施工机械在水利行业应用的现状与发展趋势.pdf

维普资讯 li可实现快速施工， 大大缩短了水电站 _ i 建设工期， 节约了投资。 l l 二、 起重运输机械 l1 水电站大坝建设中吊运 、 输送混 lllli凝土的施工设备是起重运输机械， 一 般使用 高架 门座起重机 、 缆索起重 机 _ i和连续式混凝土快速布料设备等。 _ l 1 1 高架门座起重机 -i 件和地质地形条件的限制， 工程设计 工 程 建 设 l 部 门 在 施 工 设 计 方 案 中 多 采 用 缆 机 i n f o n 毒 l耄 i ： l l 1 方 案 。 目 前 确 定 使 用 缆 机 施 工 的 有 ： e l 。 。 小湾电站采用5 台3 妣平移缆机作为 e m a i l： ) (c c h in a w a t e r c o mc n l 主要的浇注设备， 构皮滩电站拟采用 3台 3 0 t 平移缆 机 ，溪洛 渡电站拟采 _i 在水电建设工地上 使用的高架 门机 主要 机型有 d mq 5 4 0 - 3 0型 、 mq 6 o o - 3 0型 、 mq 9 0 0型 、 m q1 2 6 0 6 0 型、 mq1 8 0 0型 、 mq 2 0 0 0型等。 这些设备的共同特点是： 起 重臂的铰点高度较高 ， 起重臂长 ， 起 升高度大。采用高承 l 载能力的滚道支承或多排滚子回转支承，可实现 3 6 0 。 全 _i 回转， 并可根据工地混凝土浇注情况， 进行 3 m 3 混凝土吊 罐或 6 m 3 混凝 土 吊罐的浇注作业 。为配合水 电站建设对 l lj混凝土施工的大方量、 高强度要求， 高架门座起重机正向 大起重量 、 大幅度 、 提高工作平稳性 的方 向改进 。考虑提 ll 1高的还有电气控制水平，采用变频技术提高整机的可靠 1 性 、 先进性。 _1 2 缆索起重机 i 缆索起重机( 以下简称缆机) 是水利水电工程混凝土大 i 坝施工中的主要施工设备。 l l j 与水电工程建设传统的门机、 塔机及高架门机的栈桥 li施工比较 ， 缆机施工具有下列优点： 1 无需架设横跨两岸的施工栈桥，省去栈桥费用， 也 l l l i避免了栈桥施工中的许多麻烦。 _l 缆机操作时与地面上其他施工机械的工作互不干 _ i 扰， 对于高坝也不存在需要分期架设高、 低栈桥的问题， 施 l l j工布设较易解决。 lli 缆机从工程初期投入使用后，一般可以工作到完 _ i 工， 且不需在汛期停止工作或撤出。 l 缆机具有较高的起升、 下降及小车运行速度( 横移 l i速度) ， 因而其工效一般比门机、 塔机高得多。 j 工程初期， 还可利用缆机作为两岸间的交通手段。 我国在2 0 世纪7 0 年代以前使用缆机较少， 缆机真 i正成为大坝施工的主力设备是在刘家峡、 乌江渡等工程 的施工 中，三 峡工程使用 了德 国 p wh公 司设计 的摆塔 1式缆机。据不完全统计， 我国在大中型水利水电工程建 设使用 的缆机不 下 4 0台 ， 其 中国产 的有 2 8台 ， 引进 的约 l l 为 1 5台。 1 随着我国西部大开发战略的实施，一些大型水利水 电工程将开工建设， 其中大部分属于峡谷电站。 受施工条 用 3台 3 0 t 平移缆 机 ， 拉西 瓦电站拟采用 4台 3 0 t 平移缆 机 ， 官地水电站拟采用 3台 3 0 t 平移缆机 。另有 一些水 电 站根据 工程 规模 和施 工条件 拟采 用 2 0 t 缆 机进行 施工 ， 如索风营水 电站等 。 国产缆机和国外缆机相 比还存在一定差距 ，主要表现 在 ： 机型种类较少 ， 对新机型设计经验不足 ， 同类 机种重量 较重， 工作索的使用寿命较短 ， 电气设备和元器件的质量 及控制系统 的先进性较差等 。 目前 国产缆机 正向大跨 度 、 高速 、 大起重量 的方向发 展 。缆机最 大跨 度可 达 8 0 0 1 0 0 0 m， 吊钩扬 程 可达 6 0 0 多 m， 吊钩起 升 速度 高达 1 5 0 m m i n ， 小车 横 向速 度可 达 5 0 0 m m i n ， 起重量从 l o t o m 3 混凝 土吊罐) 、 2 0 t ( 6 m 3 混凝 土 吊罐) 发展到 3 0 t ( 9 m 3 混凝 土 吊罐) 。特别 应该提 到 的是 ， 3 0 t 缆机将是今 后一个 阶段我 国水利水 电建设 采用较 多 的机型 ， 是我 国缆机发展 的必然趋势 。 3 连续式混凝土快速布料设备 连续式 混凝 土快速 布料装备 ( 以下简称塔式 皮带布 料 机或塔带 机 ) 浇 注系统 是世界 2 0世 纪 9 0年代混凝 土 工程施工快速浇注 的主要设 备 ，它替代 了传统混凝 土浇 注 中使用 的臂架式起 重机 和缆索起重机等设备 ，提高了 混凝土 的浇注效率 和浇注质 量 ，是一种很有发展 前景的 新 型混凝 土浇注机 械。 目前我 国水利 水电工 程混凝土浇注施工 主要 采用 各 种起重机逐罐 吊运混凝土 的方式。黄河小浪底工 程和长 江三峡工程 引进塔带机 系统 ，促使一种新 的施工技术 和 设备进入我 国的水利水 电建设工程。三峡大坝浇 注施 工 中引进 的 6台国外塔带机 ，月混 凝土浇 注量 始终保持 在 4 0万 1 11 以上 ， 在大坝建设 中发挥 了关键作用。 美 国 r o t e c公 司开发 的塔带 机参与 了世 界各地 5 0 多个大型水利水电工程的建设。日本石川岛播磨株式会 社研制 的独特 的高倾 角输送 机应用于大坝建设 ，效果 良 好。法国 p o t a i n公司与 日本三菱公司合作开发的塔带 机系统也达到了国际先进水平 ，其提供的 m d 2 2 0 0型塔 带机在三峡工程施工 中运行情 况 良好 。我 国对塔 带机的 研制 尚处于初始 阶段 。 水 利部 已将连续 式混凝 土快速 布 料装 备研制 列入 国家重 大技 术装 备研制 项 目， 组 织力 量 维普资讯 2 0 0 4 年 是 南水 北 调 工 程进 入 全 面建设 的一年。按照南 水北调工程总 体规划 ， 东线 和 中线一 期工程 总投资 为1 5 4 8 亿元，工程蕴涵着 巨大的商 机 。据 水利专 家分 析 ， 其 中将 用于南 水 北调 工程 机 械设 备 的投 资就 达9 3 t 程 建 设 、 nf or a ll 鼍 蕞 ht t p： www ch i n a wa t e r c 0 m o n e- mai i ： x x cch i n a wa t e r c 0 m on 亿 元 ，每 年可 拉动 工程 机械行业 增 长在 1 5 个 百分点 以 上 这对 于机械行业 和机 械制造企业无疑是一 个利好消 的洪泽湖 、 骆 马湖 、 南 四湖 、 东平湖等 湖泊进行整修加固，对黄河以北天津 市的团泊洼和河北省 的千顷洼进行扩 建 ， 并新建河北 省的大浪花淀和浪洼 ， 包括利用天津市北大港水库。 1 泵站枢纽 以蒋坝泵站枢纽为例 ，该泵站水力机 械及主要辅助 设备有 大型水泵 、 大型电机 、 供 水泵 、 排水 泵 、 油压装 置 、 南水北调工程机械设备需求 息 。那么 ， 南水北调工程需要哪些机械设备 呢? 南水北 调东 、 中 、 西 三线 的地 理环境 悬殊 ， 工程设计 也不 一样 ， 因此各线对机械设备 和技术 的需求各有侧重 。 东线工程 东线工程 最高处 东平 湖蓄水位 与抽水位之差 为4 0 m， 共需建l 3 个梯级泵站 ， 总扬程6 5 m 。 东线工程主要包括输水 工程 、 蓄水工程和供电工程 ， 其 中输水工程包括河道工程 、 泵站枢纽 工程 、 穿黄河工程 ； 蓄水工程 主要是对 黄河 以南 口张 昊 储油罐、 齿轮油泵、 压力滤油机、 贮气罐 、 低压空压机、 高 压空压机 、 高压贮油罐 、 电力通 风机 、 泵房通风机 、 桥式起 重 机等 ； 电气设 备主要 有变 电所 设备 ， 高 低压 开关柜 ， 控 制 、 保护及测量装 置等 ； 金属 结构方面主要有 闸门及启闭 设 备 。主要 的施工机 械设备 有d 2 0 0 k w- t 、 d 3 0 o k w- t 柴 油发电机组 ， 2 5 t 汽车起重机 ， 皮带机等 。 2 河道工程 以大汕子至金湖段河道工程 为例 ，河道开挖 采用绞 进行科 技攻 关 ， 努力 实现 塔带 机 国产化 ， 这 必将 改变 我 国传 统 的混凝 土施 工方 法 ，对加 快今 后 大中 型水利 水 电枢纽 工程 的建设具 有十 分重大 的意义 。 三、 引水 隧洞 开挖机械 水 电站建 设需 要开挖许 多引水隧洞，除传统 的钻爆 法施 工外， 目前 国 内外 大多 采用盾 构 机 ( t b m) 进行 一次 性成洞开挖 。 我 国水 资 源分 布不 均 ， 北 方 水资 源严 重短缺 ， 西南 方 比较 丰富 ， 因此 进行 跨流 域调 水非 常必 要 ， 这不 可避 免会遇到大型引水隧道的施工问题 ， t b m施工是其最 佳手段。据不完全统计 ， “ 十五” 期间及其后一个时期， 我 国调水工程涉及的隧洞累计长度将超过 8 0 0 k m， 按照单 台 t b m 经济施 工 长度 1 5 k m进 行 预测，需 求量 约 为 5 0 余台。南水北调西线工程位于青藏高原东南部 ， 是从长 江上游 干支 流调 水入 黄 河上 游 的跨流 域调 水 的重大 工 程 ， 工 程总 调 水量 1 7 0亿 m ， 隧 洞 累计 总 长 度 4 7 7 k m。 这些隧洞穿越的地层地质多为断层破碎带 ， 且地处高寒 缺 氧地 区， 不适 宜重 体力 劳动 ， 采用 t b m 法施工 较 为适 宜 。我 国在 “ 十 五” 期 间及 未来 1 0年 中 ， 铁路 、 地 铁 、 公 路 、市政建设 工程都需 要大批各 类型 t b m，因此 ， t b m 在我 国具有广 阔的市 场前景 。 盾构 机 已有 1 0 0多年 的历 史， 目前 ， 在 世界范 围 内的 t b m市场主要被美国罗宾斯( r o b b i n s ) 公司 、 德国维尔 特( wi r t h ) 公司、 奥地利奥钢联( v o e s t a l p i n e ) 及德国 德马克( d e ma n g ) 公司等几家制造商的产品所占领。 我 国对 t b m 的研究从 1 9 5 8年就 开始 了，但 由于受 技术条件、 经济条件及过去计划经济体制的限制 ， 发展 缓慢。1 9 6 6年我国研制出第一台全断面隧洞掘进机后 ， 国内共 9个厂 家先后设 计 制造 了 1 9台掘进 机 ， 1 7台投 入 使 用 ，涉 及 工 程 项 目 2 1个 ，掘 进 累计 总 长 只 有 1 8 5 k m。与国外掘进 机相