思林大坝碾压混凝土快速入仓技术研究应用

思林大坝碾压混凝土快速入仓技术研究应用第一页，共71页。汇报目录◆立项背景◆主要研究内容◆依托工程—思林水电站简况◆碾压混凝土入仓方式研究◆关键技术难点◆碾压砼入仓技术理论研究◆大坝混凝土施工整体规划◆大坝碾压混凝土入仓工艺◆经济效益和推广应用前景第二页，共71页。◆碾压混凝土坝混凝土入仓主要采用自卸汽车直接入仓、真空溜槽、深槽皮带机、倾斜升降机、塔带机等入仓方式。◆本项目以思林水电站碾压混凝土重力坝(高117m)为依托工程，研究狭窄河床碾压混凝土快速入仓施工技术，着重解决陡峭岸坡的入仓工艺，采用真空溜管、缓降溜管、水平胶带机等入仓技术，进行混凝土水平和垂直运输一体化的相关研究。一、立项背景第三页，共71页。◆研究狭窄河谷中混凝土快速入仓的施工技术，解决岸坡陡峭的入仓工艺，进行混凝土水平和垂直运输一体化的相关研究；◆研究缓降溜管的适用范围；◆研究缓降溜管的设备工艺，着重研究缓降器的结构与分级配置、溜管的布置角度、管径的大小和混凝土输送强度及混凝土质量之间的关系；二、主要研究内容第四页，共71页。◆思林水电站位于贵州省东北部，乌江干流中游。工程以发电为主，兼顾航运、防洪等综合效益。电站正常蓄水位440m（高程），相应库容12.05亿m3，装机容量为1000MW。◆电站枢纽由碾压混凝土重力坝、左岸通航建筑物、右岸引水发电系统组成。碾压混凝土重力坝最大坝高117m，坝顶高程452m，坝顶全长310.0m。在河床溢流坝段设7孔13×21.5m（宽×高）的溢流表孔。◆通航建筑物位于溢流坝段左侧，总长1096.64m，通航渠道宽12m，通航渠道底部高程为348.00m。采用枯期断流围堰、隧洞导流的导流方式。◆思林水电站大坝工程混凝土总量约95.4万m3，其中碾压混凝土方量约77.5万m3，常态混凝土方量约17.9万m3。三、项目依托工程概况第五页，共71页。业主：贵州乌江水电开发有限责任公司设计：中国水电顾问集团贵阳勘测设计研究院监理：中国水利水电建设工程咨询昆明公司施工：中国水利水电第八工程局、中国水利水电闽江工程局第六页，共71页。第七页，共71页。坝顶高程452m坝顶全长310m坝高117m地形特点452平台第八页，共71页。▽328m▽350m▽334m▽360m▽335m▽350m下游边坡坝肩槽最大高差124m第九页，共71页。▽335m▽328m成品料仓砂石系统452平台▽350m施工特点——地形坝顶452高程拌和系统最大高差124m第十页，共71页。4.1、方案比较◆方案1：自卸汽车直接入仓的运输方案◆方案2：塔带机运输方案◆方案3：缆机吊罐运输方案◆方案4：高速深槽皮带机+真空溜槽+仓面履带式布料机运输方案◆方案5：高速深槽皮带机+真空溜槽+仓面自卸汽车的运输方案

◆方案6：缓降溜管运输方案

四、碾压混凝土入仓方式研究第十一页，共71页。4.2、关键技术难点◆制约狭窄地区高坝碾压混凝土入仓的主要技术是没有解决碾压混凝土高落差情况下的运输系统布置与解决骨料分离问题◆研究陡坡与垂直运输设备◆研究百米级垂直运输与水平运输设备一体化的配套工艺

第十二页，共71页。5.1、缓降溜管◆缓降溜管是混凝土垂直运输入仓的一项新工艺，它的突出优点在于解决了混凝土的高落差垂直运输难题五、碾压砼入仓技术理论研究第十三页，共71页。5.2Ⅰ型缓降器结构设计第十四页，共71页。5.2Ⅱ型缓降器结构设计第十五页，共71页。5.3、缓降溜管布置角度◆随着缓降溜管布置角度增加，在缓降器通道内容易流动。由于缓降器通道是螺旋通道，可以有效减缓混凝土流动速度，对混凝土进行充分拌合，减少骨料分离；单位时间内通过缓降器的混凝土量越多，混凝土的入仓强度越大；混凝土在缓降器内的流动时间越短，使得混凝土的VC值减小。◆在有条件的情况下，缓降溜管布置角度越接近90°越好。缓冲装置(缓降器)钢管(溜管)储料斗缓降溜管示意图第十六页，共71页。5.4、缓降溜管管径大小◆为避免堵塞，缓降器1/4截面正方形的边长必须大于最大石子直径的3.94倍，缓降溜管直径应大于最大石子直径的2.2倍。◆随着溜管管径D增大，单位时间流过溜管的混凝土就越多，碾压混凝土的入仓强度就越大；混凝土在溜管内的流动时间越短，使得混凝土的VC值减小。但导致骨料松散、灰浆粘附作用较小，造成骨料分离。且增加管径，造成缓降溜管总重增加。◆对于三级级配碾压混凝土输送，缓降溜管内径最好控制在320mm~480mm之间。溜管最小直径缓降器1/4断面最小边长第十七页，共71页。5.5、缓降器间距◆缓降器间距大，混凝土在溜管内的流动速度就快，骨料松散、灰浆粘附作用较小，容易发生骨料分离。且速度太快，颗粒间相互碰撞造成骨料破碎，缓降器的冲击磨损破坏大，缩短使用寿命。◆缓降器间距小，混凝土在溜管内的流动速度就慢，混凝土入仓强度就小，相对增加缓降器数量，不但增加了缓降溜管的总重量，也造成运输成本增加。混凝土在溜管内流通时间长，混凝土和缓降器通道间因摩擦而产生的发热量大，会增加碾压混凝土的VC值

。◆缓降器间距一般按12m~15m控制。第十八页，共71页。5.6、缓降溜管供料线布置消力池缓降溜管布置大坝铅垂面缓降溜管布置第十九页，共71页。◆柔性软溜管采用废旧皮带加工而成，自重较轻。◆可解决上下两层胶带机间高差及水平胶带机与仓面间高差（可高达18m）砼输送问题。高层胶带机胶带机立柱柔性软溜管低层胶带机Ⅱ型缓降器5.7、柔性软溜管柔性软溜管第二十页，共71页。◆砂石系统位于大坝右岸顶部，实际生产能力为800t/h，能够保证满足15万m3/月混凝土的砂石料供应。从砂石系统成品料仓接胶带机直接输送至风冷料仓和砼拌和楼。◆混凝土选用二座2×4m3（HL240-2S4000L）强制式搅拌楼。拌和系统理论生产能力为：常态混凝土480m3/h，碾压混凝土440m3/h，预冷混凝土180m3/h。混凝土拌和系统包括2座混凝土搅拌楼、一二次风冷车间、6个胶凝材料储罐、混凝土实验室等设施。

◆上下游围堰为土石过水围堰，2007年汛前，左侧坝段浇筑至度汛缺口高程，右侧坝段浇筑浇筑至度汛高程以上，汛期大坝预留左侧坝段缺口和左右岸导流洞联合过流。◆根据大坝的结构、开挖体型、施工导流和水流控制方案并结合施工总进度计划，将大坝碾压混凝土整体分为9个区，大坝碾压混凝土分层厚度一般按3~9m进行分层，最大浇筑厚度达25m。六、大坝混凝土施工整体规划第二十一页，共71页。砂石粗碎砂石预筛分砂石中碎制砂车间成品料仓风冷料仓外加剂房一次风冷车间水泥煤灰罐6.1、砂石及砼拌和系统空压机房二次风冷车间1#拌和楼2#拌和楼第二十二页，共71页。6.2、施工导流▽406m▽372.5m上游围堰右岸导流洞厂房进水口消力池临时底孔下游供料线上游供料线第二十三页，共71页。大坝填塘区▽345m▽350m▽345m齿槽▽350m▽350m▽334m▽350m▽335m大坝消力池消力池填塘区▽340m6.3、坝基开挖后平台第二十四页，共71页。6.4、大坝碾压混凝土分区规划第二十五页，共71页。◆根据思林水电站大坝工程实际情况，经技术经济比较，大坝及消力池碾压混凝土采用上游供料线和下游供料线两条系统入仓。即“高速深槽皮带机+真空溜槽+仓面自卸汽车”的运输方案设在大坝坝肩槽部位，“缓降溜管+高速深槽皮带机+仓面自卸汽车”运输方案设在大坝下游侧右岸边坡上。供料线设计时考虑将混凝土水平运输和垂直运输合二为一，基本做到水平运输全部使用皮带机运输混凝土，垂直运输采用缓降溜管和真空溜槽，实现了对混凝土运输传统方式的变革。七、碾压混凝土入仓工艺第二十六页，共71页。下游供料线上游供料线7.0、大坝上下游碾压混凝土供料线第二十七页，共71页。7.1、下游碾压混凝土供料线第二十八页，共71页。7.1、下游碾压混凝土供料线下游供料线第二十九页，共71页。（1）设计依据最大仓面面积4379m2，仓面覆盖强度219m3/h。设计保证强度220m3/h以上。设计输送强度300m3/h。7.1、下游碾压混凝土供料线第三十页，共71页。（2）下游供料线布置

2#拌和楼→2#皮带机→4#皮带机→缓降溜管→20m3储料斗→缓降溜管→5#皮带机→溜管→仓面，供料线混凝土输送最大高差为124m

溜管5#皮带机20m3储料斗缓降溜管4#皮带机2#皮带机4#皮带机第三十一页，共71页。12m缓降溜管缓降器储料斗缓降器2钢管缓降器5#皮带机储料斗第三十二页，共71页。3）应用效果分析

最高台班生产强度为2600.5m3/h（12小时），最大日浇筑强度为4651.5m3/h。最大输送强度实际达到了260m3/h。

X1X2X3第三十三页，共71页。下游供料线输送效果

第三十四页，共71页。下游供料线输送效果

第三十五页，共71页。下游供料线输送效果

第三十六页，共71页。下游供料线输送效果

此张删除,还需补充大坝仓面上卸料\平仓图片

第三十七页，共71页。7.2、上游碾压混凝土供料线第三十八页，共71页。7.2、上游碾压混凝土供料线（1）设计依据最大仓面面积6409m2，仓面覆盖强度320.5m3/h。单条输送线设计保证强度250m3/h以上。单条输送线设计输送强度400m3/h。上游供料线共两条输送线。第三十九页，共71页。2#真空溜槽1#真空溜槽3#皮带机1#皮带机7#皮带机6#皮带机1#真空溜槽2#真空溜槽1#、2#拌和楼→1#、2#胶带机→20m3储料斗→1#、2#真空溜管

→胶带机→仓面自卸汽车，供料线混凝土输送最大高差为117m

(2)上游供料线布置第四十页，共71页。(3)水平输送与垂直输送软溜管Ⅱ型缓降器真空溜槽Ⅱ型缓降器软溜管高层水平胶带机低层水平胶带机20m3料斗第四十一页，共71页。从上游供料线使用的情况来看，在▽360~372.5m仓混凝土浇筑期间拌和楼最高台班产量3993.5m3，1#拌和楼最高台班平均强度为215m3/h，2#拌和楼最高台班平均强度为196.7m3/h，最高日浇筑强度为7859m3。单座拌和楼最大小时生产强度为260m3/h，超过拌和楼铭牌生产能力。(4)应用效果第四十二页，共71页。(4)应用效果B1B2B3施工仓施工仓平仓B4第四十三页，共71页。7.3、碾压砼供料线应用情况胶带机吊运下游供料线安装第四十四页，共71页。大坝7#～9#坝段▽328~334.3m碾压混凝土入仓第四十五页，共71页。大坝5#～10#坝段▽334.3~341m碾压混凝土入仓此张照片要编辑、已调第四十六页，共71页。大坝5#～10#坝段▽341~348m碾压混凝土入仓第四十七页，共71页。右侧9#～12#坝段▽344~351.5m碾压混凝土入仓第四十八页，共71页。右侧9#～12#坝段▽356~369m碾压混凝土入仓第四十九页，共71页。左侧4#～8#坝段▽348~351.5m碾压混凝土入仓第五十页，共71页。左侧4#～8#坝段▽351.5~356m碾压混凝土入仓第五十一页，共71页。左侧4#～8#坝段▽356~360m碾压混凝土入仓第五十二页，共71页。左侧4#～8#坝段▽360~372.5m碾压混凝土入仓第五十三页，共71页。右侧8#～13#坝段▽375~385m碾压混凝土入仓此张照片要编辑、已调第五十四页，共71页。右侧8#～13#坝段▽385~392m碾压混凝土入仓此张照片要编辑、已调第五十五页，共71页。右侧8#～13#坝段▽392~396m碾压混凝土入仓第五十六页，共71页。右侧12#～14#坝段▽414~439m碾压混凝土入仓第五十七页，共71页。左侧6#～7#坝段▽372.5~392m碾压混凝土入仓第五十八页，共71页。左侧6#～7#坝段▽392~406m碾压混凝土入仓此张照片要编辑、已调第五十九页，共71页。左侧3#～5#坝段▽372.5~392m碾压混凝土入仓此张照片要编辑、已调第六十页，共71页。左侧3#～5#坝段▽392~398m碾压混凝土入仓第六十一页，共71页。左侧3#～5#坝段▽398~405m碾压混凝土入仓此张照片要编辑、已调第六十二页，共71页。左侧坝段▽405~426m碾压混凝土入仓此张照片要编辑、已调第六十三页，共71页。左侧坝段▽426~450m碾压混凝土入仓此张照片要编辑、已调第六十四页，共71页。右侧12#～15#坝段▽439~450.8m碾压混凝土入仓第六十五页，共71页。消力池填塘碾压混凝土入仓第六十六页，共71页。思林水电站大坝碾压混凝土于2006年11月8日正式开盘浇筑，在受雪灾凝冻等客观制约条件影响的情况下，2008年6月2日收仓结束。碾压混凝土实际施工工期317天，共完成碾压混凝土77.1万m3，整体平均日强度达到2432m3，最高月浇筑强度达到12万m3。

7.4、碾压砼供料线应用效果第六十七页，共71页。碾压混凝土性能指标◆混凝土VC值：试验室在拌和楼出机口和仓面均对混凝土的工作度VC值作相应的检测，碾压混凝土仓面与出机口相比VC至平均值最大损失1.7s，最小值为0.1s，平均值为0.37s，VC值损失小，保证了碾压混凝土良好的材料性能。◆混凝土温度：碾压混凝土从拌和楼到达仓面的最高平均温升为1.3℃，最小平均温升仅为0.1℃，总体平均温升仅为0.53℃。◆混凝土含气量：碾压混凝土从拌和楼到达仓面的最高平均含气量差值为1.2%，最小平均含气量差仅为0.1%，总体平均含气量差仅为0.29%。◆本工程碾压混凝土垂直运输高差大，最大高差达到124m，从仓面碾压混凝土的工作情况来看，碾压混凝土骨料分离控制较好、骨料很少有砸碎情况，碾压混凝土采用水平与垂直一体化运输，经多级转料后，混凝土砂浆损失极少，说明碾压混凝土入仓工艺控制良好。第六十八页，共71页。编号主要配置配套设施特点运输费用（元/m3）115t自卸汽车运输洗车平台及入仓口道路填筑运输距离远5.8Km，碾压混凝土VC值损失大17.12缓降溜管+皮带机承重排架；高速皮带机+缓降器+钢管入仓速度快、强度高、维护较简单6.373真空溜槽+皮带机承重排架；真空溜槽+高速皮带机仓面干扰大；运行维护工作量大7.26根据思林大坝缓降溜管及真空溜槽