老撾南坎2水電站堆石壩面板混凝土機(jī)械一體化快速施工技術(shù)

陳 行, 李 超, 徐 應(yīng) 中

(中國水利水電第十工程局有限公司 工程管理部，四川 成都 610072)

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老撾南坎2水電站堆石壩面板混凝土機(jī)械一體化快速施工技術(shù)

陳 行, 李 超, 徐 應(yīng) 中

(中國水利水電第十工程局有限公司 工程管理部，四川 成都 610072)

老撾南坎2水電站堆石壩面板混凝土工程創(chuàng)新研制了適用于堆石壩面板混凝土機(jī)械一體化快速施工新技術(shù)，改變了堆石壩面板混凝土收面抹光的傳統(tǒng)工藝，從而大大提高了混凝土表面的施工質(zhì)量，節(jié)約了工期和人工成本。

堆石壩;面板;機(jī)械一體化;施工技術(shù)；南坎2水電站

1 工程概況

老撾南坎2水電站位于老撾瑯勃拉邦東南約30 km的Nam Khan河上，是Nam Khan河原規(guī)劃三個梯級電站中的第2級，壩址距省城瑯勃拉邦約56 km，距首都萬象約396 km。水庫總庫容為7.508億m3，調(diào)節(jié)庫容為2.291億m3；正常蓄水位高程475 m，相應(yīng)庫容6.862億m3，具有年調(diào)節(jié)能力，為二等大(2)型工程。

該大壩工程為混凝土面板堆石壩，壩頂全長365 m，最大壩高136 m，壩頂寬10 m。面板為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，坡比為1∶1.4，共有28塊，最大坡長225.5 m。面板厚度從下到上逐漸變薄，底部最大厚度為75 cm，頂部厚30 cm，面板配筋率為0.3%～0.4%，采用雙層雙向配筋。面板分塊施工布置情況見圖1。

圖1 堆石壩面板混凝土分塊施工布置圖

2 傳統(tǒng)工藝施工

該大壩混凝土面板工程計劃分為一、二期面板施工，一期面板施工已經(jīng)采用傳統(tǒng)的施工方法完成，二期面板共劃分為28塊，最大坡長116 m，混凝土工程量約為20 000 m3，鋼筋安裝 量 約 為 2 100 t，按照該工程大壩蓄水要求，其二期面板混凝土工程必須在5～6個月時間內(nèi)完成。

傳統(tǒng)堆石壩面板混凝土抹光施工方法為：

(1)大壩坡面安裝側(cè)模，倉號內(nèi)人工綁扎鋼筋，鋼筋由小型卷揚(yáng)機(jī)牽引的運料小車從壩頂運輸?shù)浇壴攸c，人工搬運綁扎。

(2)安裝平板滑模進(jìn)行面板混凝土滑模施工，滑模由壩頂固定式卷揚(yáng)機(jī)牽引。

(3)滑模施工時，混凝土抹面由在滑模后部平臺上的工人進(jìn)行抹面收光。

目前國內(nèi)、外傳統(tǒng)的施工方法存在以下不足之處：

(1)施工進(jìn)度問題：鋼筋運輸安裝工序消耗掉了大量的勞動力，其施工進(jìn)度受到鋼筋運輸、布料和人員因素的影響；牽引滑模的卷揚(yáng)機(jī)為固定式且移位安裝較繁瑣，滑模模體施工時跳倉移位(跳塊)全靠人工操作，移位速度太慢，較大程度影響施工進(jìn)度。

(2)施工安全問題：小型卷揚(yáng)機(jī)牽引的運料小車為單機(jī)、單點牽引方式，壩面鋼筋運輸量需求大、但小車運量小且次數(shù)多，須反復(fù)操作，非常不安全，曾多次出現(xiàn)因鋼絲繩鉸斷等原因而導(dǎo)致小車下溜的危險事故。對于滑模模體跳倉移位和下放到塊號啟滑點傳統(tǒng)的做法主要是由人工撬動，極不安全，而且傳統(tǒng)的施工方法各工序投入的人員較多，大量的人員在斜坡上操作存在較大的安全隱患。

(3)混凝土面板施工質(zhì)量缺陷問題：在斜坡上由人工綁扎的鋼筋精度不易得到保證，抹面需要投入多個人工收面。但人工修抹質(zhì)量受人為因素影響大，施工后混凝土表面粗糙，經(jīng)常出現(xiàn)凹凸不平的現(xiàn)象，修抹質(zhì)量不能持續(xù)得到保證。

3 混凝土面板機(jī)械一體化快速施工技術(shù)

按照傳統(tǒng)的施工方法進(jìn)行施工已不能滿足大壩二期面板施工工期要求，且施工過程質(zhì)量和施工安全不易得到保障。因此，我公司老撾南坎2水電站施工項目部決定在該大壩二期面板施工中將目前實施的面板澆筑施工方法進(jìn)行優(yōu)化，創(chuàng)新使用新技術(shù)，研制了適用于該堆石壩面板混凝土機(jī)械化快速施工新技術(shù)以滿足施工進(jìn)度要求。

(1)斜坡倉號鋼筋網(wǎng)塊安全、快速運輸、安裝施工方法：

將原由人工在面板斜坡上綁扎鋼筋的施工方法改為平地工廠內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)制作鋼筋網(wǎng)塊。網(wǎng)塊按施工圖紙在生產(chǎn)車間內(nèi)預(yù)制綁扎完成后，經(jīng)汽車、吊車、鋼筋輸送安裝車輸送到斜坡安裝點，再由少量人工進(jìn)行網(wǎng)塊間的鋼筋搭接安裝。該施工方法研究了鋼筋網(wǎng)塊工廠制作、運輸轉(zhuǎn)送(特別是斜坡轉(zhuǎn)送)和快速搭接鋼筋網(wǎng)塊關(guān)鍵點，確保了鋼筋預(yù)制安裝速度和鋼筋網(wǎng)塊安裝精度要求。

(2)滑模脫模混凝土面板機(jī)械修抹施工工藝：

創(chuàng)新研制了面板堆石壩每倉號面板自動修抹機(jī)，用于面板脫模混凝土的修整抹面。該機(jī)械修抹工作時靠電機(jī)、減速機(jī)帶動優(yōu)化設(shè)計后的修抹刀轉(zhuǎn)動，通過卷揚(yáng)機(jī)牽引能夠全線段機(jī)械化修抹，具有速度快、效果好、修抹精度高及工作線段長的優(yōu)點，改進(jìn)了過去由人力施工造成的混凝土表面粗糙且經(jīng)常出現(xiàn)凹凸不平的質(zhì)量缺陷問題，大大節(jié)約了人工成本和施工工期。

(3)實現(xiàn)斜坡面板施工機(jī)械設(shè)備牽引和快速跳倉轉(zhuǎn)運一體機(jī)械化施工方法：

對于如何將牽引鋼筋輸送安裝車、原面板滑模、自動修抹機(jī)等三種壩面施工機(jī)械合理、快速地使用和轉(zhuǎn)運，為壩面混凝土跳倉轉(zhuǎn)運和施工提供平臺。經(jīng)創(chuàng)新設(shè)計，研發(fā)了壩頂縱向移動橫向牽引車。

該牽引車重20 t，側(cè)向為斜坡式桁架結(jié)構(gòu)，由電動機(jī)、減速機(jī)帶動臺車移動。牽引車通過沿壩軸線方向布置軌輪，可沿壩軸線方向移動；牽引車底部平臺沿分塊面板軸線方向安裝2臺5～8 t卷揚(yáng)機(jī)；在牽引車斜坡桁架上設(shè)置了與大壩運行設(shè)備(面板施工鋼筋輸送安裝車、多功能面板滑模、全線段自動俢抹機(jī))同型輕軌進(jìn)行對接，通過由牽引車上的卷揚(yáng)機(jī)與壩面運行設(shè)備配套組合工作，可以實現(xiàn)壩面分塊混凝土快速跳倉施工，解決了固定式牽引卷揚(yáng)機(jī)移位安裝繁瑣、壩面分塊混凝土靠吊車和人工進(jìn)行跳倉移位(跳塊)的施工難題，實現(xiàn)了將壩面施工設(shè)備的牽引和快速跳倉轉(zhuǎn)運合成為機(jī)械一體化。堆石壩面板混凝土滑模及修抹機(jī)施工、轉(zhuǎn)移情況見圖2。

圖2 堆石壩面板混凝土滑模及修抹 機(jī)施工、轉(zhuǎn)移布置圖

4 新技術(shù)及成套設(shè)備技術(shù)性能指標(biāo)

(1)實現(xiàn)鋼筋平地網(wǎng)塊制作、斜坡倉號快速運輸及對接安裝施工技術(shù)。所實現(xiàn)的鋼筋平地網(wǎng)塊制作精度誤差小于1 cm，對接安裝精度誤差小于1～2 cm，制作安裝鋼筋的人工用量比傳統(tǒng)方法減少30%。所研制的液壓升降、液壓操作及運輸和對接網(wǎng)塊的鋼筋輸送安裝車行走速度為5～8 m/min，并且具備設(shè)計要求的運行平穩(wěn)、操作便捷、故障率低、安全可靠的性能。

(2)實現(xiàn)多功能面板滑模技術(shù)。滑模施工時下行為有軌快速到位，上行為無軌滑模施工，還具備與自動修抹機(jī)進(jìn)行位置交換功能，使得自動修抹工藝不影響面板三角體滑模施工的順利進(jìn)行。所研制的多功能面板滑模應(yīng)具備設(shè)計要求的下行行走速度為3～4 m/min，具備運行平穩(wěn)、故障率低、安全可靠的性能。

(3)實現(xiàn)堆石壩面板全線段自動修抹機(jī)械化施工技術(shù)，將傳統(tǒng)滑模施工人工抹面工藝改為機(jī)械化修抹工藝，比傳統(tǒng)人工抹面工作量減少了30%～40%。所研制的全線段自動修抹機(jī)具備設(shè)計要求的所有動作功能，下行行走速度為3～4 m/min，修抹行走速度為1 m/min，具備運行平穩(wěn)、故障率低、安全可靠的性能指標(biāo)，修抹機(jī)抹刀為無極調(diào)速，能夠?qū)⒒Ｃ撃：蟮幕炷涟纪共黄降娜毕莼拘弈ㄆ秸?/p>

(4)實現(xiàn)壩頂縱向移動橫向牽引臺車技術(shù)。該項技術(shù)能加快壩面設(shè)備和牽引機(jī)械(卷揚(yáng)機(jī))在各塊號之間的跳倉轉(zhuǎn)運速度，行走速度為2～3 m/min，實現(xiàn)了壩面施工設(shè)備牽引移動和轉(zhuǎn)運一體機(jī)械化。研制的縱向移動橫向牽引臺車具備設(shè)計要求的所有動作功能，具備運行平穩(wěn)、故障率低、安全可靠的性能。

5 新型成套設(shè)備的施工質(zhì)量和安全保證

針對傳統(tǒng)面板堆石壩面板混凝土施工缺點和單套設(shè)備移動轉(zhuǎn)移不方便、設(shè)備利用率不高等不足之處，研究開發(fā)了面板混凝土施工新技術(shù)及新型成套設(shè)備，有利于提高我國面板堆石壩面板混凝土工程施工技術(shù)水平。

堆石壩混凝土面板施工鋼筋輸送安裝車的創(chuàng)新研制，將傳統(tǒng)的壩面人工斜坡鋼筋安裝綁扎方法改變?yōu)楣S平面鋼筋網(wǎng)塊標(biāo)準(zhǔn)化制作、壩面機(jī)械安裝的方法，大大提高了鋼筋制作安裝的質(zhì)量。

創(chuàng)新研制的面板堆石壩全線段面板自動修抹機(jī)用于面板脫模混凝土修整抹面，實現(xiàn)了斜坡平板滑模修抹機(jī)械化施工，不僅改進(jìn)了投入較多人力施工的問題，而且解決了混凝土表面粗糙、凹凸不平的質(zhì)量問題，混凝土的表面施工質(zhì)量得到了極大程度地提高。

壩頂縱向移動橫向牽引臺車的研制，使得壩面設(shè)備可以縱橫向全方位行走，改變了傳統(tǒng)平板滑模需用人工撬動的土辦法，跳倉轉(zhuǎn)運實現(xiàn)了機(jī)械化，加快了壩面設(shè)備移動以及其在各塊號之間的轉(zhuǎn)運速度，從而大大提高了坡面運輸?shù)陌踩裕?jié)省了大量的人工操作，安全隱患大大減少。

6 結(jié) 語

經(jīng)測算，面板堆石壩面板混凝土施工新技術(shù)及新型成套設(shè)備施工技術(shù)的應(yīng)用，使老撾南坎2水電站堆石壩二期面板工程節(jié)約了2個月工期，使電站溢洪道泄槽溢流面工程工期節(jié)約了30 d。測算節(jié)約工程施工投資約80萬美元。

堆石壩面板混凝土機(jī)械一體化快速施工技術(shù)在國內(nèi)均無成熟和成功的施工經(jīng)驗可循，公司以老撾南坎2水電站堆石壩面板混凝土工程為依托，研制并成功指導(dǎo)了該施工技術(shù)的運行實施，既確保了該工程在確定工期的完美履約，又改進(jìn)了國內(nèi)同類水電站堆石壩面板施工工藝，為面板混凝土施工在類似的建筑工程中的推廣應(yīng)用具有重要的意義。

(責(zé)任編輯：李燕輝)

2016-08-15

TV7;TV52;TV641.4

B

1001-2184(2016)05-0021-03

陳 行(1985-)，男，四川成都人，工程師，學(xué)士，從事水利水電工程施工技術(shù)與管理工作；

李 超(1986-)，男，河南鶴壁人，工程師，學(xué)士，從事水利水電工程施工技術(shù)與管理工作；

徐應(yīng)中(1973-)，男，四川巴中人，高級工程師，學(xué)士，從事建設(shè)工程施工技術(shù)與管理工作.