阿雷纳水电站大坝满管溜槽的施工工艺

冯贵元

中国水利水电第十一工程局有限公司（450001）

1 工程概况

阿雷纳水电站位于洪都拉斯北部约罗省境内，位于La Ceiba 市南100 km 处， 在洪都拉斯中北部，靠近加勒比海。 阿雷纳水电站主要由2 条导流洞、碾压混凝土单曲拱坝、引水隧洞、压力钢管、调压竖井、地面厂房及开关站组成。 大坝为碾压混凝土单曲拱坝，坝高100 m，坝顶长273 m，最大底宽30.8 m，宽高比为0.305，为中厚拱坝，坝顶设溢流面泄洪。 大坝建成后，水库流域12 km，面积为2.66 km2，库容为 5 200 万 m3。 混凝土量为 29.8 万 m3，其中碾压混凝土24.2 万m3，常态混凝土5.6 万m3。

大坝坝址处于山谷狭窄处且两岸地势较陡，若采用常规汽车入仓方式， 随着碾压高度的上升，入仓道路也需逐步回填上升。本项目为百米级碾压混凝土拱坝，显然常规的施工方法已无法满足现场施工需要，故选用满管溜槽法进行混凝土输送。

大坝体型标准方:x2=2ry，建立以函数顶点为原点的大坝相对坐标系，y 轴正向指向下游，x 轴正向指向右岸。 拱坝纵轴采用x2=2ry计算设点坐标，得出相应点的坐标。 阿雷纳工程大坝为抛物线型，EL255 为等厚，255 高程向上游以 0.04 °/m 向上游倾斜，以0.4 °/m 向下游倾斜，拱坝为同层等厚。

2 满管溜槽布置

1）根据现场实际地形，拟在右岸6#坝段EL289平台和8# 坝段坝顶EL325 平台各布置一条满管溜槽， 满足大坝在不同高度浇筑混凝土的需求，解决了混凝土入仓难的问题。

2）EL250～EL289 利用现有右岸道路，先通过自卸车将混凝土运送到6#坝段EL289 平台满管溜槽内， 然后通过满管溜槽输送到仓内自卸汽车内，最后到达工作面。

3）EL289～EL325 利用右岸原开挖的坝顶道路，先通过自卸车将混凝土运送到8#坝段EL325 平台满管溜槽内，然后通过满管溜槽输送到仓内自卸汽车内，最后到达工作面。

4）由挖掘机配合推土机进行平仓，用振动碾进行碾压， 碾压后的压实度不能小于设计值的98%，根据碾压试验遍数来控制施工。 随着大坝碾压高度的上升，逐步拆除溜槽，保证自卸汽车能到达溜槽底部接料。

3 满管溜槽的设计与组成

1）满管溜槽的溜料原理为满管流水原理，出多少，进多少，始终保持溜管充满料并连续输送。 溜管溜槽出料口由弧形门控制，其出料状态与混凝土拌合楼的出料状态相同，满管溜槽中料的运动速度比负压溜槽低，其输送的混凝土基本不分离。 本项目满管溜槽的设计料斗方量为12 m3， 溜槽槽身为圆管，断面尺寸为Φ800 mm，安装倾角为48°，生产效率为300 m3/h（连续供料情况下），液压系统额定压力为16 MPa。

2）满管溜槽入仓系统一般由调节料斗、下料控制装置（放料弧门）、满管槽身结构、系统支撑结构等组成。调节料斗结构:为了保证混凝土连续下料和达到满管的效果，设计采用12 m3料斗，上口的尺寸为3 500 mm×3 000 mm， 下口的尺寸为 800 mm×800 mm，高度为3 040 mm。出口液压弧门:放料弧门的高度为800 mm，卸料口尺寸800 mm×800 mm，弧门由液压油缸控制开闭。满管槽身结构:圆形满管槽身构件为1.5 m 的标准节， 断面尺寸为Φ800 mm，满管槽身每节均采用法兰螺栓连接，拆装灵活方便。料斗支撑： 在混凝土中预埋W8×40 mm 工字钢，后期料斗与工字钢焊接成整体。 满管槽身支撑：采用C4×5.4 inch 槽钢和 L3×1/4 inch 角钢焊接而成的桁架进行支撑，坡脚设置A10 插筋与桁架焊接成整体。

4 满管溜槽加工与安装

1）满管溜槽的安装步骤:钢构件加工→支撑件安装→接料斗安装→满管安装。

2）钢构件加工:根据施工图纸，进行钢构件的加工，包括接料斗、支撑桁架及其他小构件。 严格按照施工图纸进行加工，以满足技术要求和标准。

3）满管槽身支撑架安装:首先使用手风钻在边坡上钻孔，钻孔深度为2 m，再利用高压风将孔内粉尘吹扫干净，然后将孔内注满水泥浆，插入A10 插筋（L=2.30 m，入孔 2.0 m，外露 0.30 m）。 桁架在钢筋加工厂分榀加工完成，运输至现场后，利用汽车吊吊装到工作面进行安装，顶部高程严格按照设计高程进行测量控制，以保证后期安装完的坡度满足要求。 安装时将桁架与坡脚A10 插筋焊接成整体，从下往上依次将斜撑与桁架连接为一个整体，增加其受力的能力。

4）接料斗安装:安装接料斗前，先参照施工图纸将支撑架安装完毕，然后利用汽车吊将料斗吊装至支撑架上进行焊接； 要严格控制料斗底部高程，以保证料斗与满管槽身的夹角满足要求，进而保证下料的坡度。

5）满管安装:槽身支撑架安装完成后，利用汽车吊将满管溜槽吊装至支架横梁上，安装过程中应保证满管溜槽的同轴度，每两个标准节端面之间的相互错台不大于2～3 mm。安装完成后，用钢丝绳将溜槽反拉固定至已浇筑混凝土面上的A10 插筋 （L=2.30 m，入混凝土2 m，外露0.3 m，呈弯钩状），以保证混凝土浇筑时溜槽的稳定性。

6）钢结构制造质量要从各个环节进行控制，施工中由质量部门对制造的各个过程进行全面质量控制；所有钢构件进行下料时，应根据不同材料性质和不同尺寸精度，采用相应的切割方法，争取最大限度地提高材料利用率，减少边角和弃料；对下好的料要进行尺寸检验，对变形较大的要进行矫正；焊接时应严格按图纸和焊接工艺进行焊接，控制好焊接顺序和焊接质量，焊接完成后，对焊缝外观质量进行检查；制造完毕的钢结构要在适当的位置加焊支撑，避免结构整体变形[1]。

7）钢结构起重吊装时，应由专人指挥操作，防止因违规操作造成安全事故。 尽量避免立体交叉作业，若存在立体交叉作业，应有相应的安全防护隔离措施；无措施时，严禁交叉施工。 高空安装作业时，必须有可靠的防护措施，如安全绳、爬梯、防护网等安全设施。 受料平台应设置阻车墩，以保证车辆在卸料过程中的安全。

5 满管溜槽运行

1）满管溜槽运行前，需对料斗和溜管进行压载试验，以验证支撑体系的稳定性和安全性。

2）进行压载试验前，由测量人员对料斗和支撑架初始位置进行标记测量和记录。 待测量人员观测完成后，通知拌合站进行骨料称量、运输。 本项目料斗设计方量为12 m3，按10 m3进行试验，拟向料斗内分3 次进行填料，第1 次填充5 m3，第2 次填充3 m3，第 3 次填充 2 m3，填料间隔时间为 15 min。填料过程中，测量人员对每次填充时的料斗及支撑架进行标记并实时测量，发现料斗及支撑架变形幅度较大时，应立即通知施工人员停止填料。 填料完成后，进行静载试验，试验时长30 min，进行静载观测，然后溜料并做最终观测。 汽车在受料平台向料斗供料，当料斗承满料后，确认仓内有车接料时方可开始溜料。 根据数据进行分析，确定是应力变形还是塑性变形。 如果是应力变形，属于正常现象；如果是塑性变形，则应进行加固处理。 卸料后数值与初始值基本一致，判定为应力变形，说明料斗系统稳定和安全。

6 满管溜槽施工注意事项

1）保证溜管内始终充满料。

2）满管溜槽运行时，下面禁止站人，受料弧门与仓内出料弧门应设置专人进行控制。

3）在溜管内充满料后进行溜料作业。 在溜料作业时，料斗内的装料量应保持在25%以上。

4）根据出料量的要求，将弧门开口调到一定大小，通过控制出料弧门的开度来满足输送能力的要求和物料在溜管中运行速度的要求，从而基本保证出料流量稳定。 物料在溜管中的运行速度控制在≤0.5 m/s，混凝土在溜管中的运行速度越小，溜管的使用寿命越长。

5）作业时尽量保证出料量与进料量平衡，即始终保持溜管内充满料，从而保证溜管在最佳状态下运行、所溜混凝土不出现骨料分离现象。

6）溜砂浆时，对操作无特殊要求。

7）当出料口有皮带机进行接力输料时，应首先开启皮带机，待其正常运行后，方可开启溜管出料弧门。 溜管出料弧门开启的大小应与皮带机输送能力相匹配，即保证皮带机所输送的混凝土不会从皮带上溢出。 弧门开度大小应以点动形式进行调节。

8）因仓面原因不能接料时，应及时将溜管中的混凝土放空。混凝土在溜管中的存放时间:碾压混凝土为1 h 以内，常态混凝土为0.5 h 以内。

9）满管溜槽每次使用完后应用水清洗，以防堵料。

10）随着仓面上升，支撑架及溜槽的标准节需逐步拆除。 拆除前，必须安装临时支柱。

11）每次开仓前，应对满管溜槽进行检查，对变形的螺栓及时进行更换，发现有磨损的孔洞应及时进行修补，同时检查液压弧门开启是否正常。

12）料斗及槽身磨损超过5 mm 时，应及时进行修补和调换。

7 结语

阿雷纳水电站大坝满管溜槽的应用，解决了大坝高边坡和大坡角混凝土入仓的难题，确保了工程质量和施工进度，对类似项目具有借鉴意义。