淺析上石盤一期閘壩混凝土拌合系統設計

譚 翔， 邵 芳

(中國水利水電第十工程局有限公司二分局，四川 都江堰 611830)

?

淺析上石盤一期閘壩混凝土拌合系統設計

譚 翔， 邵 芳

(中國水利水電第十工程局有限公司二分局，四川 都江堰 611830)

混凝土施工是一項系統工程，砂石拌合系統的規劃設計是關鍵，兩大系統規劃不合理、設計欠缺都將影響進度目標的實現。嘉陵江上石盤電航綜合樞紐工程自開工至完工，通過精心規劃，合理設計砂石拌合系統，高效組織施工，加強過程管控，并采取相應的保證措施，施工期間混凝土兩大系統滿足施工強度及進度要求，確保節點工期和總體目標的實現。

上石盤電航；混凝土施工；拌合系統設計；溫控措施

1 工程概況

嘉陵江上石盤電航綜合樞紐工程屬三等工程，工程主要建筑物及防洪堤為3級，次要建筑物為4級，臨時建筑物為5級。電航樞紐建筑物垂直河流呈“一”字型排列，沿壩軸線自左至右依次為左岸連接壩段、船閘、泄洪閘、沖砂閘及右岸廠房。本工程混凝土總量為322 509 m3，其中常態混凝土318 374 m3，預制混凝土約4 135 m3。根據施工進度計劃安排，一期施工右岸9#～13#泄洪沖沙閘及廠房工程，一期混凝土總量約14.9萬m3；二期施工左岸1#～8#泄洪閘及船閘一期工程，二期混凝土總量約17.35萬m3。一期混凝土施工高峰月出現在2014年5月份，施工高峰強度約5.37萬m3，2014年4月～9月混凝土均衡施工。

2 一期進度與施工強度

根據施工進度計劃分析，2014年完成混凝土澆筑164 330 m3，混凝土施工高峰月出現在2014年5月份，施工高峰強度約5.37萬m3，2014年4月～9月混凝土均衡施工。

3 一期進度計劃關鍵線路

一期圍堰高噴加強處理→恢復一期基坑抽水→一期基坑抽水完成→一期閘壩基坑水下開挖→閘底板混凝土施工→閘墩混凝土施工→閘門槽安裝→閘門槽二期混凝土澆筑→閘門安裝。

4 一期閘壩混凝土施工

4.1 混凝土施工的特點

(1)本工程分兩期施工，施工范圍大，設備布置相對較多。根據施工進度計劃的安排，一期施工右岸9#～13#泄洪沖沙閘及廠房工程，一期混凝土總量約14.9萬m3；二期施工左岸1#～8#泄洪閘及船閘一期工程，二期混凝土總量約17.35萬m3。一期混凝土施工高峰月出現在2014年5月份，施工高峰強度約5.37萬m3，2014年4月～9月混凝土均衡施工。

(2)一期采用全年圍堰，二期采用枯期圍堰，混凝土施工進度緊，月澆筑強度集中，一期混凝土施工高峰強度約5.37萬m3。

4.2 一期混凝土施工方法

由于一期混凝土澆筑強度很高，從施工場地、資源投入和均衡施工方面綜合考慮，主汛期前，主要以覆蓋底板混凝土為主。根據設計要求，閘室基坑開挖深度達到25 m，主汛期基坑水頭達到33 m，為保證圍堰安全，閘壩上游和左側基坑采取邊澆筑邊回填的方法施工，這樣既可起到降低滲水壓力，減小滲水流量的作用，又能起到保護圍堰安全的作用。閘壩基礎采用邊開挖邊澆筑的方案施工，即：開挖一個澆筑一個，從左至右的順序施工。

素混凝土底板澆筑采用25噸自卸汽車直接入倉，并配合16m長臂挖機入倉，鋼筋混凝土底板采用鋼棧橋配合16 m長臂挖機入倉。倉外采用高壓水槍沖洗汽車輪胎，避免泥漿或渣料帶進倉內。閘墩混凝土可采用16 m長臂挖機澆筑兩層，澆筑高程為457 m～465 m，465 m以上原計劃采用M900塔機(臂長70 m時，吊重為12 t)垂直入倉，由于465 m～476 m混凝土澆筑工程量較小，施工期間采用泵車入倉，其入倉速度快于M900塔機入倉速度。

5 砂石骨料生產系統設計

本樞紐工程混凝土設計工程量約33萬m3。根據本工程施工總進度計劃安排，混凝土澆筑高峰時段強度約5萬m3/月，為此砂石系統按高峰月澆筑強度5.5萬m3規模設計，砂石系統毛料處理能力為：5.5×104×2.2×1.3/(22×16)=446.9 t/h(其中2.2為1方混凝土中骨料容重)，考慮一定的富裕，調整毛料處理能力取500 t/h。按高峰強度月兩班生產，每月工作22天，每天工作16小時，根據系統生產規模高峰月毛料處理能力500 t/h和成品率可以算出高峰月成品砂石料生產能力為400 t/h。

根據施工進度計劃安排，混凝土澆筑月高峰強度為5萬m3左右，按混凝土澆筑月高峰強度5萬m3進行計算，則成品砂石料的月需用量為：

Qmd=QmcA×1.25=50 000×2.2×1.25=137 500 t/月

設計作業時間：加工系統規模需滿足混凝土澆筑高峰月強度要求，按8小時，二班制生產。

則成品砂石料每小時的生產能力為：

Qh=Qmd/(MN)=137 500÷(22×16)=390 t/h

每月有效工作時間按22天計，每天有效生產二班，一班有效加工時間8小時。

根據《水利工程預算定額》和以往施工經驗，常態二級配混凝土骨料設計級配擬定為：

中石∶小石=60%∶40%，砂率40%。

常態三級配混凝土骨料設計級配擬定為：

大石∶中石∶小石=35%∶35%∶30%，砂率35%。

大石∶中石∶小石=30%∶40%∶30%，砂率35%。

混凝土級配參數表見表1。

表1 混凝土級配參考值 單位：%

根據上表數據，計算出樞紐工程混凝土所需要各級成品骨料，統計見表2。

表2 各級成品料需要量表 單位：m3

注：以上包含采運及加工等在所有損耗在內的成品骨料總需用量，按照相關規范砂和粗骨料的綜合損耗系數分別取1.33和1.16。

加工系統的小時生產能力為390 t/h，根據工程需要各級骨料的生產強度為：

砂 (〈5 mm )Q砂=390×40.89%=159.5 t/h

小石(5-20 mm)Q小=390×21.58%=84.2 t/h

中石(20-40 mm)Q中=390×28.07%=109.5 t/h

大石(40-80 mm)Q大=390×9.46%=36.9 t/h

各級配骨料生產強度見表3。

表3 各級配骨料生產強度

砂石系統生產能力完全能夠滿足5月份混凝土最高強度5.37萬m3施工需要。

6 混凝土拌合系統設計

本工程混凝土總量約33萬m3，其中二級配常態混凝土量為16.2萬m3，三級配常態混凝土量16.8 m3。根據實際施工總進度計劃，一期混凝土月最大澆筑強度約5.37萬m3，月有效工作時間按22天計算，日有效工作時間按18小時計算，每小時生產能力應達到135 m3/h(Qh=KhQm/(18×22)、Qh為小時生產能力m3/h、Kh為小時不均勻系數1.5、Qm為混凝土月高峰強度m3/月、22為月工作天數，18為天工作小時數)。

結合混凝土澆筑強度，配置兩臺套HZS120-1Q3000型混凝土拌合系統。根據本單位在國內外項目使用此類拌合系統的情況，一臺HZS120-1Q3000型攪拌機正常生產能力為60～70 m3/h，月有效工作時間按22天計算，日有效工作時間按18小時計算，兩臺套HZS120-1Q3000型拌合機能夠滿足5.37萬m3/h月高峰澆筑強度要求。考慮到一期底板混凝土澆筑在汛期5、6月份進行，同時二期混凝土施工強度持續較高，二期高峰強度約為6.5萬m3/月。為提高混凝土施工保證率，在原有HZS120-1Q3000型混凝土拌合系統的基礎上增加一套HZS120-1Q3000型混凝土拌合系統。混凝土拌合系統占地面積約17 500 m2，拌合系統上游為砂石系統成品料堆，兩大系統共用成品骨料堆。砂石拌合系統平面布置圖見圖1。

圖1 砂石拌合系統平面布置圖

混凝土拌合系統生產工藝流程如下：

砂、石料輸送流程

水泥輸送流程

6.1 混凝土分層分塊

嚴格按照設計圖紙或設計要求進行建筑物的分層、分塊。如果設計圖紙未做要求，根據樞紐建筑物各項工程的施工進度安排和施工特點進行分層、分塊，報監理人審批后實施。分層、分塊的原則是：

(1)控制混凝土的分層分塊，減少混凝土溫度應力，避免溫度裂縫。

(2)根據入倉機械布置情況及入倉強度，確定單個倉位混凝土的最大澆筑面積或澆筑段。

(3)根據建筑物的體型，在分層、分塊時結合建筑物結構，盡量避免造成“尖角”。一期閘壩分層分塊施工圖見圖2。

圖2 一期閘壩分層分塊施工圖

6.2 混凝土配合比設計

6.2.1 混凝土配合比設計

混凝土配合比設計試驗按現行《水工混凝土施工規范》DL/T 5330-2005和《水工混凝土試驗規程》SD105-82的有關規定執行。對混凝土配合比試驗成果進行經濟技術分析后，得出的施工配合比并報監理人審批后才能具體實施。梁、板、柱部位的混凝土配合比各項性能指標均滿足招標文件和施工圖紙的要求。

6.2.2 混凝土配合比設計原則

本工程為全年性施工，需要作好混凝土配合比設計的優選和對比工作，達到經濟適用、技術合理的目的。在配合比設計中既要滿足現行規程規范的要求，改善混凝土骨料級配，又要添加外加劑以減少單位水泥用量。

6.2.3 混凝土配合比調整和取樣試驗

在施工過程中，要加強施工現場管理，提高現場混凝土生產控制水平，當生產條件確有變化需要改變經監理人批準的混凝土配合比時，必須重新得到監理人批準。另在出機口和澆筑現場進行混凝土取樣試驗，并向監理人提交招標文件和有關驗收標準規定的資料。

7 施工期混凝土溫控措施

根據氣象資料，廣元市4～12月份最低氣溫為6.7 ℃、最高氣溫為26.1 ℃，多年平均氣溫16.1 ℃。因此，在施工中采用常規的溫控措施能夠滿足施工的要求，具體措施如下：

(1)合理進行分層分塊。

(2)做好混凝土施工配合比的設計工作。在施工進場后立即進行混凝土配合比的試驗論證工作，嚴格按《水工混凝土施工規范》DL/T 5330-2005和《水工混凝土試驗規程》SD105-82的有關規定執行。對混凝土配合比的試驗成果進行技術經濟分析后，報監理人審批后實施。

(3)夏季，對于較大的倉位盡量安排在氣溫較低的時段(中、夜班)進行澆筑；夏季混凝土運輸設備要配置遮陽防風措施，以減少混凝土在運輸過程中坍落度的經時損失和混凝土溫升(降)。冬季混凝土入倉溫度控制在5 ℃以上，必要時在混凝土配合比中摻入防凍劑。在混凝土澆筑過程中，在出機口和澆筑現場進行混凝土取樣試驗和溫度檢測工作，結合現場計算分析和氣象預報采用必要的降溫和保溫措施。

(4)適當延長拆模與養護時間。在混凝土澆筑完成后，模板的拆除應在達到有關規范規定的強度后才能拆模，在不影響下一道工序施工時，盡量延遲拆模時間；避免在夜間或氣溫驟降期間拆模。混凝土澆筑完后12h內進行養護，一般采用灑水養護即可滿足要求。當遇氣溫驟降時，須提前采取混凝土保溫措施，即在混凝土表面鋪設塑料薄膜、舊麻袋或保溫被等進行表面保溫。在干燥或大風季節采用塑料薄膜覆蓋灌水養護，并保持薄膜內水汽充足。

8 結 語

混凝土施工是一項系統工程，砂石拌合系統的規劃設計是關鍵，兩大系統規劃不合理、設計欠缺都將影響進度目標的實現。嘉陵江上石盤電航綜合樞紐工程自開工至完工，通過精心規劃，合理設計砂石拌合系統，高效組織施工，加強過程管控，并采取相應的保證措施，施工期間混凝土兩大系統滿足施工強度及進度要求，確保節點工期和總體目標的實現。本文通過對混凝土兩大系統施工規劃設計以及采取各種措施總結和歸納，對類似工程有一定借鑒作用。

(責任編輯：卓政昌)

長河壩水電蓄水階段移民安置通過驗收

日前，四川省扶貧和移民工作局在成都組織召開長河壩水電站蓄水階段移民安置驗收會議。經會議討論，驗收委員會一致同意通過驗收，為9月中旬工程蓄水驗收奠定了基礎，向今年10月下旬下閘蓄水目標實現邁出了關鍵一步。

移民安置實施過程中，長河壩移民項目部深入現場積極開展設計交底、技術支持等工作，按時完成各項任務，獲得實施各方的一致好評，編制完成的《四川大渡河長河壩水電站蓄水階段移民安置規劃設計專題報告》為驗收順利通過發揮了關鍵作用。

烏東德水電站最大倉號混凝土澆筑順利完工

9月12日，由中國葛洲壩集團三峽建設工程有限公司承建的烏東德水電站左岸地下電站6號進水塔底板首倉混凝土澆筑順利完成施工，該倉號是烏東德水電站工程自開工以來施工面積最大、澆筑方量最高的倉號。此舉拉開了烏東德左岸地下電站進水口混凝土施工序幕，為后續左岸地下電站首臺機組發電奠定了良好基礎。

自9月10日下午起，經過30多個小時的連續作業，左岸6號進水塔底板首倉混凝土澆筑圓滿完成任務。此次進水塔首倉澆筑共計完成鋼筋制安200余噸、混凝土澆筑建基面清理1221平方米、混凝土澆筑量1 832立方米。整個6號進水塔底板預計將于兩個月后結束全部施工。

2016-09-12

TV663；TV42+1.1；TU642+.2

B

1001-2184(2016)05-0112-04

譚 翔(1975-)，男，重慶大足人，工程師，本科，從事水利水電工程施工技術與管理工作；

邵 芳(1984-)，女，寧夏中寧人，工程師，本科，從事水利水電工程施工技術與管理工作.