碾压混凝土大坝上游入仓方式研究

1、碾压混凝土大坝上游入仓方式研究 苗孝哲 王词重 石 岩 李晓明摘 要 官地大坝工期特别紧，根据现场施工条件，大部分碾压混凝土使用了汽车从上游直接入仓方案。为保护上游二级配防渗混凝土施工质量，避免新浇混凝土不被反复碾压。官地工程采用了汽车上游直接入仓，只在老混凝土上行走；封仓时利用贝雷桥、满溜管、皮带机输送、栈桥跨越等多种方式跨越上游二级配防渗区，有效地解决了上游直接入仓问题，为工程顺利施工提供了有力保障。关键词 官地水电站 碾压混凝土大坝 上游直接入仓 研究应用1 概述官地水电站大坝为碾压混凝土重力坝，坝顶高程1334.00m，最低建基面高程1166m，最大坝高168.0m，最大坝底宽153.

2、2m，坝顶轴线长516m；整个坝体共24个坝段，溢流坝段布置5孔溢流表孔，每孔净宽15m，底流消能。主体工程混凝土量约360万m3，其中碾压混凝土量292万m3，占混凝土量的81%。2 上游直接入仓方式及封仓方式探索 由于官地现场实际条件，消力池和大坝同步浇筑混凝土，下游入仓手段受到限制，考虑到大坝工期要求，为加快入仓速度，采用了汽车上游直接入仓，只在老混凝土上行走；封仓时利用贝雷桥、满溜管、皮带机输送、栈桥跨越等多种方式跨越上游二级配防渗区，有效地解决了汽车上游直接入仓带来的新浇混凝土被反复碾压的问题，大大的提高了入仓强度，缩短层间间隔时间，提高层面结合质量，圆满完成了节点工期要求。下面就几

3、种上游直接入仓方式进行分析和总结。碾压混凝土封仓示意图见图1。 汽车直接入仓道路利用上游改造的原开挖出渣路，该道路均在岸坡部位，对其他封仓设备安装提供了方便条件。由于官地大坝仓号面积大、间歇层厚（一般6m），采用斜层碾压，封仓时剩余混凝土量较大，一般在10000m3左右，要满足混凝土4h覆盖时间，不能使用小型设备入仓，必须研究大型、快速、有效的设备运输。 经研究分析，在封仓后采用以下几种设备进行水平运输，汽车在仓内倒运铺料。 图1 碾压混凝土封仓示意图3 贝雷桥跨越二级配区方案首先将仓号上游入仓道路处利用老混凝土面汽车直接入仓，待斜坡碾压坡角至入仓口处时，进行封仓；封仓后的混凝土靠设在高处的贝

4、雷桥入仓，其基本型式见图2。官地坝体大部分碾压混凝土采用上游直接入仓的快速方式， 加快了施工速度。 图2 贝雷桥布置示意图其主要特点和注意事项：（1）修筑混凝土桥台和仓号内架设钢桁架或混凝土桥墩和钢桁架相结合的方式；（2）仓号内架设钢桁架或混凝土桥墩和必须避开上游二级配防渗区，保证上游防渗区的铺筑碾压质量；（3）桥长根据上游桥台地形位置和仓内架设钢桁架或混凝土桥墩的实际位置来确定，贝雷桥的承载能力一般按50t均布荷载设计，20t 的自卸车拉10m3混凝土在桥上行走没问题，但要限速11.5km/h,避免行走过快产生冲击震动荷载，影响桥的安全；（4）贝类桥架设按两端水平自由的简支梁考虑，两端不易进

5、行固定和斜拉加固，支座按厂家提供的图纸位置设置；（5）如果仓内垂直高度较大，全部采用钢桁架形体尺寸和钢材选型较大，钢桁架控制在6m以内较经济，其余底部可采用混凝土墩墙；（6）混凝土墩墙一般厚度3m,宽度根据贝类桥宽度加上一定安全余度1m(避免边角受力形成剪切破坏)，高度一般6-12m,根据结构需对墩墙进行结构配筋，浇筑仓号仓前要对墩墙周边凿毛和搭设插筋，必要时将棱角部位凿成1：1的倒角，或布置护角钢筋，避免应力集中出现结合不好出现内部裂缝；（7）钢桁架一般按1.5m（截面长度）1.5m（截面宽度）1.2m（节点高度）进行设计，标准承载50t长30m的贝雷桥，竖向主力杆我们采用20#槽钢，水平杆

6、和斜撑采用150#角钢，具体可以进行结构计算进行设计。官地大坝右岸结合现场实际情况，为满足大坝工程右岸12641281m高程混凝土施工，在右岸坝前1281.5m平台架一座50t贝雷桥，贝雷桥由坝前1281.5m道路末端，延伸至22#坝段内，坝段内支座采用3m（宽度）8m（长度）11m（高度）混凝土墩墙加1.5m（截面长度）1.5m（截面长度1.2m（节点高度）6m（总高度）型钢结构，贝雷桥末端安装一道集料斗及满管溜槽，大坝混凝土由20t自卸车，经1181m高程道路及贝雷桥倒料至集料斗，再通过集料斗输送至大坝仓面，由20t自卸汽车接料后，运输至浇筑作业面。贝雷桥长度30.17m，宽4.54m，入

7、仓能力为200m3/h，完全能满足入仓口封仓需要。4 利用上游陡坡地形顺坡搭设满管溜槽官地水电站右岸利用上游较陡边坡主要有两个部位如下布置满管溜槽：（1）坝前1197m高程施工道路末端架设两道满管溜槽，主要用于上游帷幕廊道之前区域11751190m入仓。满管溜槽顶部集料斗1184.29m高程，管身段水平夹角45，垂直输送高度22m，管身尺寸8080cm，管身长度31m。满管集料斗底座采用c20混凝土回填，回填混凝土与边坡之间设置插筋25，l=3m，间排距1.01.0m，入岩1.5m，混凝土浇筑前对边坡喷砼进行凿除，满管溜槽管身段采 图3 上游设满管溜槽封仓图用钢结构进行支撑。（2）坝前1281

8、m高程施工道路末端架设一道满管溜槽，主要用于12401270m上游封仓浇筑混凝土，封仓浇筑强度不大，采用喇叭口下料斗，布置在1284.29m高程，管身段水平夹角45，垂直输送高度40m，管身尺寸8080cm，管身长度55.6m。满管集料斗底座采用c20混凝土回填，回填混凝土与边坡之间设置插筋25，间排距1.01.0m，l=3m插筋，入岩1.5m，混凝土浇筑前对边坡喷砼进行凿除，满管溜槽管身段采用钢结构进行支撑。其主要特点和注意事项：利用上游修筑的道路进行运输；上游边坡坡度不宜小于1：1,否则与满管溜槽的适用坡度不相宜；上游边坡离大坝上游面二级配的下边线的距离要小于垂直输送高度，否则根本架不到仓

9、内二级配防渗区下游；仓内汽车接料口不宜在防渗区，且为了避免已铺混凝土被接料车辆反复碾压，接料口下部要根据铺筑进度及时铺设钢板进行防护；集料斗可以固定集料斗，也可采用喇叭形下料口，具体根据入仓强度要求选择，固定集料斗可以集料连续接料，喇叭形下料口只能一对一放料。5 皮带机输送官地工程大坝右岸坝前11971201m高程上游有开挖时留下的施工道路，但由于上游边坡较缓无法布置满管溜槽，采用高速皮带机进行上游帷幕廊道之前区域11971201m入仓，皮带机采用桁架结构，u型槽皮带宽度1.2m,带速2.5m/s,皮带机长度20m,皮带机上扬角度控制在1015，根据浇筑上升抬高，下料口跨越二级配防渗区，仓内汽

10、车接料。皮带机仓外采用脚手架支撑加固，仓内采用型钢结构支撑。自卸汽车通过斜坡桁架平台泄到集料斗，再由集料斗控制下泄到皮带机。主要特点和注意事项：（1）上游入仓道路上游侧要有皮带机上料场地，需要布置上料栈桥和集料斗，也可利用台阶地形简化上料栈桥；（2）仓号浇筑高度要与皮带机进料位置相协调，皮带机仰角不宜大于15，下倾角不宜大于10；（3）皮带机长度要根据现场情况而定，但必须确保下料口跨过二级配防渗区；（4）入仓强度不仅取决于皮带机的宽度和转动速度参数，更重要受集料斗容积和上料栈桥行车行车能力影响，也就是上料速度，正常34min泄一车料，一车料10m3,强度也就120m3/h, 皮带机的宽度再宽和

11、转动速度再高也没用；（5）集料斗下料阀门最好采用电动，卸料速度与皮带机输送能力相匹配，否则容易集料过多皮带机运转不动，需要人工清理影响效率，电动阀门易快速操作，开关控制灵活。 6 钢栈桥跨越官地工程大坝右岸坝前1201-1221m高程上游有开挖时留下的施工道路，但由于上游边坡较缓且道路较窄无法布置满管溜槽和皮带机，采用栈桥跨越的方式进行入仓，钢栈桥结构为u型槽皮带宽度1.2m,带速2.5m/s,皮带机长度20m,皮带机上扬角度控制在1015，根据浇筑上升抬高，下料口跨越二级配防渗区，仓内汽车接料。皮带机仓外采用脚手架支撑加固，仓内采用型钢结构支撑。自卸汽车通过斜坡桁架平台泄到集料斗，再由集料斗

12、控制下泄到皮带机。主要特点和注意事项：（1）修筑混凝土桥台和仓号内架设钢桁架或混凝土桥墩和钢桁架相结合的方式；（2）仓号内架设钢桁架或混凝土桥墩和必须避开上游二级配防渗区，保证上游防渗区的铺筑碾压质量；（3）桥长根据上游桥台地形位置和仓内架设钢桁架或混凝土桥墩的实际位置来确定，贝雷桥的承载能力一般按50t均布荷载设计，20t 的自卸车拉10m3混凝土在桥上行走没问题，但要限速11.5km/h,避免行走过快产生冲击震动荷载，影响桥的安全。（4）贝类桥架设按两端水平自由的简支梁考虑，两端不易进行固定和斜拉加固，支座按厂家提供的图纸位置设置；（5）如果仓内垂直高度较大，全部采用钢桁架形体尺寸和钢材选

13、型较大，钢桁架控制在6m以内较经济，其余底部可采用混凝土墩墙；（6）混凝土墩墙一般厚度3m,宽度根据贝类桥宽度加上一定安全余度1m(避免边角受力形成剪切破坏)，高度一般612m,根据结构需对墩墙进行结构配筋，浇筑仓号仓前要对墩墙周边凿毛和搭设插筋，必要时将棱角部位凿成1：1的倒角，或布置护角钢筋，避免应力集中出现结合不好出现内部裂缝；（7）钢桁架一般按1.5m（截面长度）1.5m（截面长度）1.2m（节点高度）进行设计，标准承载50t长30m的贝雷桥，竖向主力杆我们采用20#槽钢，水平杆和斜撑采用150#角钢，具体可以进行结构计算进行设计。7 不同上游入仓方式对比分析（见表1）表1 不同上游入

14、仓方式综合分析对比入仓方式比较项目贝雷桥跨越顺坡搭设满管溜槽皮带机输送栈桥跨越入仓能力150250m3/h150250m3/h150250m3/h150250m3/h使用条件（1）上游有运输道路；（2）可修筑桥台（1）上游有运输道路；（2）上游坡度大于1.：1；（3）可修筑卸料平台上游有运输道路上游有运输道路实用性可以汽车直接入仓，也可辅助封仓可小面积仓号主要入仓，也可辅助封仓可小面积仓号主要入仓，也可辅助封仓可以汽车入仓，也可辅助封仓方便性较麻烦灵活较灵活较麻烦 可靠性可靠可靠故障率高不可靠可靠安全性较安全较安全安全安全经济性较经济经济较经济不经济8 结语（1）科学的组织管理、先进的施工技术和机械装备是保证碾压混凝土施工质量、加快施工进度的前提。（2）由于下游汽车直接入仓受到限制，采用贝雷桥及其他手段达到上游汽车直接入仓的目的，保护了二级配防渗混凝土质量，加快了施工速