阿雷納水電站大壩滿管溜槽的施工工藝

馮貴元

中國水利水電第十一工程局有限公司（450001）

1 工程概況

阿雷納水電站位于洪都拉斯北部約羅省境內，位于La Ceiba 市南100 km 處， 在洪都拉斯中北部，靠近加勒比海。 阿雷納水電站主要由2 條導流洞、碾壓混凝土單曲拱壩、引水隧洞、壓力鋼管、調壓豎井、地面廠房及開關站組成。 大壩為碾壓混凝土單曲拱壩，壩高100 m，壩頂長273 m，最大底寬30.8 m，寬高比為0.305，為中厚拱壩，壩頂設溢流面泄洪。 大壩建成后，水庫流域12 km，面積為2.66 km2，庫容為 5 200 萬 m3。 混凝土量為 29.8 萬 m3，其中碾壓混凝土24.2 萬m3，常態混凝土5.6 萬m3。

大壩壩址處于山谷狹窄處且兩岸地勢較陡，若采用常規汽車入倉方式， 隨著碾壓高度的上升，入倉道路也需逐步回填上升。本項目為百米級碾壓混凝土拱壩，顯然常規的施工方法已無法滿足現場施工需要，故選用滿管溜槽法進行混凝土輸送。

大壩體型標準方:x2=2ry，建立以函數頂點為原點的大壩相對坐標系，y 軸正向指向下游，x 軸正向指向右岸。 拱壩縱軸采用x2=2ry計算設點坐標，得出相應點的坐標。 阿雷納工程大壩為拋物線型，EL255 為等厚，255 高程向上游以 0.04 °/m 向上游傾斜，以0.4 °/m 向下游傾斜，拱壩為同層等厚。

2 滿管溜槽布置

1）根據現場實際地形，擬在右岸6#壩段EL289平臺和8# 壩段壩頂EL325 平臺各布置一條滿管溜槽， 滿足大壩在不同高度澆筑混凝土的需求，解決了混凝土入倉難的問題。

2）EL250～EL289 利用現有右岸道路，先通過自卸車將混凝土運送到6#壩段EL289 平臺滿管溜槽內， 然后通過滿管溜槽輸送到倉內自卸汽車內，最后到達工作面。

3）EL289～EL325 利用右岸原開挖的壩頂道路，先通過自卸車將混凝土運送到8#壩段EL325 平臺滿管溜槽內，然后通過滿管溜槽輸送到倉內自卸汽車內，最后到達工作面。

4）由挖掘機配合推土機進行平倉，用振動碾進行碾壓， 碾壓后的壓實度不能小于設計值的98%，根據碾壓試驗遍數來控制施工。 隨著大壩碾壓高度的上升，逐步拆除溜槽，保證自卸汽車能到達溜槽底部接料。

3 滿管溜槽的設計與組成

1）滿管溜槽的溜料原理為滿管流水原理，出多少，進多少，始終保持溜管充滿料并連續輸送。 溜管溜槽出料口由弧形門控制，其出料狀態與混凝土拌合樓的出料狀態相同，滿管溜槽中料的運動速度比負壓溜槽低，其輸送的混凝土基本不分離。 本項目滿管溜槽的設計料斗方量為12 m3， 溜槽槽身為圓管，斷面尺寸為Φ800 mm，安裝傾角為48°，生產效率為300 m3/h（連續供料情況下），液壓系統額定壓力為16 MPa。

2）滿管溜槽入倉系統一般由調節料斗、下料控制裝置（放料弧門）、滿管槽身結構、系統支撐結構等組成。調節料斗結構:為了保證混凝土連續下料和達到滿管的效果，設計采用12 m3料斗，上口的尺寸為3 500 mm×3 000 mm， 下口的尺寸為 800 mm×800 mm，高度為3 040 mm。出口液壓弧門:放料弧門的高度為800 mm，卸料口尺寸800 mm×800 mm，弧門由液壓油缸控制開閉。滿管槽身結構:圓形滿管槽身構件為1.5 m 的標準節， 斷面尺寸為Φ800 mm，滿管槽身每節均采用法蘭螺栓連接，拆裝靈活方便。料斗支撐： 在混凝土中預埋W8×40 mm 工字鋼，后期料斗與工字鋼焊接成整體。 滿管槽身支撐：采用C4×5.4 inch 槽鋼和 L3×1/4 inch 角鋼焊接而成的桁架進行支撐，坡腳設置A10 插筋與桁架焊接成整體。

4 滿管溜槽加工與安裝

1）滿管溜槽的安裝步驟:鋼構件加工→支撐件安裝→接料斗安裝→滿管安裝。

2）鋼構件加工:根據施工圖紙，進行鋼構件的加工，包括接料斗、支撐桁架及其他小構件。 嚴格按照施工圖紙進行加工，以滿足技術要求和標準。

3）滿管槽身支撐架安裝:首先使用手風鉆在邊坡上鉆孔，鉆孔深度為2 m，再利用高壓風將孔內粉塵吹掃干凈，然后將孔內注滿水泥漿，插入A10 插筋（L=2.30 m，入孔 2.0 m，外露 0.30 m）。 桁架在鋼筋加工廠分榀加工完成，運輸至現場后，利用汽車吊吊裝到工作面進行安裝，頂部高程嚴格按照設計高程進行測量控制，以保證后期安裝完的坡度滿足要求。 安裝時將桁架與坡腳A10 插筋焊接成整體，從下往上依次將斜撐與桁架連接為一個整體，增加其受力的能力。

4）接料斗安裝:安裝接料斗前，先參照施工圖紙將支撐架安裝完畢，然后利用汽車吊將料斗吊裝至支撐架上進行焊接； 要嚴格控制料斗底部高程，以保證料斗與滿管槽身的夾角滿足要求，進而保證下料的坡度。

5）滿管安裝:槽身支撐架安裝完成后，利用汽車吊將滿管溜槽吊裝至支架橫梁上，安裝過程中應保證滿管溜槽的同軸度，每兩個標準節端面之間的相互錯臺不大于2～3 mm。安裝完成后，用鋼絲繩將溜槽反拉固定至已澆筑混凝土面上的A10 插筋 （L=2.30 m，入混凝土2 m，外露0.3 m，呈彎鉤狀），以保證混凝土澆筑時溜槽的穩定性。

6）鋼結構制造質量要從各個環節進行控制，施工中由質量部門對制造的各個過程進行全面質量控制；所有鋼構件進行下料時，應根據不同材料性質和不同尺寸精度，采用相應的切割方法，爭取最大限度地提高材料利用率，減少邊角和棄料；對下好的料要進行尺寸檢驗，對變形較大的要進行矯正；焊接時應嚴格按圖紙和焊接工藝進行焊接，控制好焊接順序和焊接質量，焊接完成后，對焊縫外觀質量進行檢查；制造完畢的鋼結構要在適當的位置加焊支撐，避免結構整體變形[1]。

7）鋼結構起重吊裝時，應由專人指揮操作，防止因違規操作造成安全事故。 盡量避免立體交叉作業，若存在立體交叉作業，應有相應的安全防護隔離措施；無措施時，嚴禁交叉施工。 高空安裝作業時，必須有可靠的防護措施，如安全繩、爬梯、防護網等安全設施。 受料平臺應設置阻車墩，以保證車輛在卸料過程中的安全。

5 滿管溜槽運行

1）滿管溜槽運行前，需對料斗和溜管進行壓載試驗，以驗證支撐體系的穩定性和安全性。

2）進行壓載試驗前，由測量人員對料斗和支撐架初始位置進行標記測量和記錄。 待測量人員觀測完成后，通知拌合站進行骨料稱量、運輸。 本項目料斗設計方量為12 m3，按10 m3進行試驗，擬向料斗內分3 次進行填料，第1 次填充5 m3，第2 次填充3 m3，第 3 次填充 2 m3，填料間隔時間為 15 min。填料過程中，測量人員對每次填充時的料斗及支撐架進行標記并實時測量，發現料斗及支撐架變形幅度較大時，應立即通知施工人員停止填料。 填料完成后，進行靜載試驗，試驗時長30 min，進行靜載觀測，然后溜料并做最終觀測。 汽車在受料平臺向料斗供料，當料斗承滿料后，確認倉內有車接料時方可開始溜料。 根據數據進行分析，確定是應力變形還是塑性變形。 如果是應力變形，屬于正常現象；如果是塑性變形，則應進行加固處理。 卸料后數值與初始值基本一致，判定為應力變形，說明料斗系統穩定和安全。

6 滿管溜槽施工注意事項

1）保證溜管內始終充滿料。

2）滿管溜槽運行時，下面禁止站人，受料弧門與倉內出料弧門應設置專人進行控制。

3）在溜管內充滿料后進行溜料作業。 在溜料作業時，料斗內的裝料量應保持在25%以上。

4）根據出料量的要求，將弧門開口調到一定大小，通過控制出料弧門的開度來滿足輸送能力的要求和物料在溜管中運行速度的要求，從而基本保證出料流量穩定。 物料在溜管中的運行速度控制在≤0.5 m/s，混凝土在溜管中的運行速度越小，溜管的使用壽命越長。

5）作業時盡量保證出料量與進料量平衡，即始終保持溜管內充滿料，從而保證溜管在最佳狀態下運行、所溜混凝土不出現骨料分離現象。

6）溜砂漿時，對操作無特殊要求。

7）當出料口有皮帶機進行接力輸料時，應首先開啟皮帶機，待其正常運行后，方可開啟溜管出料弧門。 溜管出料弧門開啟的大小應與皮帶機輸送能力相匹配，即保證皮帶機所輸送的混凝土不會從皮帶上溢出。 弧門開度大小應以點動形式進行調節。

8）因倉面原因不能接料時，應及時將溜管中的混凝土放空。混凝土在溜管中的存放時間:碾壓混凝土為1 h 以內，常態混凝土為0.5 h 以內。

9）滿管溜槽每次使用完后應用水清洗，以防堵料。

10）隨著倉面上升，支撐架及溜槽的標準節需逐步拆除。 拆除前，必須安裝臨時支柱。

11）每次開倉前，應對滿管溜槽進行檢查，對變形的螺栓及時進行更換，發現有磨損的孔洞應及時進行修補，同時檢查液壓弧門開啟是否正常。

12）料斗及槽身磨損超過5 mm 時，應及時進行修補和調換。

7 結語

阿雷納水電站大壩滿管溜槽的應用，解決了大壩高邊坡和大坡角混凝土入倉的難題，確保了工程質量和施工進度，對類似項目具有借鑒意義。