張連順， 劉寒劍， 曹永順

(中國(guó)水利水電第十工程局有限公司，四川都江堰 611830)

集中制漿系統(tǒng)在北川開(kāi)茂水庫(kù)灌漿施工中的應(yīng)用

張連順， 劉寒劍， 曹永順

(中國(guó)水利水電第十工程局有限公司，四川都江堰 611830)

北川開(kāi)茂水庫(kù)大壩固結(jié)及帷幕灌漿工程量大，施工戰(zhàn)線長(zhǎng)，施工強(qiáng)度高，人員配置少，施工工期緊。為滿足施工需求，該項(xiàng)目采用了全自動(dòng)集中制漿系統(tǒng)。該系統(tǒng)所制備的穩(wěn)定漿液完全能夠滿足漿液粘度、凝結(jié)時(shí)間等性能參數(shù)的要求，從而提高了制漿效率，節(jié)約了項(xiàng)目成本，加快了施工進(jìn)度，取得了較好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果，工程質(zhì)量和環(huán)境保護(hù)等均得到了保證。

帷幕灌漿；集中制漿系統(tǒng)；穩(wěn)定漿液；應(yīng)用和優(yōu)化；開(kāi)茂水庫(kù)

北川開(kāi)茂水庫(kù)位于四川省北川縣安昌鎮(zhèn)和永安鎮(zhèn)之間，距離城區(qū)較近，對(duì)環(huán)境保護(hù)要求較高。水庫(kù)工程包括水庫(kù)主壩、副壩、溢洪道、放空洞，主壩最大壩高56m，壩頂寬度為6m，壩頂長(zhǎng)約397．12 m。受地形條件限制，除主壩外，左右岸庫(kù)周5處埡口位置另外設(shè)置了5個(gè)副壩共同攔蓄庫(kù)水。副壩均為土石壩，壩頂高程均為612m，地下巖層復(fù)雜多變，多為泥質(zhì)粉砂巖和砂礫石巖，帷幕線全長(zhǎng)為3 200 m，帷幕最大深度為70 m。主要灌漿工程量見(jiàn)表1。

表1 北川開(kāi)茂水庫(kù)大壩防滲灌漿主要工程量表

1 施工工藝

帷幕灌漿工程采用0．5∶1的水泥混合漿液，300型地質(zhì)鉆機(jī)清水回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)造孔、SGB6－10型高壓灌漿泵進(jìn)行灌漿，灌漿記錄儀記錄并監(jiān)控。固結(jié)灌漿的方式為自下而上與自上而下相結(jié)合的綜合灌漿法；帷幕灌漿方式為自下而上分段孔內(nèi)灌漿，如遇地質(zhì)條件復(fù)雜，則采用綜合灌漿法(自上而下與自下而上相結(jié)合)。隧洞回填灌漿分區(qū)段進(jìn)行施工，采用純壓式灌注。整個(gè)施工過(guò)程灌漿方量為45 000m3左右，工期12個(gè)月，滿負(fù)荷制漿情況下，日制漿量在41．7 m3左右。

2 制漿工藝的選擇

2．1 傳統(tǒng)制漿工藝

傳統(tǒng)的分散制漿工藝即采用袋裝水泥人工量化制漿。該制漿工藝要設(shè)計(jì)制安一個(gè)水泥堆放平臺(tái)，要求做到通風(fēng)良好，搭建整齊，有良好的安全保證措施，便于施工。制漿設(shè)備配置完備后，投入兩個(gè)員工進(jìn)行水泥出廠上車碼放，水泥進(jìn)入施工作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)后繼續(xù)卸車并進(jìn)行碼放。制漿作業(yè)時(shí)，需投入兩個(gè)員工進(jìn)行水泥運(yùn)送，另投入兩個(gè)工人完成水泥開(kāi)包和倒灌水泥，最后還需要一個(gè)員工進(jìn)行制漿機(jī)注水和出漿作業(yè)。由上述可知，該工藝人員配置較多，制漿效率低下。

北川開(kāi)茂水庫(kù)灌漿作業(yè)面長(zhǎng)達(dá)3 200 m，作業(yè)全線至少需配置三個(gè)水泥制漿平臺(tái)，投入制漿作業(yè)的人數(shù)也將達(dá)到12至15人之多?？紤]到制漿操作人員的體力問(wèn)題，每個(gè)臺(tái)班按8 h計(jì)算，每個(gè)制漿作業(yè)循環(huán)制漿400 L，耗時(shí)10 min，每個(gè)臺(tái)班的日制漿量為19．2 m3，無(wú)法滿足施工需求。

2．2 集中制漿系統(tǒng)

集中制漿系統(tǒng)采用散裝水泥制漿，每個(gè)制漿循環(huán)600 L需5 min，每個(gè)臺(tái)班的制漿量為57．6 m3，滿足施工需求。此外，系統(tǒng)可全自動(dòng)配制兩種或多種配料組成的漿液，實(shí)現(xiàn)快速均勻攪拌，可隨時(shí)記錄配料用量、漿液量并打印參數(shù)，確保施工所需漿液配合比準(zhǔn)確、穩(wěn)定、可靠。而且該系統(tǒng)操作簡(jiǎn)單，只需要一個(gè)操作員就能完成整個(gè)制漿作業(yè)流程，避免了使用袋裝水泥繁瑣的環(huán)節(jié)，節(jié)約人力資源，降低施工成本，從而提高了制漿效率。

綜上所述，只有全自動(dòng)制漿系統(tǒng)才能滿足北川開(kāi)茂水庫(kù)大壩防滲灌漿工程施工強(qiáng)度大、工期緊、戰(zhàn)線長(zhǎng)、質(zhì)量要求高及清潔環(huán)保的要求。

2．3 集中制漿系統(tǒng)的選址

由于北川開(kāi)茂水庫(kù)大壩及副壩灌漿作業(yè)戰(zhàn)線較長(zhǎng)，作業(yè)面較多且比較分散，在制漿選址時(shí)，充分考慮了制漿系統(tǒng)設(shè)備運(yùn)輸和吊裝及原材料的運(yùn)輸，并從其鉆灌作業(yè)面的高差和覆蓋距離等方面進(jìn)行考慮，最終綜合選定了能產(chǎn)生最大經(jīng)濟(jì)效益及利用率的位置。所選位置為在左岸山脊設(shè)置1套集中制漿系統(tǒng)，主要負(fù)責(zé)1#至4#副壩及主壩左岸的防滲灌漿作業(yè)；在右岸山脊設(shè)置1套集中制漿系統(tǒng)，主要負(fù)責(zé)5#副壩、主壩右岸的防滲灌漿作業(yè)，并能覆蓋放空洞的回填、固結(jié)灌漿作業(yè)。左岸制漿站高程為617．5 m，覆蓋灌漿作業(yè)面高程612 m，落差5．5 m；右岸制漿站高程616 m，覆蓋灌漿作業(yè)面高程572 m，落差44 m，集中制漿系統(tǒng)完全可以利用該落差，加強(qiáng)SGB6－10型高壓灌漿泵的有效運(yùn)距，可以把漿液送到預(yù)計(jì)的覆蓋工作面，從系統(tǒng)的整個(gè)壽命周期來(lái)看是很經(jīng)濟(jì)的。

3 集中制漿系統(tǒng)

3．1 系統(tǒng)的組成

集中制漿系統(tǒng)由包括稱重傳感器、制漿桶、攪拌循環(huán)泵、控制閥、底座組成的主機(jī)，螺旋送料機(jī)，儲(chǔ)料灌(工地自配)，供水水箱及泵或供水管和電磁閥(可自配或另選配)控制柜等構(gòu)成?，F(xiàn)場(chǎng)布置情況見(jiàn)圖1、2。

圖1 集中制漿系統(tǒng)安裝俯視圖

圖2 集中制漿系統(tǒng)安裝正視圖

3．2 工藝流程

(1)自動(dòng)控制工藝流程。

①打開(kāi)計(jì)算機(jī)并檢查時(shí)間→② 修改零點(diǎn)→③選擇上料路徑和設(shè)置參數(shù)→④啟動(dòng)攪拌機(jī)控制程序制漿→⑤送漿→⑥等待或重復(fù)② ～⑤步驟操作→⑦沖洗攪拌機(jī)。

(2)手動(dòng)控制工藝流程。

當(dāng)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)出現(xiàn)大的故障且一時(shí)無(wú)法恢復(fù)時(shí)，可選擇進(jìn)行手動(dòng)控制，效果同自動(dòng)制漿一致。

①選擇手動(dòng)→②選擇上料路徑→③上水、上料→④攪拌及下料→⑤送漿→⑥等待或重復(fù)②～⑤步驟操作→⑦沖洗攪拌機(jī)。

4 集中制漿系統(tǒng)的控制要點(diǎn)

(1)水泥罐內(nèi)不應(yīng)混裝不同來(lái)源的水泥或粉煤灰，而且貯存時(shí)間不宜超過(guò)20 d，如存放時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，水泥會(huì)出現(xiàn)較多的結(jié)塊、搭橋和堵塞現(xiàn)象。

(2)螺旋輸送機(jī)停機(jī)3 d以上再作業(yè)前，應(yīng)將檢視孔蓋打開(kāi)，將管內(nèi)殘余物料清理干凈并及時(shí)檢查中間軸座、螺旋體有無(wú)異常情況，確保設(shè)備處于良好的運(yùn)行狀態(tài)。

(3)在進(jìn)行設(shè)備檢修及其他非制漿作業(yè)時(shí)，要關(guān)掉控制柜電源并斷開(kāi)稱量傳感器的插頭；若控制柜斷電后，再次通電時(shí)應(yīng)間隔10 s以上。

(4)高速制漿機(jī)底部的濾網(wǎng)應(yīng)定時(shí)清刷，排除水泥和粉煤灰中帶入的鐵屑及其他粗顆粒物質(zhì)，確保制漿機(jī)能正常循環(huán)制漿。

5 集中制漿系統(tǒng)產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益

5．1 直接經(jīng)濟(jì)效益對(duì)比分析

水泥采購(gòu)費(fèi)用:開(kāi)茂水庫(kù)項(xiàng)目灌漿水泥用量為6萬(wàn)t，散裝水泥單價(jià)比袋裝水泥單價(jià)每t低15元，即水泥采購(gòu)費(fèi)用可節(jié)約成本90萬(wàn)元。

水泥運(yùn)輸費(fèi)用:袋裝水泥運(yùn)輸費(fèi)用為17元/ t，裝卸車費(fèi)用為15元/t，即水泥進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)總費(fèi)用為182萬(wàn)元；散裝水泥運(yùn)輸費(fèi)用為19元/t，即水泥進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)總費(fèi)用為114萬(wàn)元。由此可知，采用集中制漿系統(tǒng)可節(jié)約水泥運(yùn)輸成本68萬(wàn)元。

其他費(fèi)用:傳統(tǒng)制漿工藝所需人工為15人，月工資以4 500元計(jì)算，施工12個(gè)月，每天2個(gè)臺(tái)班進(jìn)行施工，所需人工費(fèi)用為162萬(wàn)元；而集中制漿工藝所需人工為1人，所需人工費(fèi)用為10．8萬(wàn)元。另外，集中制漿系統(tǒng)采購(gòu)費(fèi)用為12萬(wàn)元/套，兩套費(fèi)用合計(jì)24萬(wàn)元。由此可知，采用集中制漿系統(tǒng)可節(jié)約其他費(fèi)用127．2萬(wàn)元。

終上所述，采用集中制漿系統(tǒng)可產(chǎn)生的直接經(jīng)濟(jì)效益為285．2萬(wàn)元，經(jīng)濟(jì)效益良好。

5．2 間接經(jīng)濟(jì)效益分析

使用全自動(dòng)制漿系統(tǒng)可減少使用傳統(tǒng)的制漿設(shè)備高速制漿機(jī)3臺(tái)，每臺(tái)為9350元，合計(jì)為2．8萬(wàn)元；壓泵6臺(tái)，每臺(tái)26 500元，合計(jì)15．9萬(wàn)元，低速攪拌機(jī)6臺(tái)，每臺(tái)8 900元，合計(jì)5．3萬(wàn)元。由此可知，采用集中制漿系統(tǒng)可節(jié)約制漿設(shè)備采購(gòu)費(fèi)用24萬(wàn)元。全自動(dòng)制漿系統(tǒng)提高了生產(chǎn)效率，節(jié)約了施工工期，改善了工作環(huán)境，漿液配合比準(zhǔn)確、穩(wěn)定、可靠，更好地保證了工程質(zhì)量，創(chuàng)造了良好的社會(huì)效益。

6 結(jié)語(yǔ)

全自動(dòng)集中制漿系統(tǒng)具有便捷的操作方式，節(jié)省了大量的勞動(dòng)力，提高了灌漿施工過(guò)程控制的自動(dòng)化程度。通過(guò)自動(dòng)制漿系統(tǒng)，極大地提高了制漿和送漿的效率，加快了施工進(jìn)度，降低了施工輔助成本；極大地降低了袋裝水泥制漿時(shí)存在的灌漿工作面粉塵污染的狀況，保證了制漿人員的身心健康，并有效降低了相關(guān)職業(yè)病發(fā)生的幾率。

北川開(kāi)茂水庫(kù)大壩防滲帷幕灌漿工程通過(guò)全自動(dòng)集中制漿系統(tǒng)的應(yīng)用，解決了水泥灌漿工程戰(zhàn)線長(zhǎng)、施工強(qiáng)度高的問(wèn)題。該系統(tǒng)計(jì)量準(zhǔn)確、便于控制，能保證工程施工質(zhì)量和作業(yè)人員的職業(yè)健康安全，有利于環(huán)境保護(hù)，大大減少了作業(yè)人員數(shù)量及其勞動(dòng)強(qiáng)度，取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益。

(責(zé)任編輯:李燕輝)

“中國(guó)大壩協(xié)會(huì)2015學(xué)術(shù)年會(huì)暨第七屆碾壓混凝土壩國(guó)際研討會(huì)”在成都召開(kāi)

2015年9月24日至26日，“中國(guó)大壩協(xié)會(huì)2015學(xué)術(shù)年會(huì)暨第七屆碾壓混凝土壩國(guó)際研討會(huì)”在四川成都隆重召開(kāi)。來(lái)自30個(gè)國(guó)家和地區(qū)的近600名專家、學(xué)者云集蓉城，圍繞水庫(kù)大壩建設(shè)管理、水電開(kāi)發(fā)的新技術(shù)、新理念，水庫(kù)大壩建設(shè)與生態(tài)環(huán)境保護(hù)以及水電可持續(xù)發(fā)展等熱點(diǎn)問(wèn)題進(jìn)行了探討。9月24日的大會(huì)開(kāi)幕式由水利部原部長(zhǎng)、大會(huì)組委會(huì)主席汪恕誠(chéng)主持。開(kāi)幕式上，水利部安全監(jiān)督司建設(shè)管理督察專員趙衛(wèi)、環(huán)保部環(huán)境影響評(píng)價(jià)司常仲農(nóng)處長(zhǎng)、中國(guó)電力建設(shè)集團(tuán)公司董事長(zhǎng)晏志勇、中國(guó)國(guó)電集團(tuán)公司總工程師張宗富、國(guó)際大壩委員會(huì)榮譽(yù)主席、西班牙大壩委員會(huì)原主席路易斯·貝爾加、國(guó)際大壩委員會(huì)榮譽(yù)主席阿德姆·諾伯瑞分別為大會(huì)致詞，預(yù)祝大會(huì)圓滿成功。本次會(huì)議揭曉了第三屆碾壓混凝土壩國(guó)際里程碑工程獎(jiǎng)、第五屆屆汪聞韶院士青年優(yōu)秀論文獎(jiǎng)和會(huì)議優(yōu)秀論文評(píng)選結(jié)果。根據(jù)專家評(píng)審組的評(píng)選意見(jiàn)，中國(guó)的沙牌工程、巴拿馬的Changuinola1工程、馬來(lái)西亞的Murum工程和美國(guó)的Portugues工程等4座工程獲獎(jiǎng)。同時(shí)，經(jīng)網(wǎng)評(píng)、專家會(huì)會(huì)評(píng)和網(wǎng)絡(luò)公示，第五屆汪聞韶院士青年優(yōu)秀論文獎(jiǎng)共評(píng)選出優(yōu)秀論文3篇。論文作者分別為中國(guó)水利水電科學(xué)研究院的李曙光、長(zhǎng)江水利委員會(huì)長(zhǎng)江科學(xué)院的姚立強(qiáng)和南京水利科學(xué)研究院的王國(guó)慶。主席臺(tái)嘉賓為獲獎(jiǎng)工程代表和優(yōu)秀論文作者頒發(fā)了獎(jiǎng)狀和獎(jiǎng)牌。此次“中國(guó)大壩協(xié)會(huì)2015學(xué)術(shù)年會(huì)暨第七屆碾壓混凝土壩國(guó)際研討會(huì)”由中國(guó)大壩協(xié)會(huì)和西班牙大壩委員會(huì)聯(lián)合主辦，由國(guó)電大渡河流域水電開(kāi)發(fā)有限公司、中國(guó)電建集團(tuán)成都勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司、中國(guó)水利水電第五工程局有限公司、中國(guó)水利水電第七工程局有限公司、中國(guó)水利水電第十工程局有限公司、中國(guó)水利水電科學(xué)研究院和四川大學(xué)承辦。會(huì)議共收到中外論文140余篇，共邀請(qǐng)了80余位國(guó)內(nèi)外專家圍繞工程經(jīng)驗(yàn)和最新科研成果做會(huì)議發(fā)言，另有18家單位參加了會(huì)間技術(shù)展覽。在1天半的全體大會(huì)報(bào)告后，本次會(huì)議還設(shè)立了4個(gè)技術(shù)分會(huì)和5個(gè)專題研討會(huì)，供與會(huì)專家就有關(guān)議題做進(jìn)一步交流。其中，為共享水庫(kù)大壩建設(shè)和水電開(kāi)發(fā)中的生態(tài)環(huán)境保護(hù)經(jīng)驗(yàn)、學(xué)習(xí)國(guó)外有關(guān)先進(jìn)做法、探討所遇到的問(wèn)題并提出有效的解決方案和有益的政策建議。會(huì)議期間，舉辦了“水庫(kù)大壩建設(shè)與生態(tài)環(huán)境保護(hù)高層圓桌論壇”；為了幫助非洲國(guó)家開(kāi)發(fā)水電，進(jìn)一步加強(qiáng)中非雙方在水庫(kù)大壩建設(shè)和水電開(kāi)發(fā)領(lǐng)域的合作與交流，特舉辦了第八屆“非洲水庫(kù)大壩與水電可持續(xù)發(fā)展圓桌會(huì)議”。中國(guó)大壩協(xié)會(huì)學(xué)術(shù)年會(huì)自2011年以來(lái)已經(jīng)連續(xù)舉辦了4屆。學(xué)術(shù)年會(huì)的召開(kāi)，為我國(guó)水利水電行業(yè)相關(guān)單位搭建了技術(shù)交流平臺(tái)，意義重大。

TV52;TV543;TV7;TV43

B

1001-2184(2015)05-0020-03

張連順(1984-)，男，青海西寧人，工程師，從事水利水電地基與基礎(chǔ)工程施工技術(shù)與管理工作；

劉寒劍(1988-)，男，河南扶溝人，助理工程師，從事水利水電工程施工技術(shù)與管理工作；

曹永順(1982-)，男，四川浦江人，助理工程師，從事水利水電工程施工技術(shù)與管理工作．

2015-08-25