浅谈几种碾压混凝土重力坝快速入仓技术

作者：吴都督

（中国水利水电第八工程局有限公司  湖南  长沙  410004）

摘要：我国内地对碾压混凝土筑坝技术研究始于1978年， 1994年我国建成当时世界上最高的贵州普定碾压混凝土拱坝，坝高75.0m；2009年建成的龙滩水电站碾压混凝土坝，坝高突破200 m，坝高和碾压混凝土方量均居世界第一。如何在保证质量安全的前提下，充分发挥碾压混凝土快速施工的优势，是目前水电工程施工研究的重点。工程技术人员根据工程特点及实际情况，合理布置入仓通道，多种技术结合实现快速入仓，保证 “粮道”的畅通，才能为大坝快速上升创造条件。

关键词： 重力坝 拌和楼  自卸车  满管  胶带机

中图分类号：TV52                      文献标识码： A   

前言

我国内地对碾压混凝土筑坝技术研究始于1978年， 1994年我国建成当时世界上最高的贵州普定碾压混凝土拱坝，坝高75.0m；2009年建成的龙滩水电站碾压混凝土坝，坝高突破200 m，坝高和碾压混凝土方量均居世界第一。近年来，我国碾压混凝土重力坝筑坝技术已经相当成熟，坝高破百米十分普遍。如何在保证质量安全的前提下，充分发挥碾压混凝土快速施工的优势，是目前水电工程施工研究的重点。

1 “拌和楼+胶带机+”直接入仓技术

“拌和楼+胶带机+”直接入仓技术，一般适用于大坝坝肩有能够布置拌和系统的平台的水电站工程，该技术主要用于解决碾压混凝土自卸汽车运输问题，同时可降低成品混凝土的各种损耗。

该技术曾在龙滩水电站、思林水电站以及溪洛渡水电中得以应用，其中思林水电站整个大坝77万m³碾压混凝土都采用该技术。右图一为思林水电站拌和系统平面布置图。

思林水电站混凝土生产系统充分利用大坝右岸地形，根据结构需要及场地将不同结构分别为EL500.0m、EL480.0m、EL452.0m三个平台上。在EL500.0m平台上布置一个变电所；外加剂车间(外加剂池上部为外加剂配制室)、一次风冷料仓、一次风冷车间、水泵房布置在高程EL480.0m平台； 2座混凝土搅拌楼、二次风冷车间（在车间上布置1个变电所）、6个胶凝材料储罐、混凝土实验室等设施及办公调度楼等布置在高程EL452.0m平台。利用右岸地形形成“拌和楼+胶带机”直接入仓系统：1#拌和楼Þ胶带机Þ中间料斗Þ真空溜管Þ胶带机Þ仓面。

“拌和楼+胶带机+”直接入仓技术，有效解决了一些水电站中施工道路受限，无法直接采用自卸汽车入仓的施工难题。通过采用“拌和楼+胶带机+”直接入仓技术，极大简化了入仓流程，减去了一般需要自卸汽车进出拌和系统，拌和楼下接料、等料的时间。高峰期时，拌和楼可直接根据仓面需求量连续生产混凝土，无需等待时间，大大提高拌和楼利用率和产量。

图二：思林水电站采用“拌和楼+胶带机+”技术入仓

2 自卸汽车入仓技术

自卸汽车入仓技术是碾压混凝土施工最常用的技术之一，具有简单、快速、方便、保障率高等特点，一般适用于基坑往上20m以内或者有马道（宽度大于5m）直接连接坝体的部位。采用自卸汽车入仓，汽车轮胎冲洗处应设置符合要求的洗车槽等冲洗设施，距入仓口必须有不少于30m的脱水距离，坝体外进仓道路铺成碎石路面，并冲洗干净、无污染。自卸汽车入仓技术，一般采用封仓块（预制件通常高30cm）替代模板堆放在入口部位，利用仓面内平仓碾压的时间坝体每上升30cm前完成仓面外入仓道路的填筑。施工后期将埋入的封仓块凿出，然后对入仓口混凝土进行缺陷修复处理。

对于外观结构有特殊要求，不允许采用封仓块兼道路作为跨仓模板的，可采用跨仓钢栈桥的方式入仓，跨仓部位采用小钢模做模板。如鲁地拉水电站，河床坝段1120m高程以上区域采用自卸汽车从坝前临时入仓道路直接运输混凝土入仓。坝前临时入仓道路和河床坝段仓面之间采用入仓钢栈桥进行连接过渡。钢栈桥立柱分为两种类型，编号分别为Ⅰ型、Ⅱ型。最初先安装Ⅰ型立柱（安装高程为1125m），当混凝土往上浇筑至一定的高度后，再在Ⅰ型立柱上搭焊Ⅱ型立柱，以此类推，Ⅰ型、Ⅱ型立柱交替搭焊上升，直至大坝上升至1165m高程，整个上升45m高，全部采用自卸汽车+钢栈桥入仓技术。“自卸汽车+钢栈桥”入仓技术，难点在于入仓口立模、钢栈桥吊装处理上，重点需要控制钢栈桥占压区的碾压混凝土施工质量。

图三：鲁地拉水电站采用“自卸汽车+跨仓钢栈桥”技术入仓

3 满管入仓技术

满管入仓技术是在真空溜管入仓技术思路上发展演变而来的一种新型入仓技术，最先满管采用直径约600mm的圆管制作而成，后来直径增大至1000mm。考虑结构制作等因素，后来常用厢式满管替代圆形满管，常用断面尺寸为800mm或者1000mm的正方形，单节长1.5m，便于拆卸、安装及更换。近年来，水电施工中满管应用比较广泛，主要用于坡度大于60°的坝型结构。

大华桥水电站坝高103m，最低开挖高程1378.00m，左右岸边坡较陡，开挖坡度在1：0.15~1：0.3。结合大华桥边坡实际地形特点，左岸1396.00m~1410.00m高程区域采用“1#满管+胶带机+短满管”入仓，左岸1410.00m~1430.00m高程区域采用1#满管入仓，左岸1430.00m~1481.00m高程区域采用3#满管入仓。由于右岸峡谷边坡较陡、右岸马道宽度窄，无法直接通过胶带机等转料接力，施工时直接从右岸坝顶1481高程往下安装两条满管，满管长度达到过102m，最终满足了右岸1396.00m~1481.00m高程区域混凝土入仓要求。整个大华桥水电站80%碾压混凝土采用“满管+”入仓技术，满管入仓具有输送能力强、VC值损失小、高落差骨料分离情况少等优点。满管施工控制要点在于“满”字，混凝土输送时要时刻保持满管内满的状态，从而减少骨料分离。一套满管系统一般采用“料斗+液压弧门+满管+出口液压弧门”的双弧门控制系统，来控制满管内骨料状态。实践经验证明，满管系统一定要保持平顺，弯折结构部位容易堵料，从而造成效率降低。

图四：大华桥水电站采用“满管+”技术入仓

4 胶带机入仓技术

相对于以上几种技术，胶带机入仓技术较为简单，具有灵活多变、因地制宜、随性百搭等优点，可作为以上几种技术的补充应用。正是胶带机入仓技术的多样性，胶带机种类也比较丰富。经过工程实践经验，胶带机皮带宽度一般为600mm ~1200mm，胶带机的角度一般不宜大于13°（角度过大后容易骨料分离）；另外两条胶带机使用接力过程中，落差一般不大于3m，大落差接力次数不宜超过2次；自卸车在胶带机下接料时，最大落差不超过12m，胶带机使用过程中常常有容易骨料分离、VC值损失大、温度回升快等缺点。正是由于胶带机存在以上局限性和缺点，所以后期一些工程不断改进，推广新型能够适应大角度的胶带机系统进行施工。

如缅甸 YEYWA 水电工程的应用的胶带机自动爬升系统，胶带机总长557m，共有5条胶带机组成。

整个系统由皮带机、立柱、爬升套架、液压系统、电控部分、温控系统、辅助系统组成，直接从拌和楼入仓至仓面（拌和楼+胶带机技术），每条皮带机可在立柱上根据仓面高程在保证坡度的情况调整自身高度从而满足仓面不断升高的入仓要求。利用这种自动爬升系统胶带机解决了胶带机使用时角度不够，这种胶带机自动爬升技术在国内某电站投标时计划进行运用中，但最终由于胶带机维护困难、爬升难度大、胶带机角度过大、安全因素等原因，实际施工过程中取消了应用。这种类型的胶带机施工，需要根据工程具体情况进行分析，一般投入较大，运行操作、维护均存在难度，需要熟练的胶带机运行管理班组来使用。

图五：缅甸 YEYWA 水电工程胶带机自动爬升系统     图六：某水电站投标计划应用的顶升胶带机系统

在国内水电工程中，常用的还有一类新型的大倾角波状挡边带式输送机，其结构原理是在平形橡胶运输带两侧粘上可自由伸缩的橡胶波形立式“裙边”，在裙边之间又粘有一定强度和弹性的横隔板组成匣形斗，使物料在斗中进行连续输送，输送范围可以几米搞到几十米高。该种大倾角胶带机在格里桥水电站进行了三级配碾压混凝土输送试验，试验证明大倾角胶带机输送的碾压混凝土质量满足设计规范要求。在沙沱大坝10#~12#坝段碾压混凝土施工过程使用了大倾角胶带机系统，该性能参数的大顷角皮带机的输送能力达到了120~160m³/h，平均输送能力140m³/h，能够满足仓面碾压混凝土入仓强度要求。

图七：沙沱大坝大倾角胶带机入仓系统                     图八：沙沱大坝大倾角胶带机运输混凝土

3 总结

兵马未动，粮草先行；兵家作战，补给保障是整个战争的关键。碾压混凝土施工，入仓方式就是整个大坝施工的补给“粮道”，是一个工程施工组织设计重点、难点。目前常用的的入仓手段包含道路填筑自卸汽车直接入仓技术、跨仓钢栈桥技术、仓面内高低路施工技术、胶带机入仓技术、满管入仓技术、满管+胶带机入仓技术、溜管+缓降器入仓技术、固定式布料机、胶带机入仓技术等。工程技术人员根据工程特点及实际情况，合理布置运用以上技术，多种技术结合实现快速入仓，保证 “粮道”的畅通，才能为大坝快速上升创造条件。

参考文献：《混凝土供料线在缅甸 YEYWA 水电工程的应用》 薛磊、谢力行、翟佳、颜小华、李杰明