李培豐 趙 斌

(中國水利水電建設(shè)工程咨詢北京有限公司，北京 100024)

1 工程概況

雙江口水電站位于四川省阿壩藏族羌族自治州馬爾康市、金川縣境內(nèi)，是大渡河流域水電梯級開發(fā)的上游控制性水庫工程，上距馬爾康市約46km，下距金川縣城約45km。

壩址位于大渡河上源河流足木足河與綽斯甲河匯合口以下約2km處，控制流域面積約39330km2，多年平均流量502m3/s。電站的開發(fā)任務(wù)主要為發(fā)電，采用壩式開發(fā)，水庫正常蓄水位2500m，總庫容28.97億m3，調(diào)節(jié)庫容19.17億m3。電站裝機容量2000MW，多年平均發(fā)電量77.07億kW·h。

雙江口水電站工程樞紐主要建筑物為1級，次要建筑物為3級。樞紐工程由攔河大壩、泄洪建筑物、引水發(fā)電系統(tǒng)等組成。引水發(fā)電系統(tǒng)布置于左岸，發(fā)電廠房采用地下式，廠內(nèi)安裝4臺立軸混流式水輪發(fā)電機組，采用“單機單管供水”及“兩機一室一洞”的布置格局，包括進水口、壓力管道、主廠房、副廠房、主變室、出線場、尾水調(diào)壓室、尾水隧洞及尾水塔等建筑物。

電站進水口布置在左岸岸邊，人工開挖后布置4臺機組所需的進水口，進水口為塔式結(jié)構(gòu)。進水塔呈“一”字線并排布置，前緣總寬度112.6m，塔體順水流向長33.7m，塔體前緣開挖高程2397m，塔基開挖高程2395m，進水塔底板高程2400m，塔頂高程2508m，塔總高113m，內(nèi)設(shè)攔污柵、檢修閘門、工作閘門、通氣孔，頂部設(shè)有儲門槽、儲柵槽、電纜溝、配電房等，閘墩之間布置有橫撐304根、縱撐120根；塔身背后回填混凝土，回填高程2420～2455m，1號進水塔后設(shè)有一座寬8m的交通橋與15號公路相連，電站進水塔后為20m長的漸變段與壓力管道相連。

進水塔塔身混凝土方量約29萬m3、背后回填約4萬m3，混凝土澆筑工程量總計約33.5萬m3，鋼筋制安約1.78萬t，金屬結(jié)構(gòu)預(yù)埋約500t，固結(jié)灌漿2065m。

2 投標混凝土澆筑方法

投標時混凝土澆筑方法：擬布置一臺K80/115型塔機和一臺C7050型塔機作為進水口施工階段垂直運輸?shù)闹饕O(shè)備。

2.1 混凝土澆筑施工

進水塔底板長112.6m，寬33.7m，厚5.0m，按結(jié)構(gòu)和永久分縫位置，分成4塊。根據(jù)招標文件和施工規(guī)范要求，結(jié)合強弱約束區(qū)對分層高度的限制，底板分3層澆筑，第①、③層層高均為1.5m，第②層層高為2.0m。底板混凝土采用分塊跳倉澆筑。在完成第②層澆筑后穿插進行底板固結(jié)灌漿。

進水塔底板采用自卸汽車配合塔機進行澆筑，進水塔底板最大單倉面積為964m2，底板混凝土采用臺階法澆筑，分3～4個臺階澆筑，臺階高度為50cm，入倉強度最低為28.6m3/h，采用2臺塔機共同澆筑入倉。

2.2 進水塔塔身混凝土施工

進水塔塔身高113m，順水流方向分為攔污柵、進水閘段和墻后回填段，按結(jié)構(gòu)和永久分縫位置將進水塔和墻后回填段分成8塊。根據(jù)招標文件和施工規(guī)范要求，進水口塔身分為61層，墻后回填段分為14層。

進水塔混凝土采用自卸汽車運輸，2臺塔機吊3～6m3罐垂直入倉，由于塔身高度較高，前期2臺塔機均布置在進水口前沿的2397m高程平臺，后期待墻后回填混凝土澆筑完成后，將一臺K80/115塔機布置在墻后2455m高程回填混凝土上。

2.3 縱橫撐施工

攔污柵閘和主塔體之間采用隔墻和縱撐連接，縱橫撐斷面尺寸較小，縱撐斷面尺寸為1.5m×1.5m，橫撐斷面尺寸為0.8m×1.5m，共八排(見圖1)?？v、橫撐的澆筑采用滿堂腳手架支撐散裝組合模板，混凝土采用塔機吊運，直接入倉。

圖1 進水口布置

3 實際混凝土澆筑方法

通過進水口結(jié)構(gòu)分析和現(xiàn)場實際施工條件勘察，進水口處于左岸邊坡，塔機安裝后操控室及橫桿高度分別位于2455m高程、2510m高程，經(jīng)現(xiàn)場實際氣象資料分析，全年進水口外側(cè)風(fēng)力達6級以上的占比約為一半以上，根據(jù)塔機運行安全規(guī)定，當風(fēng)力達到6級及以上時將自動斷電，無法正常使用。同時結(jié)合已建成投運水電站施工布置和施工單位在建工程施工布置經(jīng)驗，經(jīng)過專題討論，同意將招標階段的混凝土施工垂直運輸機械布置調(diào)整為布料機+皮帶機布置方式。

3.1 進水口上游測布置塔機

在進水口上游測布置1臺K80/115型塔機主要負責(zé)模板、鋼筋吊裝和打雜等工作，同時負責(zé)2475m高程以下少量盲區(qū)混凝土澆筑和2475m高程以上布料機施工盲區(qū)的進水口混凝土澆筑。塔吊布置分兩個階段進行。

第1階段布置在進水口攔污柵上游側(cè)2397m高程平臺上，將進水口混凝土澆筑到2455m回填混凝土設(shè)計高程。

第2階段將塔吊拆裝到進水口2455m高程回填混凝土平臺上，將進水口混凝土澆筑到2508m設(shè)計高程。

由于塔吊單件重量較大，起吊高度又高，進水口結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不能從2397m高程直接拆裝到進水口2455m高程回填混凝土頂面平臺上，同時現(xiàn)場沒有其他的施工道路通到進水口2455m高程回填混凝土頂面平臺。通過進水口結(jié)構(gòu)分析和現(xiàn)場施工道路情況研究分析，塔吊拆裝布置方法如下：

在進水口右側(cè)外泄洪洞豎井2475m高程平臺到2440m高程平臺6號水池施工道路之間修一條支路通道至進水口右側(cè)開挖邊坡，這條支路簡稱塔吊拆裝運輸?shù)缆贰?/p>

在進水口右側(cè)開挖邊坡到進水口右側(cè)2455m高程回填混凝土平臺之間的空間，布置一座承載力為30tf的貝雷橋進行連接。

布置1臺150t履帶吊、1臺25t汽車吊負責(zé)塔吊拆裝，布置1臺100t平板拖車負責(zé)水平運輸。

在進水口底板由150t履帶吊和25t汽車吊負責(zé)拆除，100t平板拖車運輸路徑為：進水口→25-3號路→25號路→塔吊拆裝運輸?shù)缆贰惱讟颉M水口2455m高程塔吊安裝平臺。其后，150t履帶吊和25t汽車吊重新布置在進水口右側(cè)2455m高程回填混凝土平臺上進行塔吊安裝。

3.2 進水口結(jié)構(gòu)內(nèi)布置混凝土倉面懸臂雙向皮帶布料機

在進水口結(jié)構(gòu)內(nèi)布置3臺SHC25型混凝土倉面懸臂雙向皮帶布料機(單臺布料機覆蓋半徑R=25m)負責(zé)整個進水口4臺機組混凝土澆筑垂直運輸，布料機單月澆筑強度約3萬m3。單臺布料機最大生產(chǎn)能力為120m3/h，結(jié)合雙江口水電站進水口結(jié)構(gòu)和現(xiàn)場實際情況布料機生產(chǎn)能力可在80～100m3/h。布料機為固定懸臂結(jié)構(gòu)，立柱標準節(jié)L=12m，隨澆筑部位上升可加高立柱滿足倉位上升要求。

3.3 澆筑部位外布置皮帶機供料線

皮帶機供料線負責(zé)為倉內(nèi)布料機供料。為滿足布料機供料要求和皮帶機輸送要求，皮帶機供料線需要始終高于布料機，需要不斷變換位置，分為兩個階段進行皮帶機供料的布置來滿足供料要求。

4 施工布置

根據(jù)進水口施工總高度，結(jié)合現(xiàn)場實際地形情況，布料機分3階段供料。

4.1 第1階段供料線布置方式

將進水口2397m高程平臺3號拌和系統(tǒng)拌和樓出料口作為受料平臺，在上游側(cè)2397m高程布置一條從拌和系統(tǒng)受料斗到進水口倉內(nèi)B2布料機，由3條皮帶機組成的供料線，皮帶機立柱布置在2397m高程上(見圖2)?；炷劣?號拌和系統(tǒng)生產(chǎn)，直接進入在上游側(cè)2397m高程布置的皮帶機供料線，供料線將混凝土從拌和系統(tǒng)受料斗輸送到倉內(nèi)B2皮帶機，再由B2皮帶機將混凝土轉(zhuǎn)料至B1及B3布料機，完成進水塔2395～2420m高程混凝土澆筑施工，澆筑混凝土約6.9萬m3。

圖2 第1階段布料機與皮帶機布置

4.2 第2階段供料線布置方式

在進水口下游2455m高程平臺外布置受料平臺，從受料平臺到進水口倉內(nèi)B2布料機受料斗布置由一條皮帶機組成的供料線。供料線立柱在進水口開挖邊坡2435m高程的馬道平臺上(見圖3)。

圖3 第2階段布料機與皮帶機布置

混凝土由3號拌和系統(tǒng)生產(chǎn)，配備6臺15t自卸汽車(混凝土坍落度為50～70mm)由進水口2397m高程平臺運輸至2455m高程受料平臺(運距約1.5km)，由受料平臺到進水口B2布料機的皮帶機供料線將混凝土輸送到B2布料機受料斗內(nèi)，再由B2皮帶機將混凝土再轉(zhuǎn)料至B1及B3布料機，可完成進水塔2420～2456m高程混凝土澆筑施工，澆筑混凝土約12萬m3(含塔背回填2萬m3)。

4.3 第3階段供料線布置方式

在15號公路進水口3號機后邊坡2508m高程平臺外布置受料平臺，從受料平臺供料，由受料平臺到進水口B2布料機的皮帶機供料線將混凝土輸送到B2布料機受料斗內(nèi)，再由B2皮帶機將混凝土轉(zhuǎn)料至B1及B3布料機(見圖4)，完成2456～2508m高程塔身澆筑52m，該工況下完成進水塔混凝土澆筑約14.6萬m3。

圖4 第3階段布料機與皮帶機布置

布料機基礎(chǔ)斷面為3.0m×3.0m×2m(長×寬×高)，皮帶機立柱基礎(chǔ)斷面形式為3.0m×3.0m×1.5m(長×寬×高)。布料機與皮帶機具體規(guī)格尺寸：長度21～55m、寬度650mm、帶速2.5m/s，電機功率22～45kW；布料機與皮帶機立柱尺寸分別為211cm×211cm、186cm×186cm，立柱采用方鋼，每節(jié)立柱間采用高強螺栓連接。

5 對比分析

目前，進水口已澆筑至2455m高程，在布料機與皮帶機提升階段利用塔機+吊管進行混凝土澆筑，現(xiàn)場實際平均澆筑強度為25m3/h,與布料機+皮帶機平均澆筑強度80m3/h相比嚴重偏低。通過現(xiàn)場施工總結(jié)分析，布料機混凝土施工強度較塔機高，通過已澆筑混凝土強度對比分析，采用布料機+皮帶機施工每倉混凝土澆筑時間節(jié)約1/3，且塔機屬于特種設(shè)備，安全風(fēng)險突出，使用布料機安全風(fēng)險較塔機大大降低。進水口長度達到112.6m，因此需在塔體內(nèi)布置3個轉(zhuǎn)料立柱，且轉(zhuǎn)料立柱不拆除直接澆筑在塔體內(nèi)部，隨混凝土上升而加高，故立柱方鋼使用量較大。布料機基礎(chǔ)的具體位置應(yīng)根據(jù)進水口設(shè)計圖紙確定，不得侵占結(jié)構(gòu)邊線，并經(jīng)設(shè)計代表確認同意。另外，由于三期布料機位置在進水塔后面，其中轉(zhuǎn)料立柱在進水塔塔背回填混凝土上，轉(zhuǎn)料立柱(倉外)需單獨設(shè)置，且立柱高度較高，總高度約為60m，故需在塔體外側(cè)單獨設(shè)置的轉(zhuǎn)料立柱上加設(shè)防風(fēng)繩或加裝與塔體間的硬連接。布料機立柱均澆筑在塔體混凝土內(nèi)部，但皮帶機轉(zhuǎn)料立柱需在每階段混凝土澆筑完成后及時拆除。

由于布料機和皮帶機立柱需提前施工，且安裝完成長達2月之久，為保證進水口大體積混凝土能夠連續(xù)澆筑，在上一階段布料機完成工作前需提前進行下一階段布料機的規(guī)劃與安裝。結(jié)合以往施工經(jīng)驗，布料機與皮帶機立柱較高，在皮帶機轉(zhuǎn)料過程中，需增設(shè)緩降措施，以防止混凝土由于下料高度過高導(dǎo)致骨料離析，倉外轉(zhuǎn)料立柱安裝有鋼制蛇形溜管用于混凝土垂直方向下降，但在布料機端頭倉內(nèi)下料則采用柔性橡膠溜筒，在保證混凝土質(zhì)量的同時能夠確保安全。另外由于布料機在倉內(nèi)可進行360°旋轉(zhuǎn)，只存在極小一部分盲區(qū)，對于小盲區(qū)可以臨時采用塔機+吊罐入倉輔助措施。

由于混凝土拌和系統(tǒng)布置在進水口2400m高程平臺，故混凝土運輸距離大大縮短，在布料機與皮帶機滿足澆筑強度前提下，混凝土運輸平板汽車數(shù)量及總體運輸能力略大于拌和系統(tǒng)生產(chǎn)能力。

6 施工要點

施工場地面積須足夠大,才能夠滿足布料機與皮帶機布置要求，能夠滿足布料機與皮帶機空間上旋轉(zhuǎn)、伸縮要求。雖然布料機與皮帶機制作使用成本較普通塔機偏高，但其適應(yīng)自然環(huán)境能力較好，且輸運能力強，大體積、大倉位混凝土澆筑施工使用效果顯著，工期較快、澆筑強度高，入倉速度快，費用經(jīng)濟合理?；炷涟韬拖到y(tǒng)實際生產(chǎn)能力應(yīng)與布料機輸送能力相匹配，方可發(fā)揮布料機與皮帶機高強度輸送能力。

當混凝土有溫控要求時，也可輸送溫控混凝土，混凝土從收料斗輸送到倉內(nèi)速度很快，在2min左右時間，混凝土溫升不到1℃，故對溫控混凝土影響極小，可忽略不計，但應(yīng)考慮拌和時間延長對混凝土拌和生產(chǎn)能力的影響。

使用布料機與皮帶機前，應(yīng)在倉內(nèi)提前策劃好布料機與皮帶機立柱位置，同時避開結(jié)構(gòu)線，盡可能做到在后續(xù)混凝土澆筑過程中不調(diào)整立柱位置或不增加臨時立柱，立柱在倉內(nèi)直接加高即可。

雨季混凝土施工時，可在固定皮帶機上安裝防雨棚，在運輸平板汽車上加設(shè)自動覆蓋帆布裝置，既能保溫又兼有防雨功能。

7 結(jié) 語

采用布料機+皮帶機方式澆筑電站進水口混凝土，施工效率高，安全風(fēng)險低，不受自然環(huán)境條件制約。使用前提是現(xiàn)場施工場地足夠大。