制，取得了良好的社会经济效益。

百米级进水塔 大体积 常态混凝土 皮带布料机 施工技术 长河坝水电站

1 工程概况

四川大渡河长河坝水电站泄洪放空系统由3条泄洪洞、放空洞和中期导流洞组成。其中，放空洞进水塔高度达114m，塔体结构尺寸49.0m× 22.0m(长×宽)，面积达1078m2，为百米级超高大体积建筑物。其进口开挖边坡成窄槽型结构，受进口地形限制，仅有一条通道至塔体顶部，一条通道至塔体前端引渠底板，无中部施工通道，现场上下施工场地狭小，施工布置困难。塔体上部通道为泄洪洞进水塔主要施工道路，下部通道同样为中期导流洞进水塔主要施工道路，造成进水塔施工干扰大。同时，放空洞进水塔混凝土总量达12.4万m3，钢筋制安达8400t，模板安装面积大，施工工程量大，且泄洪放空系统为整个电站枢纽的主要建筑物，能否快速完建，对整个枢纽工程的如期蓄水、发电等有着至关重要的影响。根据泄洪放空系统工期分析，放空洞进水塔处于整个工程关键线路上，工期压力及施工强度较大。

2 超高大体积混凝土施工方案对比

2.1 大型塔机施工方式

根据放空洞进口地形及塔体结构，如采用大型塔机施工方式，仅可在塔体前段引渠底板布置1台塔机设备。由此，(1)受塔体周边山体影响，塔机无法360°旋转，无法全部覆盖塔体结构；(2)塔机既承担钢筋、模板的吊装，同时进行混凝土浇筑。因塔体高度高，随着塔体的升高，塔机施工效率逐渐下降，施工强度无法满足进度要求；(3)塔体结构为大体积混凝土，其施工面出现冷缝风险高，施工质量控制难度大；(4)施工操作相对简单，但施工安全风险相对较大，施工运行成本较高；(5)塔体混凝土可采用三级配常态混凝土自卸汽车水平运输，混凝土成本可得到有效控制。

2.2 混凝土泵机施工方式

混凝土泵机施工方式经分析有以下特点: (1)不会因施工场地狭小而受到较大限制，可在塔体底部引渠底板布置两台混凝土泵机，施工强度及进度满足要求；(2)混凝土泵机输送管安拆工程量大，且随着塔体的升高，泵机输送难度增加、强度减小，存在较大堵管风险，处理难度大，安全风险高、运行成本高；(3)混凝土泵机需采用二级配泵送混凝土，水平运输采用混凝土罐车，混凝土成本相对较高；(4)泵送混凝土对于大体积结构温控风险高，混凝土质量控制难度大，且温控措施及缺陷处理成本高。

2.3 溜筒、溜槽施工方式

放空洞进水塔如采用溜筒、溜槽施工方式，根据现场地形及塔体结构，可在塔顶部位布置两套溜筒设施。由此，(1)经分析，混凝土施工强度及进度满足要求；(2)由于边坡、塔体较高，溜筒、溜槽搭拆高度大、工程量大，为高空作业，溜筒存在较大堵管可能、处理难度大，造成安全风险大，运行过程人力资源投入较大、成本高；(3)溜槽支撑架部分材料可能埋入混凝土中，造成材料损耗大，相应成本增加；(4)溜筒、溜槽需采用二级配大坍落度混凝土，采用混凝土罐车水平运输，混凝土成本高；(5)由于采用大坍落度混凝土，对于大体积混凝土温控风险高，且高落差混凝土骨料分离控制难度大，混凝土质量控制难度大。

2.4 皮带布料机施工方式

放空洞进水塔混凝土可采用皮带布料机施工方式，根据现场地形及塔体结构，可在塔顶部位设置卸料点，布料机布置在塔体部位。由此，(1)皮带布料机采用伸缩旋转式，可覆盖整个塔体结构及塔背侧回填区，浇筑强度可达到(80～100) m3/h。经分析，其施工强度及进度满足要求；②皮带布料机为标准设备，施工操作简单，人力资源投入小，且施工安全风险小；(3)混凝土可采用三级配低坍落度常态混凝土，采用自卸汽车水平运输，混凝土成本低；(4)采用低坍落度常态混凝土，大体积混凝土温度易于控制，混凝土施工质量可有效控制；⑤皮带布料机前期一次投入费用较高，但施工过程中二次费用少。

2.5 综合对比分析

根据上述方案对比分析，由于塔体特定高度、结构面积，从进水塔施工强度、进度方面分析，大型塔机方式无法满足要求；从安全、质量及施工组织方面，混凝土泵机及溜筒、溜槽方式均存在较大的局限性、不可控性及风险较高；从施工成本方面，混凝土泵机及溜筒、溜槽方式施工成本均相对较高。综合对比分析后，皮带布料机从施工进度、安全、质量及成本方面均处于可控，具有较大优势。

3 超高大体积常态混凝土皮带布料机施工

长河坝水电站放空洞进水塔采用SHB25型可伸缩梭式皮带布料机系统，包括伸缩布料机、布料机钢架立柱、上料皮带机、转料皮带机、转料钢架立柱、进料及转料料斗、电气设备等主要构件。主要技术参数有:布料半径最大Rmax＝25m、最小Rmin＝3m、额定生产率Q＝100m3/h、皮带带宽B＝650mm、皮带转速V＝2.5m/s、回转角度359°、额定总功率P＝52kW。

放空洞进水塔SHB25型可伸缩梭式皮带布料机系统布置于塔体左侧下游，浇筑的塔体混凝土高程范围为1641m～1695m。其中，布料机覆盖的塔背及塔侧回填混凝土范围同样采用布料机浇筑。布料机钢架立柱初始安装高程1641m、安装高度6m，后随塔体高度不断上升进行了4次加高，每次加高12m，最终高度54m(高程1695m)；布料机系统中转立柱布置于塔体左侧高程1655m平台，初始安装高程为1658m，安装高度26.3m，后进行二次加高21.7m，总高度达48m(高程1706m)；布料机系统转料立柱布置于中转立柱左下游侧高程1668m，初始安装高度18.8m，后进行二次加高 10.1m，总高度达 28.9m(高程1696.9m)；进料料斗6m3，布置于塔体下游上部高程1692.6m；转料料斗3m3，布置于中转立柱；进料料斗至中转立柱采用两根转料皮带机输送混凝土。中转立柱至布料机采用上料皮带机输送混凝土。转料皮带机与上料皮带机通过钢溜管连接，布料机至混凝土仓号采用溜筒入料。

图1 百米级进水塔皮带布料机结构布置及混凝土浇筑示意

放空洞进水塔皮带布料机运行过程中，仅在进料料斗、转料料斗及布料机操控室分别配置熟练操作人员，即可完成整套系统的操作运行。布料机系统运行简单、便捷，运行流程为:水平运输设备在上部高程1697m卸料点卸料至6m3进料料斗，后放料至转料皮带机，经溜筒至上料皮带机，之后输料至布料机，布料机运行、旋转输料经下料溜筒将混凝土入仓。运行操作过程中入料的强度、入料的均匀性、皮带机的运转速度、布料机的布料等，均可影响布料机的正常运行及混凝土浇筑强度。

4 结语

长河坝水电站放空洞进口百米级超高进水塔工程，采用高速可伸缩皮带布料机系统进行混凝土浇筑施工，解决了超高、场地狭小、施工布置困难、施工工程量大等问题。同时，可浇筑大级配低坍落度常态混凝土，施工质量及成本得到有效控制，满足了施工进度要求，减少了施工工期，且施工操作简单、便捷、安全风险低，取得了良好的社会经济效益。本文还通过几种混凝土施工方案的对比，总结了皮带布料机在特殊条件下的施工经验。

〔1〕廖湘辉，杨悬，刘欢，陈文琛，丁明.基于ANSYS的梭式皮带布料机结构分析及改进建议[J].水力发电，2012，38(12):38～40.

〔2〕杨东初，曹东林.皮带布料机在龙滩大坝碾压混凝土施工中的应用[J].水力水电，2007，33(4):33～35.

〔3〕张振宇，温斌，曹宝军.全回转、伸缩式仓面浇筑布料机的应用[J].青海水力发电，2005，(2):21～23.

〔4〕罗黄河.布料机系统在云南阿海电站厂房浇筑中的应用[J].科技咨询，2012，(22):55.

TH222∶TV544.5

B

2095－1809(2016)05－0096－03

张曾(1985－)，男，宁夏中卫人，工程师，工学学士，从事水利水电工程施工技术及管理工作；

黄亚奇(1983－)，男，四川遂宁人，工程师，工学学士，从事水利水电工程施工技术及管理工作；

高原(1988－)，男，辽宁丹东人，助理工程师，工学学士，从事水利水电工程施工技术工作。