李曉濤,蘇 江,張俊宏,賀華雄
(中國水利水電第四工程局有限公司,615421,寧南)
白鶴灘水電站混凝土澆筑工程量巨大,混凝土澆筑高峰強度持續(xù)時段長,纜機作為大壩混凝土施工不可替代的吊運設備,能否持續(xù)高效運行,對白鶴灘水電站工程按期完成各節(jié)點計劃影響重大。因受壩體尺寸的限制,7臺纜機要在狹小的范圍內同時運行,空間穿插能力有限,纜機相互干擾較大,須研究多臺纜機配倉澆筑施工技術。
白鶴灘水電站多臺纜機配倉澆筑技術依托高、低線雙層布置的7臺30 t平移式纜機與左岸壩頂高程834.00 m平臺及泄洪洞進口高程768.00 m的供料平臺配套運行。根據(jù)極端大風天氣、高低纜機運行范圍、倉面特性等,合理控制低熱混凝土從高、低線生產系統(tǒng)運輸至供料平臺的路線規(guī)劃、纜機吊運組合及混凝土澆筑手段,通過對不同壩段、高程、季節(jié)的纜機配倉澆筑影響因素分析,采取多臺纜機連動對大壩混凝土配倉澆筑,提高了纜機效率。
(1)典型壩段纜機組合及選取原則
根據(jù)白鶴灘水電站施工進度仿真,以確保纜機使用效率、大壩均衡、快速上升為原則,根據(jù)特殊時段(風速)、倉面特性、空間位置及混凝土入倉方式,選取相應高程區(qū)間的典型澆筑壩段,分析配倉澆筑倉面設備組合及控制方式。
(2)典型壩段高程區(qū)間纜機影響因素分析
①典型壩段高程區(qū)間纜機組合分析。白鶴灘水電站壩體左右岸基本對稱,相同高程區(qū)間倉面澆筑特征較為相似,通過對澆筑影響因素、纜機施工計劃、纜機澆筑強度(m3/h)及隨大壩澆筑進度可澆筑單元數(shù)量變化的分析,選取典型高程區(qū)間纜機組合方式見表1。
②特殊時段典型壩段纜機組合分析。白鶴灘水電站壩址地處干熱河谷,干濕季變化極其明顯,壩區(qū)極大風速季節(jié)明顯,8級以上極大風速主要出現(xiàn)在1—3月,9級以上極大風速主要出現(xiàn)在1—2月,出現(xiàn)7級以上大風頻率時間段為17時至次日4時,7級以上極大風速年出現(xiàn)頻率達66%。大風速出現(xiàn)時間與澆筑高程關系見表2。
表1 典型壩段高程區(qū)間纜機組合方式
表2 大風速出現(xiàn)時間與澆筑高程關系
③根據(jù)大風天氣纜機安全作業(yè)要求及纜機運行安全間距,單臺纜機控制條帶數(shù)不少于3個、安全距離不小于15 m,大風時段調整典型高程區(qū)間壩段澆筑倉面及纜機組合方式見表3。
經(jīng)論證分析,大風季節(jié)影響最大的典型高程區(qū)間是高程630.00~665.00 m 和高程 727.00~755.00 m,該區(qū)間壩段部分兩倉澆筑組合時,兩壩段相鄰纜機間距7~8 m,無法滿足大風條件下的纜機安全間距要求。
表3 大風時段調整典型高程區(qū)間壩段澆筑倉面及纜機組合方式
為實現(xiàn)多臺纜機配倉澆筑,需全過程優(yōu)化混凝土運輸配置組合,達到無間隙運輸。
①縮短自卸車卸料時間。配備14臺25 t混凝土自卸車及規(guī)劃混凝土運輸車路線,避免出現(xiàn)纜機等待料車的現(xiàn)象,提前做好對位工作,保證纜機落罐后及時卸料。
②取料規(guī)劃。大壩混凝土施工強度高于低線拌和系統(tǒng)強度時選用低線供料平臺,大壩混凝土施工強度高于低線拌和系統(tǒng)后采用兩個拌和系統(tǒng)同時供料,待大壩混凝土施工強度低于高線拌和系統(tǒng),且低線拌合系統(tǒng)開始拆除后選用高線拌和系統(tǒng),確保混凝土自卸車停位后及時受料。
(1)重視培訓,提前演練
測算纜機澆筑循環(huán)的時間,從提升與小車單動、聯(lián)動配合操作,力求在規(guī)定時間內安全、平穩(wěn)完成每一個循環(huán)吊運,為適應白鶴灘水電站極端天氣,加強對纜機操作人員的培訓,掌握極端天氣條件下纜機的安全運行操作規(guī)程,在設備、材料吊運過程中,嚴格按極端天氣條件下纜機的安全運行操作規(guī)程進行,保證靈活吊運且安全高效。
(2)混凝土吊運和低線供料平臺落罐模擬演練
在高程768.00 m供料平臺反復演練落罐和起罐。通過澆筑模擬演練提高運行人員操作和報話的熟練程度。
(3)大風天氣澆筑模擬演練
①空罐狀態(tài)模擬。將兩臺纜機大車位置走到最近,同步運行牽引和提升,觀察兩空罐在不同風速條件下的位置關系,然后逐步拉大兩臺纜機大車之間的距離,確定該狀態(tài)下兩臺纜機間的最小安全距離。
②一空罐一重罐狀態(tài)下模擬。將兩臺纜機大車位置走到最近,同步運行牽引和提升,觀察兩罐的相互干涉情況,然后逐步調整大車位置,找出該狀態(tài)下兩臺纜機間的最小安全距離。
③重罐狀態(tài)模擬。將兩臺纜機大車位置走到最近,同步運行牽引和提升,觀察兩重罐的相互干涉情況,然后逐步調整大車位置,找出該狀態(tài)下兩臺纜機間的最小安全距離。
通過模擬,找出不同風速條件下相鄰纜機澆筑時最小安全距離,保證大壩混凝土澆筑的安全高效。
高低線供料平臺面積較小,是大壩混凝土和材料設備的集散地,位置至關重要,須對高低線供料平臺實時管理。
①實行封閉、時段、文明施工管理相結合,保證平臺井然有序、交通暢通、整潔明快。
②高低線供料平臺車輛調度、對位指揮以及灑料清理,每班均安排專人負責,且車輛調度與對位指揮人員相對固定。
③落罐平臺在運行過程中,產生廢料、撒料隨時打掃、及時清運,避免影響纜機的運行。
④供料平臺夜間照明對纜機的運行效率有較大影響。增加供料平臺、落罐平臺照明燈塔,使纜機操作司機看清落罐情況。
⑤在供料和落罐平臺立面上加裝“耐磨碼頭防沖板”,在吊罐側面安裝緩沖裝置,減緩混凝土罐的沖擊力。
①繪制纜機軌道基礎、取料平臺與壩段對應的標示線,將需吊運材料、設備的運輸車輛運至對應樁號,定點起吊,減少纜機大車行走距離,提高纜機的運行效率。
②高低線供料平臺配置集成化裝料設備,用于小型材料的集中堆放,便于定點就位,減少纜機吊運時間。
③吊運振搗設備、平倉機、模板、起吊設備等需配備專用繩索吊具,將其固定在該設備上,起吊時只進行掛鉤、摘鉤,減少吊運時間。
④主副車纜機平臺塔架兩側設置照明燈,便于機房巡視人員檢查以及夜間纜機故障搶修。
⑤主副車主索拉板設置遠距離投光燈,使主索索道系統(tǒng)有足夠的能見度,便于操作司機與機房巡視人員對主索索道系統(tǒng)的觀察,出現(xiàn)問題便于及時發(fā)現(xiàn)。
①做好開倉前準備工作,為實現(xiàn)纜機無縫轉倉澆筑做好準備。
②定點卸料。纜機報話員就近指揮,倉內混凝土卸料指揮人員與倉內報話員及時溝通,提前告知下一罐的卸料位置,利用纜機的優(yōu)良性能,提前設置好下一罐料的位置,將纜機的對位時間消化在空罐運行過程中。纜機吊罐入倉后,要求一次性將料卸完,卸料位置稍有偏差的,可利用平倉機進行推料。
③聯(lián)動操作。纜機重罐運行與空罐運行落罐,要根據(jù)倉號的位置、周圍障礙物的情況及氣象條件提前設定纜機吊罐的運行軌跡,起升操作桿和牽引操作桿聯(lián)合操作,使提升和牽引機構聯(lián)動運行,提高運行效率。
④倉內振搗、平倉設備及倉內施工人員要滿足纜機澆筑強度的要求,避免因倉內振搗平倉不及時而耽誤時間,降低纜機效率。
⑤保證兩個以上檢驗合格的備用倉號,減少纜機閑置時間,提高纜機利用率,實現(xiàn)無縫轉倉澆筑。
白鶴灘水電站纜機群作為大壩混凝土垂直入倉和金屬結構安裝的主力吊運設備,其設備運行效率和安全管控直接影響大壩建設進度,將纜機運行管理納入大壩智能化建設框架內,同步開發(fā)纜機運行智能監(jiān)控系統(tǒng)和纜機自動化控制系統(tǒng),使纜機運行過程實現(xiàn)實時監(jiān)控、統(tǒng)計與分析,提高纜機運行安全管理水平,充分發(fā)揮纜機的運行效率。
纜機群作為白鶴灘水電站大壩810萬m3混凝土、12.6萬t金屬結構及材料吊裝的主要手段,纜機群的運行效率對大壩施工進度及質量有著較大的影響,加之白鶴灘水電站極端天氣極其罕見,多臺纜機配倉澆筑施工技術的成功應用,避免了坯層間澆筑間歇期過長的問題,同時提高了混凝土澆筑強度及質量,實現(xiàn)大壩月澆筑混凝土強度達27萬m3,最大限度發(fā)揮了纜機運行效率,降低了纜機運行安全風險,確保大壩工程建設工期如期實現(xiàn)。