三峽大壩混凝土快速施工方案及其工藝研究_工程管理

1、三峽大壩混凝土快速施工方案及其工藝研究一.概述三峽工程大壩為混凝土重力壩,最大壩高181m,樞紐工程混凝土澆筑總量達(dá)2800萬(wàn)m3。如此巨大的混凝土工程施工總量,導(dǎo)致了三峽工程混凝土施工澆筑的高強(qiáng)度施工。1.1 混凝土施工強(qiáng)度三峽工程混凝土澆筑高峰集中在其次階段工程,其混凝土澆筑總量達(dá)1860萬(wàn)m3。依據(jù)施工進(jìn)展及總進(jìn)度的支配,1998年為118萬(wàn)m3,1999年為458萬(wàn)m3,2000年為548萬(wàn)m3,2022年為403萬(wàn)m3,2022年方案完成142萬(wàn)m3。施工高峰時(shí)段主要集中在19992022年三年間,其中,以2000年的混凝土澆筑強(qiáng)度為最高,要求年最高澆筑量達(dá)到500萬(wàn)m3,月最高達(dá)到

2、40萬(wàn)m3,日最高達(dá)到2.0萬(wàn)m3以上。1.2 混凝土施工手段依據(jù)對(duì)澆筑強(qiáng)度和施工場(chǎng)地分析,采納傳統(tǒng)的門塔機(jī)澆筑施工手段是不能滿意澆筑強(qiáng)度要求的,必需查找新型高強(qiáng)度的澆筑手段。另外,大型門塔機(jī)澆筑方案從拌和樓出機(jī)口到澆筑倉(cāng),均實(shí)行間歇式給料方式,供料的中轉(zhuǎn)環(huán)節(jié)多,供料效率低下,多座拌和樓與多座門塔機(jī)再與多個(gè)澆筑倉(cāng)之間生產(chǎn)組合錯(cuò)綜簡(jiǎn)單,易于錯(cuò)料,更增加了施工管理的難度。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(gè)升層,每個(gè)升層又分若干澆筑層。一個(gè)升層即構(gòu)成混凝土的一個(gè)澆筑倉(cāng)位。一個(gè)混凝土倉(cāng)的施工全過程是從兩個(gè)同步進(jìn)行的流程開頭的,一個(gè)流程是混凝土澆筑的倉(cāng)面預(yù)備

3、;另一個(gè)流程是混凝土生產(chǎn)及運(yùn)輸,當(dāng)兩個(gè)流程匯合到一起時(shí),便形成倉(cāng)面混凝土澆筑流程,緊后的流程則是混凝土護(hù)理。如此循環(huán)推動(dòng),三峽其次階段工程高峰期大壩施工部位將消失20多個(gè)倉(cāng)面同步澆筑的景象。由此可見,采納傳統(tǒng)的混凝土澆筑工藝如散裝鋼模板,人工手持式振搗等已遠(yuǎn)不能滿意如此高強(qiáng)度和非常簡(jiǎn)單的混凝土澆筑需要,必需相應(yīng)實(shí)行新的施工倉(cāng)面配套和施工工藝。二.大壩混凝土快速施工布置及方案以塔(頂)帶機(jī)為主,輔以大型門塔機(jī)和纜機(jī)的施工方案總體思路是:塔帶機(jī)澆筑一條龍作業(yè),生產(chǎn)效率高,適應(yīng)于連續(xù)高強(qiáng)度的混凝土施工,擔(dān)當(dāng)混凝土澆筑的主要任務(wù);配備大型門塔機(jī)、纜機(jī)等作為幫助設(shè)備,負(fù)責(zé)金結(jié)安裝、備倉(cāng)、倉(cāng)面設(shè)備轉(zhuǎn)移和澆

4、筑部分混凝土等任務(wù),避開因塔(頂)帶機(jī)的工況轉(zhuǎn)換而影響效率。拌和力量的配備留有肯定余地,以利塔(頂)帶機(jī)效率的充分發(fā)揮。塔(頂)帶機(jī)供料線布置為一機(jī)一帶,確保塔(頂)帶機(jī)運(yùn)行的牢靠性。2.1 混凝土拌和設(shè)備4個(gè)混凝土拌和系統(tǒng),共7座攪拌樓,常態(tài)常溫混凝土總生產(chǎn)力量為1960m3/h。各拌和樓均能生產(chǎn)7冷混凝土。(1)布置在基坑下游79m高程拌和系統(tǒng)設(shè)置2座4×4.5m3自落式拌和樓,每座樓生產(chǎn)力量為320m3/h。此系統(tǒng)主要供應(yīng)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(tǒng)設(shè)置2座拌和樓。4×6m3自落式拌和樓生產(chǎn)力量為320m3/h,4&

5、#215;3m3自落式拌和樓生產(chǎn)力量為240m3/h。此系統(tǒng)主要供應(yīng)泄洪壩段1#5#壩段、導(dǎo)墻壩段及左廠壩段11#14#壩段混凝土。(3)布置在左非泄洪流壩段下游120m高程拌和系統(tǒng)設(shè)置2座4×3m3自落式拌和樓,生產(chǎn)力量為2×240m3/h。此系統(tǒng)主要供應(yīng)左非泄洪流壩段及左廠1#10#壩段混凝土。(4)布置在左岸進(jìn)廠房大路左側(cè)82m高程拌和系統(tǒng)設(shè)置1座4×3m3自落式拌和樓,生產(chǎn)力量為240m3/h。此系統(tǒng)主要供應(yīng)左岸廠房混凝土。2.2 混凝土澆筑設(shè)備主要設(shè)備有6臺(tái)塔(頂)帶機(jī),塔帶機(jī)與拌和樓連接的6條總長(zhǎng)3800m的膠帶混凝土輸送線,4臺(tái)胎帶機(jī),7臺(tái)MQ200

6、0型高架門機(jī),2臺(tái)25t擺塔式纜索起重機(jī),1臺(tái)K1800型塔式起重機(jī),1臺(tái)MQ6000型門機(jī),2臺(tái)300t履帶吊。(1)泄洪壩段 在壩軸線下游76m順壩軸線方向布置4臺(tái)塔帶機(jī),主要用于該部位的混凝土澆筑,在壩軸線下游121 m順壩軸線45m高程的軌道上布置1臺(tái)K1800型塔吊和1臺(tái)MQ2000型高架門機(jī)。其工作任務(wù)是,前期幫助混凝土施工,后期以吊裝金屬結(jié)構(gòu)為主。(2)廠房壩段 壩軸線下游44 m順軸線布置2臺(tái)頂帶機(jī),主要用于左廠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(tái)MQ2000型門機(jī),特地用于 輸水壓力鋼管和水輪發(fā)電機(jī)埋設(shè)件的吊裝。(3)廠房部位 在廠

7、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(tái)MQ2000型高架門機(jī),用于左岸廠房部位的混凝土施工。(4)纜索起重機(jī)的布置 2臺(tái)擺塔式纜索起重機(jī)為廠壩其次階段工程施工供應(yīng)了一個(gè)空中走廊,主塔設(shè)在左非泄洪8#壩段185m高程上,副塔設(shè)在導(dǎo)流明渠縱向圍堰壩段160m高程頂部,跨度1416m,在壩軸線長(zhǎng)度方向可掌握整個(gè)廠壩其次階段工程的長(zhǎng)度,寬度可掌握從壩軸線以上15m至壩軸線以下65m,即2臺(tái)纜機(jī)可掌握上下游方向80m寬度且在工作區(qū)域?qū)挾确较蛳嗷ゴ罱?0m。(5)公用設(shè)備 其次階段工程廠壩部分分3個(gè)標(biāo)段,由3個(gè)施工企業(yè)負(fù)責(zé)施工。4臺(tái)胎帶機(jī)、2臺(tái)300t履帶吊等業(yè)主擁有的移動(dòng)性強(qiáng)的

8、設(shè)備不固定在一個(gè)標(biāo)段使用,依據(jù)施工需要可敏捷調(diào)配。三.大壩混凝土快速施工倉(cāng)面配套及工藝采納塔(頂)帶機(jī)澆筑混凝土,其澆筑強(qiáng)度將成倍地提高,因此,對(duì)澆筑倉(cāng)面各項(xiàng)資源配置無(wú)論是容量還是數(shù)量都將明顯增加,對(duì)倉(cāng)面組織管理水平的要求也將顯著提高。3.1塔(頂)帶機(jī)澆筑的倉(cāng)面配套3.1.1倉(cāng)面設(shè)備配套(1)平倉(cāng)機(jī):一般每1個(gè)塔(頂)帶機(jī)澆筑倉(cāng)配置1臺(tái)平倉(cāng)機(jī)和平倉(cāng)鏟,死角部位輔以人工平倉(cāng)振搗。(2)振搗機(jī):對(duì)于素混凝土或鋼筋不太多的混凝土澆筑倉(cāng),通常配備1臺(tái)8頭平倉(cāng)振搗機(jī)加34部手持式振搗棒或者1臺(tái)5頭平倉(cāng)振搗機(jī)加45部手持式振搗棒。對(duì)于鋼筋特別密集或有水平鋼筋網(wǎng)和過流面等比較特別的倉(cāng)位,振搗要求比較高,一

9、般不配平倉(cāng)振搗機(jī),直接配58部手持式振搗棒用人工振搗。(3)噴霧機(jī):在高溫季節(jié)澆筑混凝土?xí)r,每倉(cāng)配備23部搖擺式噴霧機(jī)。3.1.2倉(cāng)面人員配套(1)施工人員應(yīng)根據(jù)倉(cāng)位狀況進(jìn)行合理配置,一般素混凝土倉(cāng)、少筋混凝土倉(cāng)配備812人,多筋混凝土倉(cāng)、水平鋼筋網(wǎng)倉(cāng)、過流面混凝土倉(cāng)配備1116人。(2)倉(cāng)面配備值班木工、鋼筋工、預(yù)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(biāo)識(shí)牌。(3)倉(cāng)面上配置專人分散集中的粗骨料。3.1.3 倉(cāng)面工具配套(1)每個(gè)澆筑倉(cāng)至少配置2桶、2瓢、3鍬用以倉(cāng)面處理。(2)為防止混凝土澆筑過程中的骨料分別及骨料集中現(xiàn)象,每個(gè)澆筑倉(cāng)至少配備2把專用耙(3)配備2

10、3只真空吸水管,用以隨時(shí)吸除倉(cāng)面的混凝土泌水或集水。(4)配備2臺(tái)灑水器,用以收倉(cāng)后對(duì)倉(cāng)面灑水養(yǎng)護(hù)。3.1.4 其它器材設(shè)施配套(1) 在混凝土開倉(cāng)前,保證風(fēng)、水、電通暢。(2) 采納平鋪澆筑法施工時(shí),澆筑倉(cāng)應(yīng)預(yù)備保溫被待用,隨著平倉(cāng)振搗的進(jìn)展,準(zhǔn)時(shí)掩蓋保溫被,保溫被之間應(yīng)有10cm的搭接長(zhǎng)度,以確保保溫效果。(3) 雨季施工時(shí),倉(cāng)面配有彩條布和鋼筋等材料,搭設(shè)活動(dòng)防雨棚等。3.1.5倉(cāng)面組織管理為保證塔帶機(jī)澆筑混凝土一條龍正常運(yùn)行,需建立一個(gè)組織嚴(yán)密、運(yùn)行高效、信息反饋準(zhǔn)時(shí)的倉(cāng)面組織管理系統(tǒng)。(1)綜合協(xié)調(diào)系統(tǒng):對(duì)混凝土一條龍施工供應(yīng)技術(shù)、質(zhì)量、平安、機(jī)電設(shè)備保障,確定拌和樓、澆筑手段及開倉(cāng)

11、時(shí)間,協(xié)調(diào)澆筑過程中消失的各種沖突,組織處理突發(fā)事情。(2)澆筑系統(tǒng)(倉(cāng)面指揮):倉(cāng)面指揮由澆筑隊(duì)長(zhǎng)擔(dān)當(dāng),負(fù)責(zé)澆筑倉(cāng)面的組織指揮,對(duì)倉(cāng)位的要料、下料、平倉(cāng)振搗、溫控、排水等負(fù)責(zé),確?；炷翝仓|(zhì)量。(3)操作系統(tǒng):由調(diào)度室負(fù)責(zé)組織、協(xié)調(diào),確保各操作系統(tǒng)正常運(yùn)行,拌制合格的混凝土,并使混凝土精確、快速入倉(cāng)。3.2倉(cāng)面工藝設(shè)計(jì)3.2.1設(shè)計(jì)原則倉(cāng)面條帶布置要盡量簡(jiǎn)化,標(biāo)號(hào)切換次數(shù)盡可能少,塔帶機(jī)運(yùn)行線路要短且易于操作,整個(gè)下料過程要易于實(shí)現(xiàn),資源配置要充分,來(lái)料流程要優(yōu)化。3.2.2 澆筑方法及強(qiáng)度要求(1)平澆法:該方法適合于塔帶機(jī)高強(qiáng)度、快速運(yùn)輸混凝土的特點(diǎn),在低溫季節(jié),除倉(cāng)面鋼筋特殊多、結(jié)構(gòu)

12、特殊簡(jiǎn)單部位外,均采納平澆法澆筑。在高溫季節(jié)對(duì)于倉(cāng)面面積小于500m2采納塔帶機(jī)入倉(cāng)時(shí),亦采納平澆法施工,澆筑時(shí)鋪層厚度可根據(jù)3555cm下料。 (2)臺(tái)階法:對(duì)于倉(cāng)面面積大、鋼筋密集、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的倉(cāng)位,經(jīng)監(jiān)理批準(zhǔn)后可使用臺(tái)階法澆筑,以滿意溫控及掩蓋前混凝土不初凝等條件要求。臺(tái)階的一次鋪料寬度掌握在810m以上,接頭部位臺(tái)階寬度不小于34m。3.2.3 倉(cāng)面設(shè)計(jì)的內(nèi)容倉(cāng)面設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)格式包括以下內(nèi)容: 倉(cāng)面狀況,包括倉(cāng)面所在壩段、壩塊、高程、面積、方量、混凝土級(jí)配種類要求,倉(cāng)位施工特點(diǎn)等;倉(cāng)面估計(jì)開倉(cāng)時(shí)間、收倉(cāng)時(shí)間、澆筑歷時(shí)、入倉(cāng)強(qiáng)度、供料拌和樓;倉(cāng)面資源配置,包括機(jī)具、工具、材料、人員數(shù)量要求;倉(cāng)

13、面設(shè)計(jì)圖,圖上標(biāo)明混凝土分區(qū)線,混凝土種類標(biāo)號(hào),澆筑挨次等;混凝土來(lái)料流程表;對(duì)倉(cāng)面特別部位如止水、止?jié){片四周、鋼筋密集、過流表面等重要部位指定專人負(fù)責(zé)混凝土澆筑質(zhì)量工作;對(duì)特殊重要部位,必需編制特地的施工措施;倉(cāng)面“澆筑狀況評(píng)述”,收倉(cāng)后,由質(zhì)檢人員和監(jiān)理工程師對(duì)該倉(cāng)混凝土澆筑狀況進(jìn)行簡(jiǎn)要評(píng)述,對(duì)可能存在的澆筑質(zhì)量問題提出處理看法。倉(cāng)面設(shè)計(jì)由澆筑單位提出,一式六份,經(jīng)監(jiān)理批準(zhǔn)后除班長(zhǎng)、質(zhì)檢員及監(jiān)理隨身帶外,還應(yīng)視狀況復(fù)印送給有關(guān)部門(如拌和樓試驗(yàn)室、塔帶機(jī)操作人員等)。3.3 塔(頂)帶機(jī)澆筑新工藝混凝土快速優(yōu)質(zhì)施工,給澆筑工藝提出了更新更高的要求,因此,除對(duì)模板工藝、鋼筋工藝、預(yù)埋工藝外,

14、對(duì)很多傳統(tǒng)工藝進(jìn)行了改革。3.3.1供料工藝(1)供料皮帶上設(shè)置遮蓋或保溫措施。(2)建立有效的樓(拌和樓)帶(供料皮帶)機(jī)(塔帶機(jī))倉(cāng)(澆筑倉(cāng))之間的通訊聯(lián)系或自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)。(3)皮帶卸料處設(shè)置擋板、卸料導(dǎo)管和刮板,以避開骨料分別和砂漿損失。(4)塔帶機(jī)輸送系統(tǒng)裝置沖洗設(shè)備,卸料后準(zhǔn)時(shí)沖洗供料皮帶上所粘附的水泥砂漿。沖洗時(shí)實(shí)行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(jī)澆筑四級(jí)配混凝土?xí)r,為便于塔帶機(jī)運(yùn)輸,第一層層面處理一般不實(shí)行傳統(tǒng)的水平層面鋪砂漿的方法,而改用小級(jí)配混凝土或同強(qiáng)度等級(jí)的富砂漿混凝土。詳細(xì)為:迎水面至排水管前緣區(qū)域,采納20cm厚二級(jí)配混凝

15、土;其余部位(包括中塊)采納三級(jí)配富砂漿混凝土,層厚為一個(gè)澆筑坯層,約40 cm。(2)布料方向與次序:當(dāng)平澆法澆筑時(shí),迎水面?zhèn)}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(cāng)位視倉(cāng)面狀況確定起始下料點(diǎn);基巖面、凸凹不平的老混凝土面及斜坡上的倉(cāng)位,由低到高鋪料;倉(cāng)內(nèi)采納多種標(biāo)號(hào)混凝土?xí)r,原則上先高標(biāo)號(hào)后低標(biāo)號(hào)的下料挨次,保證高標(biāo)號(hào)區(qū)達(dá)到設(shè)計(jì)寬度要求;有廊道、鋼管或埋件的部位,卸料時(shí),廊道、鋼管兩側(cè)均衡上升,其兩側(cè)高差不得超過鋪料的層厚。當(dāng)采納臺(tái)階法澆筑時(shí),從塊體短邊一端向另一端鋪料,邊前進(jìn)、邊加高,逐步推動(dòng)并形成明顯的臺(tái)階。澆筑壩體迎水面?zhèn)}位時(shí),實(shí)行順壩軸線方向鋪料。

16、(3)鋪料厚度與寬度:鋪料厚度視混凝土入倉(cāng)速度、鋪料允許間隔時(shí)間和倉(cāng)位大小打算。勞動(dòng)組合、振搗器工作力量等要滿意澆筑的需要,必需保證下層混凝土初凝之前掩蓋上一層混凝土。采納平澆法時(shí),鋪料層厚度一般采納50cm;采納臺(tái)階法澆筑時(shí),鋪料層厚度一般采納50cm。對(duì)于升層高度1.5m的倉(cāng)位,鋪料寬度取1012 m;對(duì)于升層高度2.0m的倉(cāng)位,鋪料寬度取810m,臺(tái)階寬取23m。3.3.3下料和振搗工藝對(duì)沒有鋼筋的倉(cāng)面,塔帶機(jī)下料時(shí),下料導(dǎo)管卸料口距倉(cāng)面應(yīng)不大于1.5m,并勻稱移動(dòng)布料,堆料高度不宜大于1.0m,以免骨料分別。布料條帶清楚,并有足夠?qū)挾?。在模板四周布料時(shí),卸料點(diǎn)與模板的距離保持在11.5

17、m,人工分散粗骨料后,再用平倉(cāng)機(jī)將混凝土就位。在止水、止?jié){片和預(yù)埋件部位布料時(shí),嚴(yán)禁下料導(dǎo)管直接下料,由人工送料填滿。在進(jìn)行水平鋼筋網(wǎng)澆筑層混凝土下料時(shí),盡量降低下料高度,一次卸料的堆料高度掌握在50cm以下,澆筑坯層厚度不大于30cm。豎向鋼筋部位卸料時(shí),卸料部位應(yīng)離開鋼筋0.50.8m,并加強(qiáng)人工平倉(cāng)。臺(tái)階法澆筑時(shí),平倉(cāng)振搗機(jī)站在中間(其次層)的臺(tái)階上,掩蓋范圍比較抱負(fù);平層法澆筑時(shí),平倉(cāng)機(jī)一般站在層面上,緊跟下料接頭,隨時(shí)下料,隨時(shí)振搗?；炷翝仓?yīng)先平倉(cāng)后振搗,嚴(yán)禁以振搗代替平倉(cāng)。振搗時(shí)間以混凝土粗骨料不再顯著下沉,并開頭泛漿為準(zhǔn),以避開欠振或過振。 使用塔(頂)帶機(jī)澆筑的大倉(cāng)位,應(yīng)配

18、置振搗機(jī)振搗。使用振搗機(jī)時(shí),振搗棒組應(yīng)垂直插入到混凝土中,振搗完應(yīng)漸漸拔出;移動(dòng)振搗棒組,應(yīng)按規(guī)定間距相接;振搗第一層混凝土?xí)r,振搗棒組應(yīng)距硬化混凝土面5cm。振搗上層混凝土?xí)r,振搗棒頭應(yīng)插入下層混凝土510 cm;振搗作業(yè)時(shí),振搗棒頭離模板的距離應(yīng)不小于振搗棒的有效作用半徑。3.3.4 養(yǎng)護(hù)工藝(1)長(zhǎng)期流水養(yǎng)護(hù):依據(jù)現(xiàn)行水工混凝土施工規(guī)范,混凝土澆筑后養(yǎng)護(hù)時(shí)間一般為14d,重要部位養(yǎng)護(hù)到設(shè)計(jì)齡期;但三峽工程提出了更高的要求,主體工程普遍實(shí)行了長(zhǎng)期流水養(yǎng)護(hù)。針對(duì)這一要求,再采納傳統(tǒng)的人工灑水養(yǎng)護(hù)工藝已不能滿意要求,必需推行新的養(yǎng)護(hù)工藝。旋噴灑水養(yǎng)護(hù)適合于28d以內(nèi)的較長(zhǎng)間歇期倉(cāng)面養(yǎng)護(hù)。方法是在澆筑倉(cāng)面按肯定間排距d設(shè)置360°旋轉(zhuǎn)式噴水嘴,若噴水嘴噴射幅度為B(m)則取d=0.8 B保持旋噴嘴始終不停地工作,即可做到長(zhǎng)流水養(yǎng)護(hù)。噴淋管(花管)養(yǎng)護(hù)適合于正常上升倉(cāng)位的四周垂直面或長(zhǎng)間歇期倉(cāng)面養(yǎng)護(hù)。方法是沿倉(cāng)位邊線在模板上口(用于對(duì)倉(cāng)面養(yǎng)護(hù))或支腿(用于對(duì)側(cè)立面養(yǎng)護(hù))上鋪設(shè)花管。(來(lái)自:)所謂花管即在管壁上勻稱布鉆一排細(xì)孔的口寸鋼管,使用時(shí),將管兩端封堵,水霧通過細(xì)孔噴出,