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1、三峽大壩混凝土快速施工方案及工藝研究(doc13)摘要：三峽主體工程的混凝土總量達2800萬m3，其中大壩混凝土約2000萬m3。大壩混凝土施工是三峽工程能否按照總進度的要求達到打算目標的關鍵。按照總進度安排，其年最高澆筑量要達到500萬m3，月最高要達到40萬m3，日最高應達到2.0萬m3以上。通過對施工手段的多方案比較分析，在充分論證的基礎上，決定選用以塔式皮帶機連續輸送澆筑為主，輔以大型門塔機和纜機的綜合施工方案。在倉面工藝設計中，采納了平澆法和臺階法，同時，改革傳統工藝，提出并運用塔（頂）帶機新工藝。關鍵詞：混凝土；快速施工；方案及工藝；三峽工程1概述三峽工程大壩為混凝土重力壩，最大壩2、高181m，樞紐工程混凝土澆筑總量達2800萬m3。如此龐大的混凝土工程施工總量，導致了三峽工程混凝土施工澆筑的高強度施工。1.1混凝土施工強度三峽工程混凝土澆筑高峰集中在第二時期工程，其混凝土澆筑總量達1860萬m3。按照施工進展及總進度的安排，1998年為118萬m3，1999年為458萬m3，2000年為548萬m3，2001年為403萬m3，2002年打算完成142萬m3。施工高峰時段要緊集中在19992001年三年間，其中，以2000年的混凝土澆筑強度為最高，要求年最高澆筑量達到500萬m3，月最高達到40萬m3，日最高達到2.0萬m3以上。1.2混凝土施工手段按照對澆筑強度和施工場3、地分析，采納傳統的門塔機澆筑施工手段是不能滿足澆筑強度要求的，必須查找新型高強度的澆筑手段。另外，大型門塔機澆筑方案從拌和樓出機口到澆筑倉，均采取間歇式給料方式，供料的中轉環節多，供料效率低下，多座拌和樓與多座門塔機再與多個澆筑倉之間生產組合錯綜復雜，易于錯料，更增加了施工治理的難度。1.3混凝土施工工藝三峽大壩沿縱向分若干壩段，沿壩段分若干壩塊，沿壩塊分幾十個升層，每個升層又分若干澆筑層。一個升層即構成混凝土的一個澆筑倉位。一個混凝土倉的施工全過程是從兩個同步進行的流程開始的，一個流程是混凝土澆筑的倉面預備；另一個流程是混凝土生產及運輸，當兩個流程聚攏到一起時，便形成倉面混凝土澆筑流程，緊后4、的流程則是混凝土護理。如此循環推進，三峽第二時期工程高峰期大壩施工部位將顯現20多個倉面同步澆筑的景象。由此可見，采納傳統的混凝土澆筑工藝如散裝鋼模板，人工手持式振搗等已遠不能滿足如此高強度和十分復雜的混凝土澆筑需要，必須相應采取新的施工倉面配套和施工工藝。2xx混凝土快速施工布置及方案以塔(頂)帶機為主，輔以大型門塔機和纜機的施工方案總體思路是：塔帶機澆筑一條龍作業，生產效率高，適應于連續高強度的混凝土施工，承擔混凝土澆筑的要緊任務；配備大型門塔機、纜機等作為輔助設備，負責金結安裝、備倉、倉面設備轉移和澆筑部分混凝土等任務，幸免因塔(頂)帶機的工況轉換而阻礙效率。拌和能力的配備留有一定余地，5、以利塔（頂）帶機效率的充分發揮。塔(頂)帶機供料線布置為一機一帶，確保塔（頂）帶機運行的可靠性。2.1混凝土拌和設備4個混凝土拌和系統，共7座攪拌樓，常態常溫混凝土總生產能力為1960m3/h。各拌和樓均能生產7冷混凝土。（1）布置在基坑下游79m高程拌和系統設置2座44.5m3自落式拌和樓，每座樓生產能力為320m3/h。此系統要緊供應泄洪壩5#23#壩段混凝土澆筑。（2）布置在左岸廠房壩段上游面90m高程拌和系統設置2座拌和樓。46m3自落式拌和樓生產能力為320m3/h，43m3自落式拌和樓生產能力為240m3/h。此系統要緊供應泄洪壩段1#5#壩段、導墻壩段及左廠壩段11#14#壩段混6、凝土。（3）布置在左非泄洪流壩段下游120m高程拌和系統設置2座43m3自落式拌和樓，生產能力為2240m3/h。此系統要緊供應左非泄洪流壩段及左廠1#10#壩段混凝土。（4）布置在左岸進廠房公路左側82m高程拌和系統設置1座43m3自落式拌和樓，生產能力為240m3/h。此系統要緊供應左岸廠房混凝土。2.2混凝土澆筑設備要緊設備有6臺塔(頂)帶機，塔帶機與拌和樓連接的6條總長3800m的膠帶混凝土輸送線，4臺胎帶機，7臺MQ2000型高架門機，2臺25t擺塔式纜索起重機，1臺K1800型塔式起重機，1臺MQ6000型門機，2臺300t履帶吊。（1）泄洪壩段在壩軸線下游76m順壩軸線方向布置47、臺塔帶機，要緊用于該部位的混凝土澆筑，在壩軸線下游121m順壩軸線45m高程的軌道上布置1臺K1800型塔吊和1臺MQ2000型高架門機。其工作任務是，前期協助混凝土施工，后期以吊裝金屬結構為主。（2）廠房壩段壩軸線下游44m順軸線布置2臺頂帶機，要緊用于左廠7#14#壩段混凝土澆筑，壩軸線下游65m順軸線120m高程的施工棧橋上布置2臺MQ2000型門機，專門用于輸水壓力鋼管和水輪發電機埋設件的吊裝。（3）廠房部位在廠房下游面距壩軸線195m的30m高程順壩軸線方向的軌道上布置4臺MQ2000型高架門機，用于左岸廠房部位的混凝土施工。（4）纜索起重機的布置2臺擺塔式纜索起重機為廠壩第二時期工8、程施工提供了一個空中走廊，主塔設在左非泄洪8#壩段185m高程上，副塔設在導流明渠縱向圍堰壩段160m高程頂部，跨度1416m，在壩軸線長度方向可操縱整個廠壩第二時期工程的長度，寬度可操縱從壩軸線以上15m至壩軸線以下65m，即2臺纜機可操縱上下游方向80m寬度且在工作區域寬度方向相互搭接20m。（5）公用設備第二時期工程廠壩部分分3個標段，由3個施工企業負責施工。4臺胎帶機、2臺300t履帶吊等業主擁有的移動性強的設備不固定在一個標段使用，按照施工需要可靈活調配。3大壩混凝土快速施工倉面配套及工藝采納塔(頂)帶機澆筑混凝土，其澆筑強度將成倍地提升，因此，對澆筑倉面各項資源配置不管是容量依舊數9、量都將明顯增加，對倉面組織治理水平的要求也將明顯提升。3.1xx（頂）帶機澆筑的倉面配套3.1.1倉面設備配套3.1.2倉面人員配套(1)施工人員應按照倉位情形進行合理配置，一樣素混凝土倉、少筋混凝土倉配備812人，多筋混凝土倉、水平鋼筋網倉、過流面混凝土倉配備1116人。(2)倉面配備值班木工、鋼筋工、預埋工、電工和止水專職人員。各工序值班、帶班人員至少1名到位，并掛標識牌。(3)xx面上配置專人分散集中的粗骨料。3.1.3倉面工具配套(1)每個澆筑倉至少配置2桶、2瓢、3鍬用以倉面處理。(2)為防止混凝土澆筑過程中的骨料分離及骨料集中現象，每個澆筑倉至少配備2把專用耙(3)配備23只真空吸10、水管，用以隨時吸除倉面的混凝土泌水或集水。(4)配備2臺灑水器，用以收倉后對倉面灑水養護。3.1.4其它器材設施配套(1)在混凝土開倉前，保證風、水、電通暢。(2)采納平鋪澆筑法施工時，澆筑倉應預備保溫被待用，隨著平倉振搗的進展，及時覆蓋保溫被，保溫被之間應有10cm的搭接長度，以確保保溫成效。(3)雨季施工時，倉面配有彩條布和鋼筋等材料，搭設活動防雨棚等。3.1.5倉面組織治理為保證塔帶機澆筑混凝土一條龍正常運行，需建立一個組織嚴密、運行高效、信息反饋及時的倉面組織治理系統。（1）綜合和諧系統：對混凝土一條龍施工提供技術、質量、安全、機電設備保證，確定拌和樓、澆筑手段及開倉時刻，和諧澆筑過程11、中顯現的各種矛盾，組織處理突發情況。（2）澆筑系統（倉面指揮）：倉面指揮由澆筑隊長擔任，負責澆筑倉面的組織指揮，對倉位的要料、下料、平倉振搗、溫控、排水等負責，確保混凝土澆筑質量。（3）操作系統：由調度室負責組織、和諧，確保各操作系統正常運行，拌制合格的混凝土，并使混凝土準確、快速入倉。3.2倉面工藝設計3.2.1設計原則倉面條帶布置要盡量簡化，標號切換次數盡可能少，塔帶機運行線路要短且易于操作，整個下料過程要易于實現，資源配置要充分，來料流程要優化。3.2.2澆筑方法及強度要求(1)平澆法：該方法適合于塔帶機高強度、快速運送混凝土的特點,在低溫季節，除倉面鋼筋專門多、結構專門復雜部位外，均采12、納平澆法澆筑。在高溫季節關于倉面面積小于500m2采納塔帶機入倉時，亦采納平澆法施工，澆筑時鋪層厚度可按照3555cm下料。(2)臺階法：關于倉面面積大、鋼筋密集、結構復雜的倉位，經監理批準后可使用臺階法澆筑，以滿足溫控及覆蓋前混凝土不初凝等條件要求。臺階的一次鋪料寬度操縱在810m以上，接頭部位臺階寬度不小于34m。3.2.3倉面設計的內容倉面設計標準格式包括以下內容：倉面情形，包括倉面所在壩段、壩塊、高程、面積、方量、混凝土級配種類要求，倉位施工特點等；倉面估量開倉時刻、收倉時刻、澆筑歷時、入倉強度、供料拌和樓；倉面資源配置，包括機具、工具、材料、人員數量要求；倉面設計圖，圖上標明混凝土分13、區線，混凝土種類標號，澆筑順序等；混凝土來料流程表；對倉面專門部位如止水、止漿片周圍、鋼筋密集、過流表面等重要部位指定專人負責混凝土澆筑質量工作；對專門重要部位，必須編制專門的施工措施；倉面“澆筑情形評述”，收倉后，由質檢人員和監理工程師對該倉混凝土澆筑情形進行簡要評述，對可能存在的澆筑質量咨詢題提出處理意見。倉面設計由澆筑單位提出，一式六份，經監理批準后除班長、質檢員及監理隨身帶外，還應視情形復印送給有關部門（如拌和樓試驗室、塔帶機操作人員等）。3.3xx(頂)帶機澆筑新工藝混凝土快速優質施工，給澆筑工藝提出了更新更高的要求，因此，除對模板工藝、鋼筋工藝、預埋工藝外，對許多傳統工藝進行了改革14、。3.3.1供料工藝（1）供料皮帶上設置遮蓋或保溫措施。（2）建立有效的樓(拌和樓)帶(供料皮帶)機(塔帶機)倉(澆筑倉)之間的通訊聯系或自動監控系統。（3）皮帶卸料處設置擋板、卸料導管和刮板，以幸免骨料分離和砂漿缺失。（4）塔帶機輸送系統裝置沖洗設備，卸料后及時沖洗供料皮帶上所粘附的水泥砂漿。沖洗時采取措施防止沖洗水流入新澆混凝土中。3.3.2布料工藝(1)布料層面處理：用塔帶機澆筑四級配混凝土時，為便于塔帶機運輸，第一層層面處理一樣不采取傳統的水平層面鋪砂漿的方法，而改用小級配混凝土或同強度等級的富砂漿混凝土。具體為：迎水面至排水管前緣區域，采納20cm厚二級配混凝土；其余部位（包括中塊）15、采納三級配富砂漿混凝土，層厚為一個澆筑坯層，約40cm。(2)布料方向與次序：當平澆法澆筑時，迎水面倉位鋪料方向與壩軸線平行；上塊澆筑方向從上往下，下塊澆筑方向從下往上，中間倉位視倉面情形確定起始下料點；基巖面、凸凹不平的老混凝土面及斜坡上的倉位，由低到高鋪料；倉內采納多種標號混凝土時，原則上先高標號后低標號的下料順序，保證高標號區達到設計寬度要求；有廊道、鋼管或埋件的部位，卸料時，廊道、鋼管兩側均衡上升，其兩側高差不得超過鋪料的層厚。當采納臺階法澆筑時，從塊體短邊一端向另一端鋪料，邊前進、邊加高，逐步推進并形成明顯的臺階。澆筑壩體迎水面倉位時，采取順壩軸線方向鋪料。(3)鋪料厚度與寬度：鋪料16、厚度視混凝土入倉速度、鋪料承諾間隔時刻和倉位大小決定。勞動組合、振搗器工作能力等要滿足澆筑的需要，必須保證下層混凝土初凝之前覆蓋上一層混凝土。采納平澆法時，鋪料層厚度一樣采納50cm；采納臺階法澆筑時，鋪料層厚度一樣采納50cm。關于升層高度1.5m的倉位，鋪料寬度取1012m；關于升層高度2.0m的倉位，鋪料寬度取810m，臺階寬取23m。3.3.3下料和振搗工藝對沒有鋼筋的倉面，塔帶機下料時，下料導管卸料口距倉面應不大于1.5m，并平均移動布料，堆料高度不宜大于1.0m，以免骨料分離。布料條帶清晰，并有足夠寬度。在模板周圍布料時，卸料點與模板的距離保持在11.5m，人工分散粗骨料后，再用平17、倉機將混凝土就位。在止水、止漿片和預埋件部位布料時，嚴禁下料導管直截了當下料，由人工送料填滿。在進行水平鋼筋網澆筑層混凝土下料時，盡量降低下料高度，一次卸料的堆料高度操縱在50cm以下，澆筑坯層厚度不大于30cm。豎向鋼筋部位卸料時，卸料部位應離開鋼筋0.50.8m，并加大人工平倉。臺階法澆筑時，平倉振搗機站在中間（第二層）的臺階上，覆蓋范疇比較理想；平層法澆筑時，平倉機一樣站在層面上，緊跟下料接頭，隨時下料，隨時振搗。混凝土澆筑應先平倉后振搗，嚴禁以振搗代替平倉。振搗時刻以混凝土粗骨料不再明顯下沉，并開始泛漿為準，以幸免欠振或過振。使用塔（頂）帶機澆筑的大倉位，應配置振搗機振搗。使用振搗機時18、，振搗棒組應垂直插入到混凝土中，振搗完應慢慢拔出；移動振搗棒組，應按規定間距相接；振搗第一層混凝土時，振搗棒組應距硬化混凝土面5cm。振搗上層混凝土時，振搗棒頭應插入下層混凝土510cm；振搗作業時，振搗棒頭離模板的距離應不小于振搗棒的有效作用半徑。3.3.4養護工藝(1)長期流水養護：按照現行水工混凝土施工規范，混凝土澆筑后養護時刻一樣為14d，重要部位養護到設計齡期；但三峽工程提出了更高的要求，主體工程普遍采取了長期流水養護。針對這一要求，再采納傳統的人工灑水養護工藝已不能滿足要求，必須推行新的養護工藝。旋噴灑水養護適合于28d以內的較長間歇期倉面養護。方法是在澆筑倉面按一定間排距d設置319、60旋轉式噴水嘴，若噴水嘴噴射幅度為B(m)則取d=0.8B保持旋噴嘴始終不停地工作，即可做到長流水養護。噴淋管(花管)養護適合于正常上升倉位的四周垂直面或長間歇期倉面養護。方法是沿倉位邊線在模板上口(用于對倉面養護)或支腿(用于對側立面養護)上鋪設花管。所謂花管即在管壁上平均布鉆一排細孔的口寸鋼管，使用時，將管兩端封堵，水霧通過細孔噴出，灑在養護面上。給花管不停地通水，便可保持長流水養護。(2)倉面覆蓋養護：覆蓋保水養護。該方法適合于大于28d的長間歇倉面養護。方法是在養護倉面全面覆蓋養護材料，如隔熱被，風化砂或土等，給覆蓋材料浸水并始終保持覆蓋材料處于水飽和狀態，即可滿足養護要求。覆蓋灑水20、養護適合于夏季正常上升的倉面養護。由于倉面蒸發快，僅采取灑水養護不能滿足要求，因此對倉面覆蓋材料灑水養護成效較好。(3)養護組織治理：在三峽混凝土施工中，養護與鋼筋、模板、預埋件和澆筑并駕齊驅，差不多成為一項工程。澆筑倉均配置專職養護人員，實行掛牌上崗。養護實施的記錄由養護專業人員及時記載，并做到真實、詳盡。4結論(1)按照三峽工程混凝土工程量龐大，施工強度特高的特點，混凝土澆筑選定以塔(頂)帶機澆筑手段為主、大型門塔機、纜機澆筑為輔的方案，通過19992001年三年的工程實施，年澆筑強度均在400萬m3以上，2000年實現了年澆筑548萬m3、月55.35萬m3、日2.2萬m3的一系列世界記錄。(2)為了與選定的快速施工方案相配套，確保混凝土澆筑進度和質量，相應的施工工藝和倉面配套必須變革。通過大量的研究、論證、試驗和實踐，全面推行倉面工藝設計，制定一整套嚴密的澆筑施工工藝，配備與入倉強度相匹配的倉面資源，形成了三峽工程所獨有的混凝土快速施工工法。該施工工法既有工藝硬件的突破，也有治理理念的創新，體現了澆筑工藝與澆筑手段的高度和諧與融合 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