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(中國(guó)水利水電第七工程局有限公司，四川 郫縣，611730)

1 概述

阿海電站主廠房布置于大壩后河中主河道區(qū)壩后下游側(cè)，廠房尺寸為256m×61.5m×79m(長(zhǎng)×寬×高)。機(jī)組間距34m，廠房?jī)魧?9m，安裝間布置在右岸岸邊，安裝間右端設(shè)卸貨間。主廠房下部為混凝土實(shí)體結(jié)構(gòu)，中上部為混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)及輕型網(wǎng)架屋面。機(jī)組安裝高程1411.5m，發(fā)電機(jī)層高程1429.5m，共安裝5臺(tái)400MW水輪發(fā)電機(jī)組。

阿海廠房工程基礎(chǔ)部分、尾水肘管周邊及窩殼周邊、尾水管頂板、右沖砂底孔基礎(chǔ)部分等，有著較多的大體積混凝土實(shí)體，單倉(cāng)體積在1000m3以上倉(cāng)號(hào)較多，因此入倉(cāng)強(qiáng)度保證有較大困難，澆筑時(shí)間占用較長(zhǎng)工期壓力大，同時(shí)塔機(jī)運(yùn)行與大壩及機(jī)電安裝標(biāo)的纜機(jī)使用有較多的空間干擾。為解放塔機(jī)在大體積倉(cāng)面的混凝土吊運(yùn)任務(wù)，解決大倉(cāng)面入倉(cāng)強(qiáng)度要求高的難題，避免塔機(jī)吊運(yùn)混凝土與纜機(jī)運(yùn)行的過(guò)多干擾，廠房下部及尾水管、肘管回填等混凝土施工入倉(cāng)引進(jìn)皮帶輸送及布料機(jī)的方案?；炷凛斔筒剂蠙C(jī)是塔機(jī)與皮帶機(jī)的有機(jī)結(jié)合，它將混凝土水平運(yùn)輸、垂直運(yùn)輸及倉(cāng)面布料功能融為一體，具有很強(qiáng)的混凝土澆筑能力，是國(guó)內(nèi)大中型工程中近年來(lái)逐漸開(kāi)始應(yīng)用的一種澆筑入倉(cāng)手段。

2 布料機(jī)總體布置

阿海廠房工程在布料機(jī)系統(tǒng)布置時(shí)充分利用尾水渠1∶4斜坡面的地形特點(diǎn)，尾水渠尾部設(shè)受料斗，經(jīng)高架上料皮帶輸送機(jī)向主機(jī)間尾水管頂板輸送混凝土，兩機(jī)組共用一套上料系統(tǒng)，即1#、2#機(jī)布置一套上料系統(tǒng)，3#、4#機(jī)布置一套上料系統(tǒng)。在主機(jī)間尾水管頂板中部，布置塔式360°全旋轉(zhuǎn)伸縮式布料機(jī)，控制半徑為22m(阿海廠房機(jī)組寬度為34m，各機(jī)組在尾水管中部一次安裝可完全覆蓋)。布料機(jī)受料高程為1410m左右，采用真空負(fù)壓溜筒向下布料，最大布料高度12m，一次安裝可完成尾水管頂板大體積混凝土澆筑。該布料機(jī)系統(tǒng)額定小時(shí)入倉(cāng)能力為120m3，綜合入倉(cāng)能力80m3/h～120m3/h，可完全滿足尾水管頂板大體、大倉(cāng)號(hào)入倉(cāng)能力要求。

布置初衷考慮該布料機(jī)在各機(jī)組大體積混凝土澆筑中周轉(zhuǎn)使用，因此為便于移設(shè)組裝，各組件采用整體式設(shè)計(jì)，廠房區(qū)只設(shè)2套上料系統(tǒng)和1臺(tái)布料機(jī)，各機(jī)組僅預(yù)埋基礎(chǔ)柱。布料機(jī)系統(tǒng)的技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表1，布料機(jī)系統(tǒng)的布置見(jiàn)圖1。

圖1 阿海水電站廠房布料機(jī)系統(tǒng)布置

表1 皮帶機(jī)技術(shù)參數(shù)

皮帶機(jī)長(zhǎng)度1#=30 4m；2#=33 4m；3#=22 8m；4#=28 8m膠帶寬度650mm膠帶帶速2 5m/s集料斗容量12m3布料半徑2 5m～22m生產(chǎn)率120m3/h

3 常態(tài)混凝土輸送中遇到的問(wèn)題及措施

常態(tài)混凝土具有較強(qiáng)的粘稠性、砂漿含量高、陷度較大，這些特點(diǎn)在應(yīng)用皮帶輸送時(shí)遇到了較多具體困難。

3.1 皮帶輸送系統(tǒng)給料的連續(xù)性問(wèn)題

阿海廠房工程布料機(jī)系統(tǒng)在給料方面設(shè)計(jì)了一個(gè)12m3的儲(chǔ)料斗，設(shè)計(jì)初衷為采用6m3自卸運(yùn)輸車(chē)運(yùn)送5cm～7cm陷度的常態(tài)混凝土為布料機(jī)供料的中轉(zhuǎn)及給料斗，以實(shí)現(xiàn)皮帶機(jī)系統(tǒng)混凝土輸送的連續(xù)性。在實(shí)際應(yīng)用中，由于5cm～7cm陷度的三級(jí)配混凝土粘稠性強(qiáng)，在儲(chǔ)料斗出料口不完全打開(kāi)時(shí)不出料，在出料口安裝振搗器輔助效果也不明顯。當(dāng)料口全開(kāi)時(shí)，料口可以出料，但由于本工程配置的是650cm寬輸送帶，根本無(wú)法滿足其輸送能力。

在實(shí)際應(yīng)用中通過(guò)兩種措施解決給料不連續(xù)的問(wèn)題：①通過(guò)操作人員手動(dòng)反復(fù)半關(guān)和全開(kāi)出料口弧形工作門(mén)，控制出料口將5cm～7cm陷度的三級(jí)配混凝土盡量向輸送帶均勻給料；②將常態(tài)混凝土調(diào)整為9cm～11cm陷度的二級(jí)配混凝土，并采用罐車(chē)運(yùn)輸，由于其粘稠度小、流態(tài)性強(qiáng)，能通過(guò)出料口工作門(mén)，很好地控制給料均勻性。后者完全滿足了該系統(tǒng)的供料連續(xù)均衡性，但混凝土生產(chǎn)及運(yùn)輸成本較前者高。

3.2 布料機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)骨料及砂漿拋撒問(wèn)題

皮帶輸送系統(tǒng)在運(yùn)行中存在骨料及砂漿拋撒問(wèn)題，主要體現(xiàn)幾個(gè)方面：①皮帶經(jīng)常跑偏；②系統(tǒng)材質(zhì)為聚氨酯刮刀，清掃效果差；③混凝土在皮帶中轉(zhuǎn)處，骨料時(shí)有飛濺的情況，特別是布料機(jī)受料口尺寸偏小，清掃器清掃的砂漿無(wú)法進(jìn)入料口而飛濺。上述問(wèn)題導(dǎo)致骨料及砂漿嚴(yán)重拋撒，甚至造成對(duì)倉(cāng)號(hào)內(nèi)的污染和系統(tǒng)沿線人員、設(shè)備的安全威脅。

在實(shí)際應(yīng)用中，通過(guò)相應(yīng)措施解決骨料及砂漿拋撒的問(wèn)題：①調(diào)整托輥、驅(qū)動(dòng)滾筒，使皮帶處于中心位置，每隔3m～5m在皮帶兩側(cè)設(shè)置跑偏限位托輥，防止皮帶跑偏；②將聚氨酯刮刀改為合金刮刀，提高清掃器刮刀的耐磨性；增加清掃器與皮帶的預(yù)壓緊裝置，確保刮刀與皮帶隨時(shí)處于緊密結(jié)合，使清掃器能清掃干凈皮帶上的砂漿而不再沿線拋撒；③在系統(tǒng)受料處增設(shè)封閉導(dǎo)向溜筒，加大布料機(jī)受料處的尺寸，確保骨料及砂漿進(jìn)入相應(yīng)受料口內(nèi)而不飛濺。

4 布料機(jī)澆筑質(zhì)量控制要點(diǎn)

4.1 配備足量振搗設(shè)備

布料機(jī)澆筑能力強(qiáng)，一般為80m3/h～120m3/h，倉(cāng)內(nèi)必須配備足夠的振搗設(shè)備，其振搗能力應(yīng)按澆筑強(qiáng)度的1.5倍配置。對(duì)止水片、止?jié){片及模板、埋件、廊道周?chē)炷?，必須有?zhuān)人負(fù)責(zé)，并用手持式振搗棒細(xì)心振搗，以保證其密實(shí)性。

4.2 采用其它入倉(cāng)方式控制布料機(jī)的死區(qū)、盲區(qū)

布料機(jī)澆筑覆蓋范圍為360°的圓形區(qū)域，存在一定的死區(qū)、盲區(qū)，在實(shí)際運(yùn)用中可補(bǔ)充其它入倉(cāng)手段。阿海廠房工程主要采用塔機(jī)加吊罐輔助入倉(cāng)。

4.3 嚴(yán)格控制下料高度及布料方式

布料機(jī)采用9m～12m負(fù)壓溜筒向下布料，可根據(jù)倉(cāng)面距布料機(jī)高度選擇溜筒長(zhǎng)度。為防止混凝土在下料高度及布料方式上出問(wèn)題，在實(shí)際運(yùn)用中應(yīng)重點(diǎn)控制以下事項(xiàng)：①負(fù)壓溜筒布料口應(yīng)距倉(cāng)面1.5m～2m，并均勻移動(dòng)布料，不得堆積過(guò)高；②在模板周?chē)剂蠒r(shí)，卸料點(diǎn)與模板的距離保持在1m～1.5m，人工采用振搗棒分散混凝土；③對(duì)面積不超過(guò)300m2的倉(cāng)號(hào)，原則上應(yīng)采用平鋪法，其澆筑強(qiáng)度不得低于80m3/h；對(duì)面積較大的倉(cāng)號(hào)，采用臺(tái)階法澆筑時(shí)，臺(tái)階寬度2m～4m以上，臺(tái)階層數(shù)控制在3層，否則，臺(tái)階過(guò)窄，界線不清，鋪料層厚難以控制，易產(chǎn)生漏振。

4.4 鋼筋密集區(qū)的澆筑方法

鋼筋密集區(qū)的廠房常態(tài)混凝土(三級(jí)配)布料機(jī)無(wú)法直接入倉(cāng)，特別是在雙層鋼筋網(wǎng)的下部易產(chǎn)生骨料分離。在實(shí)際運(yùn)用中，可根據(jù)鋼筋密集區(qū)的范圍調(diào)整入倉(cāng)方式或級(jí)配：①范圍較小時(shí)，可補(bǔ)充其它入倉(cāng)方式澆筑同標(biāo)號(hào)的低級(jí)配混凝土；②范圍較大時(shí)，調(diào)整混凝土級(jí)配，采用布料機(jī)直接入倉(cāng)，確保混凝土澆筑質(zhì)量。

5 應(yīng)用效果及改進(jìn)建議

5.1 該工程兩套上料系統(tǒng)僅配1套布料系統(tǒng)，對(duì)于廠房結(jié)構(gòu)相對(duì)集中、大體積混凝土施工工期緊張、機(jī)組間同步上升的情況，無(wú)法實(shí)現(xiàn)布料機(jī)在各機(jī)組間頻繁移設(shè)周轉(zhuǎn)使用，上料強(qiáng)度與布料強(qiáng)度不匹配。建議今后在廠房工程使用布料機(jī)系統(tǒng)時(shí)，每套上料系統(tǒng)均配備布料系統(tǒng)，確保大體積混凝土的澆筑強(qiáng)度。

5.2 本工程布料機(jī)系統(tǒng)覆蓋范圍僅有尾水流道頂板混凝土、尾水周邊一、二期混凝土，混凝土方量約11萬(wàn)m3。建議今后在廠房澆筑底板大體積混凝土之初就布置布料機(jī)系統(tǒng)，可使用布料機(jī)系統(tǒng)用于基礎(chǔ)大體積及流道邊墩混凝土澆筑。該工程若提前布置布料機(jī)系統(tǒng)，可增加澆筑量約8萬(wàn)m3，而需增加的直接成本僅為混凝土內(nèi)立柱的預(yù)埋成本。

5.3 12m3受料斗通過(guò)操作人員手動(dòng)反復(fù)半關(guān)和全開(kāi)出料口弧形工作門(mén)，控制出料口將5cm～7cm陷度的三級(jí)配混凝土盡量向輸送帶均勻給料，僅靠人工控制無(wú)法確保系統(tǒng)的連續(xù)性，易出現(xiàn)突發(fā)狀況。建議今后將料斗出口改為螺旋式出料(同罐車(chē)、攪拌機(jī)出料形式基本一致)，同時(shí)加大皮帶寬度，保證料斗出料的均勻性，提高系統(tǒng)澆筑強(qiáng)度，能節(jié)約較大的施工成本。

5.4 布料機(jī)系統(tǒng)的上料線在跨塔機(jī)軌道段設(shè)計(jì)了可拆解的1條獨(dú)立皮帶，以便塔機(jī)可跨越上料線來(lái)回移動(dòng)，但增加的這段皮帶機(jī)對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行的連續(xù)性、維護(hù)、保養(yǎng)等有一定不利影響。建議在今后布料機(jī)系統(tǒng)運(yùn)用中盡量減少皮帶中轉(zhuǎn)次數(shù)，即盡可能采用單根通長(zhǎng)皮帶機(jī)布置。

5.5 皮帶機(jī)長(zhǎng)度約120m，入倉(cāng)時(shí)間僅48s，對(duì)預(yù)冷混凝土溫升無(wú)明顯影響。但在類(lèi)似工程布料機(jī)系統(tǒng)中皮帶運(yùn)輸距離較長(zhǎng)時(shí)，應(yīng)在皮帶機(jī)上蓋以白色或鋁制的防雨遮陽(yáng)保溫罩等溫控措施，避免預(yù)冷混凝土在皮帶輸送過(guò)程中的溫度回升。

6 結(jié)語(yǔ)

目前，我國(guó)電站大型廠房應(yīng)用布料機(jī)系統(tǒng)輸送常態(tài)混凝土的實(shí)例還較少，在一些關(guān)鍵技術(shù)上還不夠成熟。阿海水電站廠房混凝土工程采用布料機(jī)運(yùn)輸，從總的施工期間存在的問(wèn)題及處理措施、混凝土澆筑質(zhì)量控制及應(yīng)用效果和改進(jìn)建議等方面進(jìn)行了一系列探索，取得了較好效果，有較強(qiáng)的使用價(jià)值。