大壩混凝土快速施工方案及工藝研究

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摘要：三峽主體工程的混凝土總量達(dá)2800萬(wàn)m3，其中大壩混凝土約2000萬(wàn)m3。大壩混凝土施工是三峽工程能否按照總進(jìn)度的要求達(dá)到計(jì)劃目標(biāo)的關(guān)鍵。根據(jù)總進(jìn)度安排，其年最高澆筑量要達(dá)到500萬(wàn)m3，月最高要達(dá)到40萬(wàn)m3，日最高應(yīng)達(dá)到2.0萬(wàn)m3以上。經(jīng)過(guò)對(duì)施工手段的多方案比較分析，在充分論證的基礎(chǔ)上，決定選用以塔式皮帶機(jī)連續(xù)輸送澆筑為主，輔以大型門塔機(jī)和纜機(jī)的綜合施工方案。在倉(cāng)面工藝設(shè)計(jì)中，采用了平澆法和臺(tái)階法，同時(shí)，改革傳統(tǒng)工藝，提出并運(yùn)用塔（頂）帶機(jī)新工藝。
關(guān)鍵詞：混凝土；快速施工；方案及工藝；三峽工程

1 概述

　　三峽工程大壩為混凝土重力壩，最大壩高181m，樞紐工程混凝土澆筑總量達(dá)2800萬(wàn)m3。如此巨大的混凝土工程施工總量，導(dǎo)致了三峽工程混凝土施工澆筑的高強(qiáng)度施工。

1.1 混凝土施工強(qiáng)度

　　三峽工程混凝土澆筑高峰集中在第二階段工程，其混凝土澆筑總量達(dá)1860萬(wàn)m3。根據(jù)施工進(jìn)展及總進(jìn)度的安排，1998年為118萬(wàn)m3，1999年為458萬(wàn)m3，2000年為548萬(wàn)m3，2001年為403萬(wàn)m3，2002年計(jì)劃完成142萬(wàn)m3。施工高峰時(shí)段主要集中在1999～2001年三年間，其中，以2000年的混凝土澆筑強(qiáng)度為最高，要求年最高澆筑量達(dá)到500萬(wàn)m3，月最高達(dá)到40萬(wàn)m3，日最高達(dá)到2.0萬(wàn)m3以上。

1.2 混凝土施工手段

　　根據(jù)對(duì)澆筑強(qiáng)度和施工場(chǎng)地分析，采用傳統(tǒng)的門塔機(jī)澆筑施工手段是不能滿足澆筑強(qiáng)度要求的，必須尋找新型高強(qiáng)度的澆筑手段。

　　另外，大型門塔機(jī)澆筑方案從拌和樓出機(jī)口到澆筑倉(cāng)，均采取間歇式給料方式，供料的中轉(zhuǎn)環(huán)節(jié)多，供料效率低下，多座拌和樓與多座門塔機(jī)再與多個(gè)澆筑倉(cāng)之間生產(chǎn)組合錯(cuò)綜復(fù)雜，易于錯(cuò)料，更增加了施工管理的難度。

1.3 混凝土施工工藝

　　三峽大壩沿縱向分若干壩段，沿壩段分若干壩塊，沿壩塊分幾十個(gè)升層，每個(gè)升層又分若干澆筑層。一個(gè)升層即構(gòu)成混凝土的一個(gè)澆筑倉(cāng)位。一個(gè)混凝土倉(cāng)的施工全過(guò)程是從兩個(gè)同步進(jìn)行的流程開(kāi)始的，一個(gè)流程是混凝土澆筑的倉(cāng)面準(zhǔn)備；另一個(gè)流程是混凝土生產(chǎn)及運(yùn)輸，當(dāng)兩個(gè)流程匯集到一起時(shí)，便形成倉(cāng)面混凝土澆筑流程，緊后的流程則是混凝土護(hù)理。如此循環(huán)推進(jìn)，三峽第二階段工程高峰期大壩施工部位將出現(xiàn)20多個(gè)倉(cāng)面同步澆筑的景象。

　　由此可見(jiàn)，采用傳統(tǒng)的混凝土澆筑工藝如散裝鋼模板，人工手持式振搗等已遠(yuǎn)不能滿足如此高強(qiáng)度和十分復(fù)雜的混凝土澆筑需要，必須相應(yīng)采取新的施工倉(cāng)面配套和施工工藝。

2 大壩混凝土快速施工布置及方案

　　以塔(頂)帶機(jī)為主，輔以大型門塔機(jī)和纜機(jī)的施工方案總體思路是：塔帶機(jī)澆筑一條龍作業(yè)，生產(chǎn)效率高，適應(yīng)于連續(xù)高強(qiáng)度的混凝土施工，承擔(dān)混凝土澆筑的主要任務(wù)；配備大型門塔機(jī)、纜機(jī)等作為輔助設(shè)備，負(fù)責(zé)金結(jié)安裝、備倉(cāng)、倉(cāng)面設(shè)備轉(zhuǎn)移和澆筑部分混凝土等任務(wù)，避免因塔(頂)帶機(jī)的工況轉(zhuǎn)換而影響效率。拌和能力的配備留有一定余地，以利塔（頂）帶機(jī)效率的充分發(fā)揮。塔(頂)帶機(jī)供料線布置為一機(jī)一帶，確保塔（頂）帶機(jī)運(yùn)行的可靠性。

2.1 混凝土拌和設(shè)備

　　4個(gè)混凝土拌和系統(tǒng)，共7座攪拌樓，常態(tài)常溫混凝土總生產(chǎn)能力為1960m3/h。各拌和樓均能生產(chǎn)7℃冷混凝土。

　?。?）布置在基坑下游79m高程拌和系統(tǒng)設(shè)置2座4×4.5m3自落式拌和樓，每座樓生產(chǎn)能力為320m3/h。此系統(tǒng)主要供應(yīng)泄洪壩5#～23#壩段混凝土澆筑。

　?。?）布置在左岸廠房壩段上游面90m高程拌和系統(tǒng)設(shè)置2座拌和樓。4×6m3自落式拌和樓生產(chǎn)能力為320m3/h，4×3m3自落式拌和樓生產(chǎn)能力為240m3/h。此系統(tǒng)主要供應(yīng)泄洪壩段1#～5#壩段、導(dǎo)墻壩段及左廠壩段11#～14#壩段混凝土。

　?。?）布置在左非泄洪流壩段下游120m高程拌和系統(tǒng)設(shè)置2座4×3m3自落式拌和樓，生產(chǎn)能力為2×240m3/h。此系統(tǒng)主要供應(yīng)左非泄洪流壩段及左廠1#～10#壩段混凝土。

　　（4）布置在左岸進(jìn)廠房公路左側(cè)82m高程拌和系統(tǒng)設(shè)置1座4×3m3自落式拌和樓，生產(chǎn)能力為240m3/h。此系統(tǒng)主要供應(yīng)左岸廠房混凝土。

2.2 混凝土澆筑設(shè)備

　　主要設(shè)備有6臺(tái)塔(頂)帶機(jī)，塔帶機(jī)與拌和樓連接的6條總長(zhǎng)3800m的膠帶混凝土輸送線，4臺(tái)胎帶機(jī)，7臺(tái)MQ2000型高架門機(jī)，2臺(tái)25t擺塔式纜索起重機(jī)，1臺(tái)K1800型塔式起重機(jī)，1臺(tái)MQ6000型門機(jī)，2臺(tái)300t履帶吊。

　?。?）泄洪壩段 在壩軸線下游76m順壩軸線方向布置4臺(tái)塔帶機(jī)，主要用于該部位的混凝土澆筑，在壩軸線下游121 m順壩軸線45m高程的軌道上布置1臺(tái)K—1800型塔吊和1臺(tái)MQ2000型高架門機(jī)。其工作任務(wù)是，前期協(xié)助混凝土施工，后期以吊裝金屬結(jié)構(gòu)為主。

　?。?）廠房壩段 壩軸線下游44 m順軸線布置2臺(tái)頂帶機(jī)，主要用于左廠7#～14#壩段混凝土澆筑，壩軸線下游65m順軸線120m高程的施工棧橋上布置2臺(tái)MQ2000型門機(jī)，專門用于輸水壓力鋼管和水輪發(fā)電機(jī)埋設(shè)件的吊裝。

　?。?）廠房部位 在廠房下游面距壩軸線195m的30m高程順壩軸線方向的軌道上布置4臺(tái)MQ2000型高架門機(jī)，用于左岸廠房部位的混凝土施工。

　?。?）纜索起重機(jī)的布置 2臺(tái)擺塔式纜索起重機(jī)為廠壩第二階段工程施工提供了一個(gè)空中走廊，主塔設(shè)在左非泄洪8#壩段185m高程上，副塔設(shè)在導(dǎo)流明渠縱向圍堰壩段160m高程頂部，跨度1416m，在壩軸線長(zhǎng)度方向可控制整個(gè)廠壩第二階段工程的長(zhǎng)度，寬度可控制從壩軸線以上15m至壩軸線以下65m，即2臺(tái)纜機(jī)可控制上下游方向80m寬度且在工作區(qū)域?qū)挾确较蛳嗷ゴ罱?0m。

　　（5）公用設(shè)備 第二階段工程廠壩部分分3個(gè)標(biāo)段，由3個(gè)施工企業(yè)負(fù)責(zé)施工。4臺(tái)胎帶機(jī)、2臺(tái)300t履帶吊等業(yè)主擁有的移動(dòng)性強(qiáng)的設(shè)備不固定在一個(gè)標(biāo)段使用，根據(jù)施工需要可靈活調(diào)配。

3 大壩混凝土快速施工倉(cāng)面配套及工藝

　　采用塔(頂)帶機(jī)澆筑混凝土，其澆筑強(qiáng)度將成倍地提高，因此，對(duì)澆筑倉(cāng)面各項(xiàng)資源配置無(wú)論是容量還是數(shù)量都將明顯增加，對(duì)倉(cāng)面組織管理水平的要求也將顯著提高。

3.1塔（頂）帶機(jī)澆筑的倉(cāng)面配套

3.1.1倉(cāng)面設(shè)備配套

　　(1)平倉(cāng)機(jī)：一般每1個(gè)塔(頂)帶機(jī)澆筑倉(cāng)配置1臺(tái)平倉(cāng)機(jī)和平倉(cāng)鏟，死角部位輔以人工平倉(cāng)振搗。

　　(2)振搗機(jī)：對(duì)于素混凝土或鋼筋不太多的混凝土澆筑倉(cāng)，通常配備1臺(tái)8頭平倉(cāng)振搗機(jī)加3～4部手持式振搗棒或者1臺(tái)5頭平倉(cāng)振搗機(jī)加4～5部手持式振搗棒。對(duì)于鋼筋非常密集或有水平鋼筋網(wǎng)和過(guò)流面等比較特殊的倉(cāng)位，振搗要求比較高，一般不配平倉(cāng)振搗機(jī)，直接配5～8部手持式振搗棒用人工振搗。

　　(3)噴霧機(jī)：在高溫季節(jié)澆筑混凝土?xí)r，每倉(cāng)配備2～3部搖擺式噴霧機(jī)。

3.1.2倉(cāng)面人員配套

　　(1)施工人員應(yīng)按照倉(cāng)位情況進(jìn)行合理配置，一般素混凝土倉(cāng)、少筋混凝土倉(cāng)配備8～12人，多筋混凝土倉(cāng)、水平鋼筋網(wǎng)倉(cāng)、過(guò)流面混凝土倉(cāng)配備11～16人。

　　(2)倉(cāng)面配備值班木工、鋼筋工、預(yù)埋工、電工和止水專職人員。各工序值班、帶班人員至少1名到位，并掛標(biāo)識(shí)牌。

　　(3)倉(cāng)面上配置專人分散集中的粗骨料。