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        組合式溜槽在曼維萊水電站廠房砼施工中的應(yīng)用

        2020-10-21 09:10:02王懷澤
        廣西水利水電 2020年5期
        關(guān)鍵詞:混凝土施工

        王懷澤

        (中國水利水電第十六工程局有限公司,福州 350003)

        1 工程概況

        曼維萊水電站位于喀麥隆共和國南部地區(qū)安壩省境內(nèi)緊鄰赤道幾內(nèi)亞的恩特姆河上,距首都雅溫得約343 km,為引水式徑流式電站。電站廠房安裝4 臺立式混流式機(jī)組,單機(jī)容量52.75 MW,總裝機(jī)容量為211 MW。廠區(qū)由電站進(jìn)水口、壓力管道、發(fā)電廠房、尾水渠以及開關(guān)站等組成。廠區(qū)混凝土總量為17.08 萬m3,其中:進(jìn)水塔3.57 萬m3、壓力管道4.04萬m3、廠房工程8.66萬m3、尾水渠0.44萬m3、開關(guān)站混凝土0.37萬m3。

        曼維萊發(fā)電廠房屬于三面高邊坡明挖的地面式廠房,其中主副廠房、尾水渠以及大部分壓力管道都位于廠房基坑內(nèi)(見圖1)。在基坑內(nèi)的結(jié)構(gòu)砼澆筑主要采用的入倉方式有布料機(jī)、反鏟長臂挖掘機(jī)、混凝土輸送泵、塔機(jī)、組合式溜槽等。

        圖1 廠房開挖后面貌圖

        2 入倉方式比選

        在曼維萊水電站廠房施工中,由于所處的海外環(huán)境限制,沒有成熟的設(shè)備租賃市場,從國內(nèi)直接購買新設(shè)備將大大地增加施工成本,所以在只有一臺布料機(jī)為主要澆筑設(shè)備的情況下,如何滿足多倉塊同時澆筑保證施工進(jìn)度目標(biāo)至關(guān)重要。根據(jù)現(xiàn)有情況將布料機(jī)安排在尾水平臺以滿足主機(jī)段1#~4#機(jī)主體結(jié)構(gòu)澆筑,由于布料機(jī)的施工覆蓋范圍有限,最遠(yuǎn)距離僅為40 m,如移動布料機(jī)至其他澆筑位置,則由于其履帶式設(shè)備的特性,移動速度緩慢,且長距離移動對設(shè)備磨損較大等,致使其無法同時滿足上游副廠房以及壓力鋼管下鎮(zhèn)墩的澆筑。另負(fù)責(zé)廠房材料調(diào)運的K80 塔機(jī)是安裝在壓力鋼管下鎮(zhèn)墩之上,廠房K80 塔機(jī)盡早安裝完成,使用塔機(jī)有助于加快廠房的施工進(jìn)度,但塔機(jī)安裝快慢取決于壓力鋼管下鎮(zhèn)墩的施工速度。在此基礎(chǔ)上,項目部對此入倉方式進(jìn)行了適用性分析(見表1)。

        表1 上游副廠房及鎮(zhèn)墩砼入倉方式分析

        混凝土輸送泵成本高,盡量少使用溜槽泵送混凝土相比常態(tài)混凝土水泥用量大,成本較高,且為向下方輸送砼,極易堵管,澆筑后清洗浪費較大。可利用上游邊坡高度落差搭設(shè)溜槽,施工方便且經(jīng)濟(jì)。適用

        從表1分析可知,溜槽最為適用。

        3 溜槽設(shè)計

        3.1 溜槽坡度的選用

        對于使用溜槽澆筑,最重要參數(shù)是合適的下料坡度,既要保證混凝土在溜槽中穩(wěn)速流動不離析,又要滿足澆筑速度的要求,還要保證榴槽的運行安全性。

        從溜槽運行順暢的角度考慮,傾角越大越好,但是從保證混凝土不產(chǎn)生離析來說,傾角越小越好,因此根據(jù)現(xiàn)場地形情況,從溜槽布置長度、基坑深度、混凝土工作性能等幾個角度出發(fā)并考慮施工經(jīng)驗,試驗了1∶2、1∶3共2種坡度,得出的初步結(jié)果是1∶3 坡度更適合基坑深度在20~30 m 之間、溜槽搭設(shè)長度大于60 m 的基坑;1∶2坡度更適合基坑深度在20 m 以內(nèi)、搭設(shè)長度在40 m 以內(nèi)的基坑。本項目決定選擇不同段不同坡度組合進(jìn)行設(shè)計。

        3.2 溜槽布置及搭設(shè)設(shè)計

        廠房上游壓力鋼管邊坡坡比為1∶0.75,直接進(jìn)行直線方式的溜槽搭設(shè)將使溜槽的坡度過陡,經(jīng)研究分析采取貼邊坡折線方式搭設(shè)溜槽以降低其坡度使其滿足混凝土輸送要求。為滿足1#~4#機(jī)上游副廠房及下鎮(zhèn)墩的砼澆筑,節(jié)約材料以便減少管架的搭設(shè)工程量,采取兩級固定主溜槽,1個1級主溜槽為固定主溜槽,4 個不同時期2 級主溜槽。為保證每個溜槽、混凝土澆筑可覆蓋范圍盡可能地廣,故在每個2 級主溜槽的側(cè)邊均設(shè)置2~4 個分支溜槽,并在主溜槽方向設(shè)置1~2個反溜槽,以滿足實際施工需要。分支溜槽處設(shè)置截?fù)?,按照澆筑需求路線進(jìn)行分支截?fù)酰負(fù)醪捎枚鄬影搴湍痉浆F(xiàn)場制作。

        溜槽架體搭設(shè)采用單立桿4 排鋼管腳手架(混凝土沖擊區(qū)域荷載較大,采用雙立桿雙扣件),立桿縱距為1.5 m,步距為1.8 m,每根立桿底部均與事先預(yù)埋設(shè)在山體的?28 錨桿焊接連接。主溜槽腳手架外立面應(yīng)滿打縱向剪刀撐,垂直于溜槽方向每隔6.0 m滿打堅向剪刀撐,在架體中部設(shè)置1道水平剪刀撐。另外在榴槽架設(shè)計中,尚須考慮架體與坑內(nèi)支撐結(jié)構(gòu)的構(gòu)造連接,施工中在主溜槽兩側(cè)設(shè)置拋撐或抱箍(每4.5 m 設(shè)置1 處),拋撐與地面夾角為45o~60o,抱箍與水平混凝土支撐連接?,F(xiàn)場1#主機(jī)上游鎮(zhèn)墩澆筑見圖2。

        圖2 現(xiàn)場1#主機(jī)上游鎮(zhèn)墩澆筑

        溜槽主體采用1800 mm×1500 mm×0.6 mm的鍍鋅鐵皮繞制而成,下襯鋼管和木板。溜槽斷面結(jié)構(gòu)圖如圖3。

        圖3 溜槽斷面圖

        4 現(xiàn)場澆筑及注意事項

        (1)溜槽澆筑一般按照先低后高,先外側(cè)后中間的施工順序進(jìn)行澆筑。

        (2)每個溜槽配備一個混凝土澆筑小組,每一小組由7~8人組成,其中包括鋤灰攤平2人,振搗3~4人,溜槽維護(hù)1~2人。

        (3)澆筑開始前檢查溜槽是否通暢,溜槽路徑是否正確,截?fù)醪灏迨欠癜惭b完畢。

        (4)澆筑時觀察混凝土流速是否均勻,有無受阻,如有受阻由維護(hù)人員及時解決。

        (5)如因混凝土供應(yīng)等原因,澆筑工作產(chǎn)生較長間歇,應(yīng)及時將溜槽上殘余混凝土清除,避免因混凝土凝結(jié),影響砼輸送。

        (6)一個落灰點周圍100 m2內(nèi)澆筑完成,應(yīng)由維護(hù)人員按照下一落灰點位置將溜槽插板調(diào)整后,清理澆筑通道,進(jìn)行下一部位澆筑。

        (7)倉塊澆筑中在不影響溜槽穩(wěn)定和下一倉塊對溜槽管架的利用上只對少數(shù)的鋼管進(jìn)行拆除,以減少溜槽支撐腳手架的重復(fù)搭設(shè),降低人工成本,加快施工進(jìn)度。

        5 經(jīng)濟(jì)效果分析

        使用溜槽澆筑混凝土與泵送澆筑混凝土工作條件及效率大體相當(dāng),在考慮方案中一般以此作為對比。泵送一般使用混凝土一、二級配,而溜槽適合所有級配類型。在同等工況下,溜槽使用三級配與泵送使用二級配相比,水泥用量減少65 kg/m3,節(jié)約成本75~125 元/m3。在機(jī)械設(shè)備使用上,采用泵送會產(chǎn)生10 元/m3臺班折舊費,并且極易產(chǎn)生泵管堵塞,增加清理用工和混凝土浪費。如果混凝土運輸效率能夠保證,溜槽將遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于一臺輸送泵的輸送效率,能大大降低澆筑成本,提高工效。

        6 結(jié)語

        曼維萊廠房混凝土澆筑中使用溜槽澆筑的混凝土方量達(dá)5 萬m3,與泵送相比在成本上節(jié)約500萬元左右。在國外環(huán)境設(shè)備缺少的情況下,溜槽的使用保證了曼維萊廠房的施工進(jìn)度,為項目履約做出了重要貢獻(xiàn)。該工程合理地利用地形環(huán)境使用溜槽,在高邊坡廠房混凝土澆筑中積累了良好的施工經(jīng)驗,可以為后續(xù)類似工程提供借鑒。

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