石门坎水电站双曲拱坝混凝土浇筑入仓方案的选择

1、石门坎水电站双曲拱坝混凝土浇筑入仓方案的选择徐更晓 杨和明 杨仲洪 王波峡摘 要 本文介绍了石门坎水电站双曲拱坝混凝土浇筑入仓布置方案，针对石门坎水电站地处河床狭窄、边坡陡峻，结构物间高差大、雨季长、防洪度汛压力大、施工工期短等不利因素，通过多种施工机械组合，合理解决了不同阶段的大型施工机械的组合问题，保证工程高效、优质、按期投产发电目标。关键词 石门坎水电站 双曲拱坝 混凝土 入仓 方案1 工程概述石门坎水电站大坝为常态混凝土双曲拱坝，最大坝高111m，拱坝体形采用抛物线双曲拱坝，拱冠梁底宽23.917m，厚高比0.222。坝顶长296.26m(顶拱上游面弧长)，分15个坝段，其中1#5#坝

2、段为右岸挡水坝段，6#9#坝段为河床溢流坝段，10#15#坝段为左岸挡水坝段。大坝混凝土总量35万m3，于2009年1月开始浇筑，2011年6月浇筑完成，历时29个月，平均月浇筑强度1.21万m3，月最大浇筑强度3.0万m3。2 入仓方案总体布置混凝土浇筑入仓采用门塔机入仓方案，由于采用枯水时段围堰挡水，导流洞泄流；汛期坝体临时挡水，导流洞和坝体导流底孔联合泄流的导流方式，在坝后水垫塘布置设备受到汛期洪水威胁，因而必须采用分阶段进行入仓设备的布置，以保证混凝土施工连续进行。入仓阶段划分见表1。表1 入仓阶段划分表阶段起止时间入仓设备坝体浇筑范围布置位置一2009年1月至2009年7月MQ600

3、/30B高架门机+BLJ600-40履带式布料机5#9#坝段EL670m以下混凝土门机布置在水垫塘底板，布料机先坝后、后移至坝前二2009年8月至2010年3月MQ600/30B高架门机（2台）3#12#坝段EL670EL700m混凝土门机布置在坝后钢栈桥并配合负压溜槽供料三2010年4月至2011年3月MQ600/30B高架门机（2台）+K80塔机+两岸溜槽1#5#坝段EL700EL758m、6#9#坝段EL700EL753m、1015#坝段EL700EL758m门机布置在坝后钢栈桥，塔机布置在坝后水垫塘四2011年4月至2011年6月K80塔机6#9#坝段EL753EL758m混凝土塔机布

4、置在坝后水垫塘2.1 入仓设备性能参数 MQ600/30B高架门机参数工作幅度1750m，变幅钢丝绳卷绕速度31.5m/min，吊重水平移动速度9.6m/min，最小幅度至最大幅度变幅时间3.5min，回转速度0.68r/min，360回转，行走速度20m/min，行走范围150m，轨距7.0m，最大起重垂直轮压490kN，全机重量231.5t。起重性能见图1图1 高架门机起重性能曲线 BLJ600-40履带式布料机参数底盘宽度4300（3400）mm，履带宽度760mm，履带轨距3540（2640）mm，主机宽度3.4m（履带未开展），主机高度6300mm，底盘离地间隙348mm，卸料口至地

5、面最大高度22.5m，回转中心至配重外缘半径7.5m，回转中心至伸缩臂顶端距离40m。输送能力见表2。表2 BLJ600-40履带式布料机输送能力带速（m/min）骨料粒径（mm）坍落度（mm）输送能力（m3/h）-100101520253.240501001008075706510012012010090857034050909075706560100110110908075653.2805090908075651001101109585803805080807570601001001008575703.21508585753.015075757065 K80塔机参数塔身截面4.04.0m，

6、工作幅度570m，提升速度21m/min，变幅速度50m/min，回转速度0.5r/min，360回转，平衡臂长度24.0m。塔身基础节、套架和起重平衡臂安装完成后，塔机可自行完成塔身装卸工作，K80塔机起重性能见图2。图2 K80塔机起重性能曲线 负压溜槽负压溜槽用于右岸1#坝段至栈桥右桥头料池输送混凝土，减少水平运输距离，提高了门机效率，降低了混凝土运输成本。负压溜槽性能参数：溜槽长度 32+64m（两段），溜槽倾角47、52，溜槽半径260mm，生产率（连续供料情况下）160m3/h，液压系统额定压力16MPa。工作原理：负压溜槽的主要部件是内衬16锰钢或聚氨酯衬板的溜槽，在溜槽槽体的上

7、面覆盖柔性盖板，从而构成过渡断面能自由改变的溜筒，混凝土拌和物在溜槽中滑动，当其运动速度达到一定值时，会产生一定的负压，使其下滑速度受到限制，从而减小冲击，防止骨料分离和飞溅，使达到仓面的拌和料保持原有的各种物理特性。集料斗内混凝土料的卸出是靠油缸控制的扇形弧门来实现的。为保证混凝土料的可靠卸出，在集料斗腹部安装有一振动电机，当混凝土料的卸出受阻时，启动振动电机，使混凝土料的顺利卸出。3 各阶段入仓布置3.1 第一阶段入仓布置第一阶段入仓方案布置1台MQ600/30B高架门机和1台BLJ600-40履带式布料机。MQ600/30B高架门机布置水垫塘底板EL757.5m高程，覆盖范围为5#坝段至

8、9#坝段，进行右侧5#至8#坝段仓号浇筑；布料机首先布置在坝体下游水垫塘底板上，覆盖范围为7#坝段部分仓号、8#坝段、9#坝段；坝体浇筑到EL665m高程时布料机移到坝体上游，覆盖范围6#坝段部分仓号、7#坝段至9#坝段。因7#、8#坝段的仓号面积大，采用台阶法浇筑，门机和布料机同时入仓，其他坝段采用平浇法，2台入仓设备可单独完成混凝土浇筑。 图3 第一阶段入仓布置立面图第一阶段混凝土浇筑时段2009年1月至2009年7月，进行5#至9#坝段EL670m以下混凝土浇筑，浇筑方量50948m3，月平均浇筑强度7278.3m3。3.2 第二阶段入仓布置因汛期河道泄洪，为保证大坝混凝土连续施工，在坝

9、后布置一座门机-汽车栈桥，在栈桥上布置2台MQ600/30B型高架门机。为满足栈桥门机覆盖范围的要求，栈桥分左、右岸布置，在平面上呈人字形。左岸栈桥两跨为31m+31m，右岸栈桥两跨为31m+15.5m，栈桥桥面高程EL698.00m。右岸门机（1#）覆盖范围为3#坝段至7#坝段，及8#坝段部分仓面；左岸门机（2#）覆盖范围为7#坝段、13#坝段部分仓面，8#坝段至12#坝段。7#、8#坝段仓面面积大，采用两台门机同时浇筑，混凝土初凝时间调整到12h以上，EL700m以上仓号采用平铺法浇筑。上栈桥左右岸的中位路，在陡峭山体上修筑，栈桥两头桥台处面积小，混凝土运输车辆掉头困难，与混凝土吊罐干扰大

10、，影响门机效率，在右岸1#坝段至右岸栈桥头布置一条输料效率80m3/h的负压溜槽，混凝土运输车辆在右岸EL758m平台卸料，提高了门机效率。第二阶段混凝土浇筑时段2009年8月至2010年3月，进行3#12#坝段EL670EL700m混凝土，浇筑方量116305m3，月平均浇筑强度14538m3，2月份浇筑方量达25803m3。3.3 第三阶段入仓布置为加强混凝土浇筑入仓强度和溢流坝段顶部混凝土的入仓，在坝后水垫塘底板布置1台K80塔机，K80塔机覆盖4#至9#坝段仓号，形成2台栈桥门机和塔机入仓布置格局。1#门机主要进行3#至5#坝段仓号入仓，辅助塔机进行7#坝段入仓；2#门机主要进行10#

11、至13#坝段仓号入仓，辅助塔机进行8#坝段入仓；K80塔机进行6#至9#坝段仓号入仓。门塔机不能覆盖两岸岸坡坝段，即1#、2#、14#、15#坝段，拟采用进占法浇筑，用坝顶间平台搭设溜槽进占浇筑，共计浇筑混凝土15460m3。第三阶段混凝土浇筑时段2010年4月至2011年3月，1#5#坝段坝体EL700EL758m浇筑，6#9#坝段坝体EL700EL753m浇筑，10#15#坝段坝体EL700EL758m浇筑。浇筑方量196192m3，门塔机月平均浇筑强度16430m3，1月份浇筑方量达31087m3。3.4 第四阶段入仓布置坝后栈桥2台门机拆除后，K80塔机进行6#9#坝段坝体EL753E

12、L758浇筑。4 混凝土浇筑入仓强度据前所述，本工程混凝土浇筑主要在第二阶段和第三阶段，浇筑方量共计31.25万m3，历时20个月，月平均浇筑强度1.56万m3。在此期间2009年经历汛期和9、10月份大坝断料停工，2010年汛期低产等阶段，单台设备月平均入仓强度仍达到7000余m3，单台门机月最高入仓强度达13000m3，月最高强度达31087m3。5 结语由于大型塔机的制造技术的成熟及应用，K80（10t/30t，臂长L=70m）大型塔机，不仅臂长覆盖范围大，起重量及提升速度效率高，而且能够自升加高，加附着杆其高度达130m，对于坝顶长度在300m左右，高度100m左右的大坝，在混凝土浇筑施工布置上，采用两台K80大