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1、三峽大壩塔帶機施工方案及砼溫度控制 概述: 三峽工程混凝土總量達2800萬方,2000年的高峰年強度達540萬方,月高峰強度為55萬立方,其砼總量及澆筑強度均為世界之最。其中,廠壩二期工程總量為1238萬方,2000年年強度達388萬方,月高峰強度為45.5萬方。為保證混凝土的高強度施工和快速入倉,三峽大壩混凝土施工方案經過長期的比較和選型,最后確定了以塔帶機為主、輔以大型門塔機、胎帶機和纜機的綜合施工方案。 三峽大壩為混凝土重力壩,大壩底寬約100米,最大壩塊寬度達32米,施工期跨過多各夏季,且夏季高峰月強度達到45萬方,對砼溫度控制提出了極高的要求。因此大壩溫控成為保證大壩施工質量的主要任2、務之一。三峽大壩從設計開始就制定了嚴格而合理的各項溫控標準,并采取了優化砼配合比、生產預冷砼及埋設冷卻水管等綜合性溫控措施,取得了較好的效果。 以下將就三峽大壩塔帶機施工方案及砼溫度控制作簡要闡述。 一、三峽廠壩二期工程塔帶機施工方案 1、塔帶機施工工藝 塔帶機方案實際上就是將皮帶機的高速運輸與塔機靈活回轉布料相結合,使用皮帶機將混凝土從拌和樓直接運送到倉面,實現砼高強度快速入倉。塔帶機最早由美國ROTEC公司提出并制造,在惠特斯壩成功應用,創造了最高月強度7.2萬方的世界紀錄。 塔帶機一般采用“一樓、一機、一帶”方式,即一座專用的拌和樓,保證拌和供料;一條皮帶機供料線,保證混凝土快速運輸;一3、臺專用塔機,保證靈活布料。塔帶機采用兩段布料皮帶進行布料操作,布料皮帶的上下傾角一般為+20o-15o,并用特制象鼻管下料,下料高度一般為58米。塔帶機及供料線一般均設有自動爬(頂)升機構,用于在大壩澆筑到一定高度后自動爬升。2、塔帶機的優點及缺點 塔帶機的最大優點就是入倉速度快、布料靈活,其效率為普通門塔機的 24倍。其缺點在于:當使用塔帶機自身來備倉或更換混凝土品種或標號時,其使用效率將大大降低,塔帶機的運行和維護成本也相對較高。 3、三峽廠壩二期工程塔帶機施工方案 三峽廠壩二期工程從右向左分別包括23個泄洪壩段(21m23)、左岸導墻壩段(32m1)、15個廠房壩段(38.3m15)、74、個非溢流壩段(20m7),總長度達1229.5m,廠房壩段后面布置14臺70萬千瓦大型發電機組。在大壩上游高程90m拌和系統布置有一座46m3及一座43m3拌和樓(額定產量510m3/h),在大壩下游高程79m拌和系統布置有兩座44.5m3拌和樓(額定產量640m3/h)、120m拌和系統設兩座43m3拌和樓(額定產量480m3/h),共同供應大壩澆筑混凝土;在大壩下游高程82m拌和系統布置有1座43m3拌和樓(額定產量240m3/h),主要供應左岸廠房澆筑混凝土。 大壩在左廠7#壩段泄23#壩段共布置了6臺塔(頂)帶機,作為主要的混凝土澆筑手段,并在上下游布置多臺高架門機和塔機輔助施工。其中5、,泄洪1#、7#、14#、21#壩段壩內布置4臺ROTEC塔帶機,型號為CC2400,其塔臂長度為80m,最大布料半徑100m,布料皮帶寬度XXcm,最大入倉強度400m3/h,分別從上游高程90m拌和系統和下游79m拌和系統供料;左廠7#、13#壩段共布置兩臺頂帶機,為三菱重工與德國PORTAN公司聯合生產,其塔臂長度為 80m,最大布料半徑100m,布料皮帶寬度XXcm,最大入倉強度400m3/h,分別從上游高程90m拌和系統和下游120m拌和系統供料。除高程79m拌和系統采用兩座樓供應3臺塔帶機之外,其他塔帶機均按“一樓、一機、一帶”方式配置,其他部位均采用汽車運輸、門塔機入倉澆筑方式(6、三峽廠壩二期工程施工機械總布置見附圖一)。 三峽塔帶機供料線的運行速度為3.15m/s,以最長的供料線780m計算,混凝土從拌和樓下料口運到倉面的時間僅需45分鐘。為保證塔帶機澆筑倉號振搗強度,倉面一般均配置2臺5臂平倉振搗機,并輔助46個手持式振搗棒,在面積狹小的倉面則配置1臺8臂平倉振搗機及輔助的手持式振搗棒。 4、三峽塔帶機使用效果 從混凝土生產、運輸、入倉布料及振搗各環節來看,塔帶機的生產效率主要受制于倉面振搗速度以及混凝土標號的變化,特別是泄洪壩段3層孔口(見附圖二),結構復雜,孔口周邊混凝土品種較多、鋼筋密集,同一個倉號不僅有多 種標號,還有兩種級配,組合的混凝土品種最多的達到457、種,一般也有2 3種,頻繁更換標號不僅影響砼入倉強度,也相應會對砼澆筑質量產生不利影響。經與設計商議,將深孔邊墻砼標號簡化為2個。同時,對塔帶機澆筑砼的方法作出具體規定,即盡可能采用平鋪法澆筑,確有困難而采用臺階法澆筑時,必須采用較大的臺階寬度(4m6m以上),以免臺階過窄、接頭混淆而產生漏振現象。 對于4#、5#塔帶機在左廠14#壩段的施工盲區,初期將胎帶機分別布置在左廠14#壩段壩內及上游,后期延長下游42棧橋軌道至左導1#塊,用高架門機覆蓋下游的盲區,并將左廠壩段上游門機軌道向右延長解決上游盲區的澆筑手段,保證了該盲區部位順利施工。 因施工初期塔帶機供料線不能及時形成,就采用在壩外架設臨8、時供料線、汽車供料的方式進行澆筑,并充分發揮胎帶機的作用,將3臺胎帶機布置到大壩壩內澆筑,滿足了施工初期混凝土澆筑需要。在塔帶機供料線正式形成之后,塔帶機的作用得到了充分的發揮。 三峽廠壩二期工程從開工以來,共澆筑砼430萬方,占塔帶機控制區域總工程量的65%左右。從塔帶機分月產量統計來看,單臺塔帶機的高峰期澆筑強度一般在3.54.2萬方/月左右,最大月強度為5.02萬方,平均2.7萬方/月。其中,塔帶機單臺最大澆筑量77.5萬方,最高月強度為50257萬方,最高日產量3270方,最大班產量為1408.5方。在廠壩二期工程之后,于03年年初安裝了兩臺塔帶機用于三期RCC圍堰施工,由于三期RCC9、圍堰采用通倉碾壓施工,塔帶機下料已經不受澆筑振搗工序限制,使塔帶機的效率得以充分發揮,其最大入倉強度達到了15萬方/月。由此可見,要充分發揮塔帶機使用效率,有必要在簡化大壩結構、簡化砼標號方面進一步作出改進。 二、三峽大壩砼溫度控制 三峽地區多年平均氣溫在1618,夏季氣溫一般在2835,冬季氣溫一般在0之上,因此夏季混凝土溫度控制要求十分嚴格,冬季則做好保溫工作即可。三峽大壩夏季混凝土溫度控制主要采取了使用高摻量粉煤灰降低水泥用量、合理安排施工進度、控制混凝土出機口溫度及埋設冷卻水管等措施。 1、大壩分縫分塊及澆筑層間間歇控制 根據大壩設計溫度應力計算成果,三峽大壩設定了嚴格的分層分塊及各壩10、塊最高溫度標準。大壩除橫縫寬度控制在最大25m之外,還沿壩軸線方向設置了兩條縱縫,各壩塊長寬比一般控制在1.52.5之內,要求澆筑層高在基礎約束區內按1.5m、脫離基礎約束區一般為2.0m 控制,平均每月23層連續均勻上升,層間間歇一般控制在610天。基礎約束區的澆筑溫度要求不大于12 14,脫離基礎約束區不大于1618;基礎約束區壩內允許最高溫度為31 33,非基礎約束區壩內允許最高溫度為3536。 2、原材料優選及配合比優化 鑒于三峽大壩高標準溫度控制要求,三峽總公司組織設計等單位對大壩混凝土原材料進行了優選試驗研究,根據試驗結果選定了中熱525水泥摻級粉煤灰方案,配合ZB-1A等高效減水11、劑,使粉煤灰摻量達到3540%,四級配C15混凝土的水泥用量僅96kg,對降低混凝土發熱量具有十分重要的意義。 3、預冷混凝土生產 預冷混凝土的生產對降低混凝土澆筑溫度具有重要意義,二期廠壩工程中要求夏季基礎約束區全部采用出機口7混凝土,脫離基礎約束區之后采用14混凝土。為保證夏季最高月強度45.5萬方的生產強度,二期工程的7座拌和樓全部配置了制冷系統,并首創使用了二次風冷技術。生產中首先將骨料通過二次篩分進行脫水、級配分選,然后進入一次風冷料倉繼續脫水,并采用 0-5冷風將骨料冷卻到02;隨后骨料通過用皮帶經保溫廊道運至拌和樓儲料倉,用-10-12冷風繼續動態冷卻,將骨料進一步冷卻到-5-612、。在混凝土拌和時根據需要加入冷水或人工片冰進行拌和,滿足了高強度預冷混凝土的生產要求。 4、混凝土運輸溫度控制 為減少混凝土運輸過程中的溫度回升,對所有混凝土供料線設置遮陽頂棚,汽車運輸時也設置了滑動式遮陽雨篷,并盡量縮短混凝土運輸及汽車等待時間,將運輸過程的溫度回升控制在34之內。 5、施工倉面溫度控制 為降低澆筑溫度,重點采取如下措施:在澆筑倉面設置噴霧裝置,能夠將環境溫度降低5左右;對澆筑下料之前及澆筑之后的區域均及時采用保 溫被覆蓋,以防止日光直射溫升;盡量選擇在夜間低溫時段澆筑,避開上午10:00下午4:00的高溫時段;提高混凝土入倉強度,促使澆筑坯層快速覆蓋。 6、通水冷卻 對4113、0月份澆筑的大壩混凝土,均預先埋設冷卻水管,采取初期和中期通水冷卻方式降低壩體內部溫度;在壩體接縫灌漿及岸坡接觸灌漿部位,須進一步進行后期通水冷卻。冷卻水管可采用普通鐵管或塑料水管,管徑分別為 27mm或3235mm,按1.52.0m間距布置在澆筑層層面上。初期通水一般采用68制冷水,在混凝土澆筑收倉后12小時內開始通水,并持續1015天,水管通水流量不小于18升/分鐘。中期和后期通水一般在冬季用河水冷卻,河水冷卻通水流量2025升/分鐘;中期通水時間1.52.5個月,以壩體溫度冷卻到2012為準,后期冷卻以壩體溫度達到接縫灌漿允許溫度為準。 7、外露面保溫 三峽地區氣溫驟降頻繁,據統計全年23天降溫幅度達810的次數達78次,一次最大降溫幅度超過14。三峽大壩一般在10月份開始保溫,并對底孔、深孔等孔洞進出口進行封閉。對永久外露面均設置永久保溫層,當氣溫降到0以下或氣溫驟降時,須對新澆砼側面及頂面進行臨時保溫。一般采用聚乙烯泡沫或保溫被外貼方式,保溫后的混凝土表面等效放熱系數按小于等于2.03.0W/m2控制。 三、結語