进水塔高边坡大跨度混凝土输送系统

聂文俊

(中国水利水电第六工程局有限公司，沈阳，110013)

1 工程概况

1.1 工程简况

金沙江乌东德水电站坝址右岸隶属云南省昆明市禄劝县，左岸隶属四川省会东县。电站左右岸共有12台机组，总装机容量10200MW，是世界级巨型水电站。乌东德水电站右岸地下电站进水口用岸塔式，由引水渠、拦污栅、进水塔及交通桥等部分组成。进水塔分六段布置，从左至右分别为7#-12#进水塔，单塔宽为34.0m，长为33.0m，高为80.0m，进水塔总宽度为204.0m。

进水口主要工程量：混凝土25.7万m3，钢筋制安1.35万t，金结安装8465t。

1.2 施工特点

(1)工期紧：右岸进水口受施工移交滞后的影响，开挖面移交比合同计划滞后30个月。进水口原混凝土浇筑施工工期为939d，为保证大坝蓄水及首台机组按期发电目标，要求施工单位必须将混凝土施工工期压缩为735d，该工期较原计划缩短204d。

(2)施工强度大：右岸进水口混凝土总量约为25.7万m3，进水口混凝土总施工时段安排在2017年7月-2019年7月，历时24个月，平均月浇筑强度为1.05万m3，其中高峰期月浇筑强度达到2.1万m3。

(3)场地条件差：右岸进水口施工场地狭小，其中最窄处7#进水塔前部平均宽度仅为6.5m，这对大型机械布置带来极大不便。右岸进水塔下游边坡高，上下游跨度大纵深为52m，其中边坡高差达80m，且边坡陡峻坡度为1∶0.1。

2 施工布置

2.1 安装场地布置

进水口混凝土输送系统中布料机、上料皮带机、缓降器装置等均需要现场拼装后再进行整体或局部吊装。其中布料机立柱、布料机、缓降器装置、缓降器立柱、上料皮带机及转料皮带机等在进水口护坦上进行拼装，拼装完成后采用进水口移动式塔机吊装；988m马道皮带机及12m3卸料斗各部件运输至988m马道或揽机平台，采用25t汽车吊配合人工在各机构使用位置进行安装。

2.2 施工通道布置

进水口混凝土输送系统中缓降立柱安装在高程950m马道上，为满足缓降立柱安装及后期设备维护检修，在进水塔下游边坡对应7#进水塔和8#进水塔分缝线位置布置一道垂直边坡的人行爬梯(爬梯布置高程950.0m～988.0m)，作为布料机安装期间施工人员上下的通道，爬梯两侧梯梁为φ25钢筋，踏步为2φ25钢筋，爬梯宽度60cm，踏步高度30cm，爬梯与边坡系统锚杆焊接加固，系统锚杆布置采用φ28插筋，L=2.0m，入岩1.7m。沿爬梯每隔30cm～40cm焊接φ16圆钢形成靠背护栏。每隔10m设一个休息平台，休息平台尺寸宽1.0m×1.0m×1.8m(长×宽×高)。

2.3 混凝土输送系统布置

进水塔混凝土入仓常规方法采用门机或塔机配合混凝土吊罐入仓，采用吊罐入仓时单台设备入仓强度平均只有30m3/h。由于乌东德右岸进水塔的实际开工工期较原计划滞后较长时间，而电站发电节点工期并未延后，因此进水塔高峰期混凝土入仓浇筑强度增大，采用常规门机或塔机配合混凝土吊罐入仓已不能满足需要。根据实际情况并结合场地因素，经过细致周密分析，提出采用梭式布料机通过3级传送，将混凝土通过垂直和水平输送方式进行入仓浇筑。

右岸进水口共布置4套布料机输送系统，浇筑高程为923.5m～983.5m，根据各进水塔位置，4套布料机分别布置在7#-8#(1#机靠近7#塔)、8#-9#(2#机靠近8#塔)、9#-10#(3#机靠近9#塔)、11#-12#(4#机靠近11#塔)塔体之间隔墩上，可完全覆盖7#-8#、8#-9#、9#-10#、11#-12#之间塔体，7#左侧、10#-11#、12#右侧等不在布料机回转半径内的采用2台皮带机配合布料机入仓，局部采用门机、塔机辅助入仓。

布料机系统立柱基础布置在923.5m高程，受高度影响，布料机上料系统分级缓降一次性安装完成，缓降器立柱布置在950m边坡马道上。布料机立柱从下至上分5次工况每次提升12m，安装高程分别为935.5m、947.5m、959.5m、971.5m、983.5m高程，布料机立柱与塔体固定，分6m一个固定点，立柱与塔体混凝土面间距不小于2m，防止与混凝土衬砌多卡模板冲突。

布料机卸料斗为12m3，受988m马道宽度影响，4台布料机共布置2套卸料斗，分两个位置布置，1#卸料斗布置在988.0m马道靠坝肩侧平台，2#卸料斗布置在988.0m马道上(11#与12#塔体结构缝对应位置)。1#布料线、2#布料线及3#布料线共用1#卸料斗。1#卸料斗下方为P1皮带机，主要给1#布料线供料；P2皮带机与P1皮带机相连，主要给2#布料线供料；P3皮带机与P2皮带机相连，主要给3#布料线供料。P1皮带机头部设置一分料装置，既可单独给1#布料线、2#布料线及3#布料线供料也可同时给3条布料线供料；P2皮带机头部设置一分料装置，既可单独给2#布料线或3#布料线供料也可同时给2条布料线供料。4#布料线则由2#卸料斗直接给转料皮带机供料。布料机系统平面布置见图1。

图注：1—1#布料机立柱；2—2#布料机立柱；3—3#布料机立柱；4—4#布料机立柱；5—1#缓降立柱；6—2#缓降立柱；7—3#缓降立柱；8—4#缓降立柱；9—上料皮带机；10—转料皮带机1；11—转料皮带机2；12—P1皮带机；13—P2皮带机；14—P3皮带机；15—1#卸料斗；16—2#卸料斗；17—布料机浇筑范围。图1 布料机系统平面布置

混凝土输送及布料流程：混凝土拌合楼→自卸车→卸料斗→皮带机→分料装置→转料皮带机→缓降器立柱→上料皮带机→回转缓降器立柱→布料机→仓内布料浇筑。

3 混凝土输送系统施工工艺、组成及参数

3.1 梭式布料机施工工艺

自卸车将混凝土输送到12m3液压弧门料斗，通过液压弧门控制下料速度，混凝土通过皮带机输送到转料皮带机，转料皮带机头部下方设有缓降器立柱，为了防止高差过大产生骨料分离，在缓降器立柱内部设置缓冲装置，缓降器立柱下部设置上料皮带机与布料机相连给布料机供料，混凝土通过布料皮带在仓内进行布料。梭式布料机系统立面见图2(以4#布料机为例)。

图2 4#梭式布料机系统立面

3.2 系统组成及参数

布料机主要由卸料斗、皮带机、分料装置、转料皮带机、上料皮带机、缓降立柱、布料机立柱及布料机组成。

卸料斗外形尺寸为3.6m×3.1m×5.91m(长×宽×高)，料斗容积为12m3，料斗出口设置液压弧形门控制下料速度，弧形门的开启由液压推杆控制。

988m马道上皮带机共布置3个，其中P1皮带机从1#集料斗下方至1#转料皮带机尾部长20m，P2皮带机从P1皮带机头部至2#转料皮带机尾部长33.83m，P3皮带机从P2皮带机头部至3#转料皮带机尾部长32.73m。皮带输送机由电动滚筒、机头架、挡料罩、6m的中间架、机尾架以及相应托辊、输送带组成。

布料机立柱和缓降器立柱分节安装，布料机立柱每节立柱尺寸3.0m×1.62m×1.62m，缓降器立柱每节立柱尺寸3.0m×1.62m×1.72m。

布料机的布料半径为22m，旋转范围为359°，设计生产率120m3/h，主要由基本框架、伸缩桁架、回转支承、支座、受料斗、挡料槽、混凝土刮刀、象鼻溜管、空段清扫器、上下回转盘组成，上述部件均在进水口护坦拼装完成后整体吊装。

右岸进水口4组混凝土输送系统上料皮带机相同长度为16m，单个重量为4.3t。1#、2#、3#混凝土输送系统采用转料皮带机相同长度12m，重量为3.2t；4#混凝土输送系统转料皮带机长度为14m，重量为3.8t。各皮带机的性能参数见表1，布料机性能参数见表2。

表1 各皮带机的性能参数

表2 布料机性能参数

4 结语

乌东德右岸进水塔工期紧张、施工强度大，通过采用梭式布料机等入仓手段，减少了劳动强度，提高了工作效率，从而有力地保证了水电站能够按期发电，所产生的经济效益不可估量。乌东德右岸进水塔采用混凝土输送技术，在一定程度上改变了传统进水塔混凝土施工方式，促进了高边坡大跨度进水塔混凝土入仓手段的革新，为后续进水塔混凝土入仓提供了更多可参考的实例。