溪洛渡水电站厂房混凝土浇筑布料机运用

溪洛渡水电站厂房混凝土浇筑布料机运用

张保平

水电十四局大理聚能投资有限公司云南省大理市671000

【摘要】溪洛渡厂房混凝土布料机主要用于蜗壳层混凝土浇筑，溪洛渡蜗壳层混凝土特点为仓面大、开阔（除座环与蜗壳下表面所形成的区域，此区域后续简称“阴角”）、埋件多、通道受限（机组布置多）、浇筑强度高、蜗壳位移和变形要求高，蜗壳层混凝土是厂房混凝土浇筑单仓方量最大的部位，其总厚度为9.95m（高程EL354m～EL363.95m），为改善厂房混凝土大幅度溜槽入仓局面，现场采用了2台SHB2型布料皮带机联合入仓，是“井”内混凝土入仓机械化运用的开创。

【关键词】厂房混凝土布料机运用

1工程概况

溪洛渡水电站位于四川省雷波县与云南省永善县接壤的金沙江溪洛渡峡谷内，右岸地下电站厂房上游墙紧接压力管道出口，下游侧紧接母线运输通道母线洞。右岸地下电站右岸厂房混凝土主要分为主机间、安装间、副安装间、副厂房、组合空调房、集水井及肋拱吊顶等部位，建基面最低高程为EL324.5m（集水井），最高高程为EL403.4m（肋拱吊顶）。

主机间结构从下至上依次为肘管层、锥管层、蜗壳层、电气夹层和发电机层结构混凝土，以及发电机层和岩锚梁以上构造柱、联系梁和肋拱吊顶混凝土等。具有结构复杂，预留孔洞、管路和埋件繁多，技术要求高，施工难度大的特点。

右岸主厂房蜗壳层混凝土浇筑高程为EL354.0～363.95m，桩号为（厂横）0-19.21～（厂横）0+288.5，（厂）0-11.7～（厂）0+14.9（16.7）。单机组平面最大尺寸为28.4m×35.7m（以10#机组为例），混凝土设计量为5456.5m3。

根据投标文件，蜗壳每层分为4块进行混凝土浇筑，混凝土入仓手段主要采用100/32T桥机配6m3吊罐。但是根据现场实际情况，由于地下厂房开挖的开工时间滞后及其他一些外部因素的影响，导致厂房混凝土开工时间较投标文件已滞后近6个月，为了赶工同时按照设计文件，蜗壳基础面高度分为三个台阶，即除第1和2层蜗壳混凝土分三区（对应蜗壳基础面高度）浇筑外，蜗壳第3和4层混凝土浇筑采用平面不分块方式。

右岸厂房蜗壳基础平面图（尺寸除注明外均以m计）

2厂房混凝土入仓设备简述

由于厂房内共布置有9台独立的机组，且标准（最小）段机组的宽度为34m，除10#和18#机组两端分别是副安装间和安装间外，其它机组均属于“井”式开挖和混凝土浇筑的局面，即中间机组混凝土浇筑时施工通道受限制。根据设计图纸，厂房内混凝土浇筑其单仓混凝土方量最大的地方属于蜗壳层混凝土，所以厂房内在选择混凝土入仓设备时只需要考虑能满足蜗壳混凝土浇筑便行。

混凝土拖泵直接泵送、溜槽、桥机配吊罐等均是地下厂房混凝土入仓使用的常规设备，综合考虑厂房蜗壳层混凝土入仓方量大、施工通道受限制，同时浇筑中间机组（12#～17#机组）段混凝土时，机电安装标将全面展开机电安装工作，届时桥机的使用将非常紧张，为避免相互干扰，同时为保证混凝土施工质量，特在厂房内选择采用SHB型系列的布料机作为厂房蜗壳混凝土浇筑的主要入仓手段。

3布料机型号选择

蜗壳混凝土浇筑在平面上不分块，主要存在的问题是要解决混凝土入仓强度的问题，以保证混凝土在8h以内不会初凝（考虑到混凝土初凝时间须留一定的富余，强度分析按6h初凝时间计算）。由于蜗壳钢筋密集，台阶法施工难以保证施工质量，因此只考虑平铺法施工。

根据《水工混凝土施工技术规范》的相关要求，混凝土浇筑坯层厚度一般为30cm~50cm。同时根据蜗壳层分层情况，第1~3层和第4层部分均和蜗壳接触，即蜗壳层混凝土入仓时，其第四层的浇筑方量最大（2247m3），同时仓面也是最大（28.4m×35.7m，里衬直径为11.2m的圆）。采用平铺法施工，其坯层混凝土浇筑量为：当坯层厚度为40cm时混凝土浇筑量为366m3，当坯层厚度为50cm时混凝土浇筑量为457.7m3。

3.1布料机型号

厂房9台机组蜗壳层结构除10#机组在结构缝位置为35.7m长外，其余均为34m长，根据布料机厂家提供资料，可有SHB2布料皮带机和SHB3布料皮带机供选择。

3.1.1SHB2型布料皮带机主要参数

混凝土运输量额定120m3/h，皮带带速为2.5m，但用于蜗壳混凝土浇筑时其输送强度主要受供料的制约，经计算，约每8~10分钟入仓一车，每车9m3，则实际输送强度为50m3/h左右（下同），其悬臂皮带机布料范围为Min2.5m~Max20m（以立柱为中心），其整机重量为25t，本机不能完全覆盖蜗壳的仓面。

3.1.2SHB3型布料皮带机主要参数

混凝土运输量额定120m3/h，皮带带速为2.5m，实际混凝土运输量为50m3/h左右，其悬臂皮带机布料范围为Min4m~Max30m（以立柱为中心），其整机重量为35t，本机可以全部覆盖蜗壳的仓面。

3.2布料机选择

厂房蜗壳第4层单坯层混凝土浇筑厚度为50cm时候，其混凝土入仓方量为457.7m3，混凝土初凝时间按6小时计算，则需要设备的入仓强度最小为76.3m3/h。

3.2.1布料机入仓强度分析

通过上述布料机参数叙述，从中可以看出，SHB2或SHB3型布料皮带机在蜗壳层混凝土浇筑过程中的实际入仓强度均为50m3/h，即不管选择哪种型号的布料机都需要选择2台。同时，根据现场实际施工情况，HBT60A泵送混凝土入仓强度仅为15m3/h，100/32T桥机配6m3吊罐实际入仓强度为12m3/h。

3.2.2确定选择SHB2型布料皮带机

由于不管选择SHB2或SHB3型布料皮带机均需要选择2台，结合布料机覆盖范围和资源利用情况得出，选择2台SHB2型布料皮带机完全能够覆盖蜗壳混凝土仓面和满足蜗壳混凝土入仓强度要求。

若其中1台布料机出现故障，则采用1台SHB2布料皮+100/32T桥机配6m3吊罐，外加泵送入仓的手段亦能满足入仓强度要求。

根据招标文件要求，10#和18#机组蜗壳混凝土需同时施工，即从大方向，整个厂房蜗壳混凝土施工需配置4台SHB2布料机，但后续11#～17#机组混凝土施工顺序为从11#机组→17#机组推进，一旦10#和18#机组蜗壳混凝土浇筑结束，则有2台布料机将闲置，从经济的角度考虑，不是很合理。另外，考虑到10#和18#机组蜗壳混凝土施工时段较早，机电安装工作量不大、且10#和18#机组均为厂房两端头的机组，混凝土输送较为方便，100/32T桥机起吊吊罐可按5罐/小时计算，即吊罐入仓强度按30m3/h），因此10#和18#机组蜗壳混凝土入仓手段为1台SHB2布料机+100/32T桥机配6m3吊罐，将泵送作为入仓备用手段。

3.2.3SHB2型布料皮带机立柱高度选择

根据厂家提供资料，SHB2型布料皮带机立柱设计高度为6m的整数倍，而立柱上部的回转支座约6.464m高，回转部分中轴线至立柱顶面高程为3.178m。根据厂房设计资料，水泵房底板混凝土面高程为EL356.3m，而在机组纵轴线位置恰好设计布置有水泵基础的预留槽，即布料机基础与水泵基础预留槽二者基本属于同一位置，所以布料机立柱实际布置在EL355.8m高程上，此高程距蜗壳第4层（最后一层）收仓面EL363.95m相差了8.15m。

布料机布置立面图（典型纵剖面）

同时往布料机输送料的上料和固定皮带机只能（见后面详述）布置于母线洞底板混凝土（高程为EL370m）面上，即立柱布置后其顶上高度不能低于EL370m，此高程与立柱底部高程EL355.8m相距14.2m，即布料机旋转部分的高度必须大于14.2m才能使旋转部分能在立柱上安全的完成359°旋转，同时满足机墩钢筋从水轮机层底板往上接引的需要，最终将布料机立柱高度定格为12m。

4布料机布置和转移

4.1布料机立柱布置

根据厂房蜗壳层和尾水管廊道层的结构布置型式，结合布料机的技术性能要求，布料机平面上布置在厂房纵向中心线附近，立面上按以下两种型式进行布置：

1）11#~14#机组布料机在起初的厂房混凝土施工方案上布置在该机组右侧的强迫补气空压机室的底板上（EL349.20m、EL349.90m高程），并在布料机立柱穿过强迫补气空压机室和技术供水泵房的顶板上预留孔，此孔待布料机立柱拆除后用同结构混凝土标号回填。

2）10#、15#~17#机组布料机布置在该机组右侧的技术供水泵房的底板上（EL356.30m高程），并在布料机立柱穿过技术供水泵房的顶板上预留孔，此孔待布料机立柱拆除后用同结构混凝土标号回填。

布料机布置平面图（典型）

4.2布料机上料和固定皮带、料斗布置

根据厂房设计文件，蜗壳层收仓面高程为EL363.95m，母线洞而作为蜗壳层上层混凝土单机组唯一的施工通道，其底板混凝土面高程为EL370m，即布料机固定皮带机将只能布置于母线洞内，因此料斗设置在母线洞大洞段的端部（主变供水泵房位置，供水泵房顶板便是主变室通道部分）以方便接料。

布料机系统平面布置图（尺寸以m计）

4.3布料机转移

根据右岸主厂房总体施工进度计划（招标文件发电顺序）要求，结合布料机的技术要求，右岸主厂房2台布料机转移顺序如下：

1#布料机：10#机组→12#机组→14#机组→16#机组，1#布料机（包括上料皮带机和固定皮带机）需转移3次。

2#布料机：18#机组→11#机组→13#机组→15#机组→17#机组（17#机组和18#机组的布料机布置在同一位置），2#布料机（包括上料皮带机和固定皮带机）需转移4次。

5布料机安装和拆除

根据厂家提供资料，布料机单件最大重量约为8t。布料机由一台固定式皮带机、一台入料皮带机、一台SHB2型布料皮带机（含H=12米布料机立柱及埋件）、一个9m3料斗和电器系统组成。布料机的皮带机最大长度为24.5米，立柱高度为12米，安装总吨位约52吨。

安装前须完成布料机立柱的预埋件工作，浇筑主变室供水泵房和母线洞大洞段顶拱混凝土时候按厂家要求埋设好吊环（大洞段顶拱）和料斗插筋；浇筑厂房供水泵房底板混凝土面时须埋设立柱相关埋件。

根据布料机构件重量选择运输车往厂房安装间内运输，之后通过桥机吊运到位，母线洞内的固定皮带机可通过载重车运送至主变室相对于的母线洞洞口，人工或人工配合机械吊运至母线洞底板之后组装到位。

中间的转移和后续的布料机等相关附属设施拆除主要的构件，均通过人工配合机械吊出，之后通过载重车运往仓库。

6结语

1）由于布料机安装高度受限制，同时由于厂房内混凝土入仓设备和通道的限制，浇筑厂房上部混凝土（特别是电气夹层和发电机层混凝土）时只能依赖于常规的拖泵泵送，造成其施工效率低，后续电站可试图将布料机立柱加高，再不影响桥机行走的情况下充分利用布料机完成发电机层（至少电气夹层）及以下的混凝土施工。

2）布料机立柱的主要作用为旋转皮带机的支座，后续电站可考虑将布料机立柱和旋转皮带机省去，直接利用上料皮带机完成旋转下料。采用此方式，上料皮带机一端仍固定于母线洞底板靠厂房侧位置，另一端利用钢丝绳悬吊（钢丝绳吊点置于厂房下游边墙母线洞洞顶上）。

5）布料机入仓强度主要受供料车下料的限制，提供供料车供料速度将大幅度提供布料机入仓强度。

6）由于布料机周转次数较多，外加混凝土骨料（玄武岩）较为锋利，现场旋转布料皮带机出现漏浆情况，建议改善旋转皮带的质量和适当调整混凝土骨料结构。

7）采用布料机入仓方式，则需利用主变室及母线洞作为其混凝土的运输通道，为了减少相互的施工干扰，建议母线洞作为施工通道使用至厂房EL370.0m高程以下混凝土浇筑结束。同时应处理好布料机通道利用与主变室混凝土及通道利用的关系。

8）由于布料机接料的料斗置于母线洞靠主变供水泵房位置，即混凝土运输车将停置于主变供水泵房的顶部向料斗卸料，所以设计单位在设计供水泵房时需考虑顶板的承载能力。

参考文献：

成都双流天和机械有限责任公司SHB型系列双向伸缩回转式混凝土布料机