思林大坝碾压混凝土快速入仓技术研究应用.ppt

大坝碾压混凝土快速入仓技术研究应用 贵州乌江水电开发有限责任公司2008年7月 汇报目录 立项背景 主要研究内容 依托工程 思林水电站简况 碾压混凝土入仓方式研究 关键技术难点 碾压砼入仓技术理论研究 大坝混凝土施工整体规划 大坝碾压混凝土入仓工艺 经济效益和推广应用前景 碾压混凝土坝混凝土入仓主要采用自卸汽车直接入仓 真空溜槽 深槽皮带机 倾斜升降机 塔带机等入仓方式 本项目以思林水电站碾压混凝土重力坝 高117m 为依托工程 研究狭窄河床碾压混凝土快速入仓施工技术 着重解决陡峭岸坡的入仓工艺 采用真空溜管 缓降溜管 水平胶带机等入仓技术 进行混凝土水平和垂直运输一体化的相关研究 一 立项背景 研究狭窄河谷中混凝土快速入仓的施工技术 解决岸坡陡峭的入仓工艺 进行混凝土水平和垂直运输一体化的相关研究 研究缓降溜管的适用范围 研究缓降溜管的设备工艺 着重研究缓降器的结构与分级配置 溜管的布置角度 管径的大小和混凝土输送强度及混凝土质量之间的关系 二 主要研究内容 思林水电站位于贵州省东北部 乌江干流中游 工程以发电为主 兼顾航运 防洪等综合效益 电站正常蓄水位440m 高程 相应库容12 05亿m3 装机容量为1000MW 电站枢纽由碾压混凝土重力坝 左岸通航建筑物 右岸引水发电系统组成 碾压混凝土重力坝最大坝高117m 坝顶高程452m 坝顶全长310 0m 在河床溢流坝段设7孔13 21 5m 宽 高 的溢流表孔 通航建筑物位于溢流坝段左侧 总长1096 64m 通航渠道宽12m 通航渠道底部高程为348 00m 采用枯期断流围堰 隧洞导流的导流方式 思林水电站大坝工程混凝土总量约95 4万m3 其中碾压混凝土方量约77 5万m3 常态混凝土方量约17 9万m3 三 项目依托工程概况 业主 贵州乌江水电开发有限责任公司 设计 中国水电顾问集团贵阳勘测设计研究院 监理 中国水利水电建设工程咨询昆明公司 施工 中国水利水电第八工程局 中国水利水电闽江工程局 坝顶高程452m 坝顶全长310m 坝高117m 地形特点 452平台 328m 350m 334m 360m 335m 350m 下游边坡 坝肩槽 最大高差124m 335m 328m 成品料仓 砂石系统 452平台 350m 施工特点 地形 坝顶452高程 拌和系统 最大高差124m 4 1 方案比较 方案1 自卸汽车直接入仓的运输方案 方案2 塔带机运输方案 方案3 缆机吊罐运输方案 方案4 高速深槽皮带机 真空溜槽 仓面履带式布料机运输方案 方案5 高速深槽皮带机 真空溜槽 仓面自卸汽车的运输方案 方案6 缓降溜管运输方案 四 碾压混凝土入仓方式研究 4 2 关键技术难点 制约狭窄地区高坝碾压混凝土入仓的主要技术是没有解决碾压混凝土高落差情况下的运输系统布置与解决骨料分离问题 研究陡坡与垂直运输设备 研究百米级垂直运输与水平运输设备一体化的配套工艺 5 1 缓降溜管 缓降溜管是混凝土垂直运输入仓的一项新工艺 它的突出优点在于解决了混凝土的高落差垂直运输难题 五 碾压砼入仓技术理论研究 5 2 型缓降器结构设计 5 2 型缓降器结构设计 5 3 缓降溜管布置角度 随着缓降溜管布置角度增加 在缓降器通道内容易流动 由于缓降器通道是螺旋通道 可以有效减缓混凝土流动速度 对混凝土进行充分拌合 减少骨料分离 单位时间内通过缓降器的混凝土量越多 混凝土的入仓强度越大 混凝土在缓降器内的流动时间越短 使得混凝土的VC值减小 在有条件的情况下 缓降溜管布置角度越接近90 越好 5 4 缓降溜管管径大小 为避免堵塞 缓降器1 4截面正方形的边长必须大于最大石子直径的3 94倍 缓降溜管直径应大于最大石子直径的2 2倍 随着溜管管径D增大 单位时间流过溜管的混凝土就越多 碾压混凝土的入仓强度就越大 混凝土在溜管内的流动时间越短 使得混凝土的VC值减小 但导致骨料松散 灰浆粘附作用较小 造成骨料分离 且增加管径 造成缓降溜管总重增加 对于三级级配碾压混凝土输送 缓降溜管内径最好控制在320mm 480mm之间 溜管最小直径 缓降器1 4断面最小边长 5 5 缓降器间距 缓降器间距大 混凝土在溜管内的流动速度就快 骨料松散 灰浆粘附作用较小 容易发生骨料分离 且速度太快 颗粒间相互碰撞造成骨料破碎 缓降器的冲击磨损破坏大 缩短使用寿命 缓降器间距小 混凝土在溜管内的流动速度就慢 混凝土入仓强度就小 相对增加缓降器数量 不但增加了缓降溜管的总重量 也造成运输成本增加 混凝土在溜管内流通时间长 混凝土和缓降器通道间因摩擦而产生的发热量大 会增加碾压混凝土的VC值 缓降器间距一般按12m 15m控制 5 6 缓降溜管供料线布置 消力池缓降溜管布置 大坝铅垂面缓降溜管布置 柔性软溜管采用废旧皮带加工而成 自重较轻 可解决上下两层胶带机间高差及水平胶带机与仓面间高差 可高达18m 砼输送问题 高层胶带机 胶带机立柱 柔性软溜管 低层胶带机 型缓降器 5 7 柔性软溜管 柔性软溜管 砂石系统位于大坝右岸顶部 实际生产能力为800t h 能够保证满足15万m3 月混凝土的砂石料供应 从砂石系统成品料仓接胶带机直接输送至风冷料仓和砼拌和楼 混凝土选用二座2 4m3 HL240 2S4000L 强制式搅拌楼 拌和系统理论生产能力为 常态混凝土480m3 h 碾压混凝土440m3 h 预冷混凝土180m3 h 混凝土拌和系统包括2座混凝土搅拌楼 一二次风冷车间 6个胶凝材料储罐 混凝土实验室等设施 上下游围堰为土石过水围堰 2007年汛前 左侧坝段浇筑至度汛缺口高程 右侧坝段浇筑浇筑至度汛高程以上 汛期大坝预留左侧坝段缺口和左右岸导流洞联合过流 根据大坝的结构 开挖体型 施工导流和水流控制方案并结合施工总进度计划 将大坝碾压混凝土整体分为9个区 大坝碾压混凝土分层厚度一般按3 9m进行分层 最大浇筑厚度达25m 六 大坝混凝土施工整体规划 砂石粗碎 砂石预筛分 砂石中碎 制砂车间 成品料仓 风冷料仓 外加剂房 一次风冷车间 水泥煤灰罐 6 1 砂石及砼拌和系统 空压机房 二次风冷车间 1 拌和楼 2 拌和楼 6 2 施工导流 406m 372 5m 上游围堰 右岸导流洞 厂房进水口 消力池 临时底孔 下游供料线 上游供料线 大坝填塘区 345m 350m 345m齿槽 350m 350m 334m 350m 335m 大坝 消力池 消力池填塘区 340m 6 3 坝基开挖后平台 6 4 大坝碾压混凝土分区规划 根据思林水电站大坝工程实际情况 经技术经济比较 大坝及消力池碾压混凝土采用上游供料线和下游供料线两条系统入仓 即 高速深槽皮带机 真空溜槽 仓面自卸汽车 的运输方案设在大坝坝肩槽部位 缓降溜管 高速深槽皮带机 仓面自卸汽车 运输方案设在大坝下游侧右岸边坡上 供料线设计时考虑将混凝土水平运输和垂直运输合二为一 基本做到水平运输全部使用皮带机运输混凝土 垂直运输采用缓降溜管和真空溜槽 实现了对混凝土运输传统方式的变革 七 碾压混凝土入仓工艺 下游供料线 上游供料线 7 0 大坝上下游碾压混凝土供料线 7 1 下游碾压混凝土供料线 7 1 下游碾压混凝土供料线 下游供料线 1 设计依据最大仓面面积4379m2 仓面覆盖强度219m3 h 设计保证强度220m3 h以上 设计输送强度300m3 h 7 1 下游碾压混凝土供料线 2 下游供料线布置 2 拌和楼 2 皮带机 4 皮带机 缓降溜管 20m3储料斗 缓降溜管 5 皮带机 溜管 仓面 供料线混凝土输送最大高差为124m 溜管 5 皮带机 20m3储料斗 缓降溜管 4 皮带机 2 皮带机 4 皮带机 12m 缓降溜管 缓降器 储料斗 缓降器2 钢管 缓降器 5 皮带机 储料斗 3 应用效果分析 最高台班生产强度为2600 5m3 h 12小时 最大日浇筑强度为4651 5m3 h 最大输送强度实际达到了260m3 h X1 X2 X3 下游供料线输送效果 下游供料线输送效果 下游供料线输送效果 下游供料线输送效果 此张删除 还需补充大坝仓面上卸料 平仓图片 7 2 上游碾压混凝土供料线 7 2 上游碾压混凝土供料线 1 设计依据最大仓面面积6409m2 仓面覆盖强度320 5m3 h 单条输送线设计保证强度250m3 h以上 单条输送线设计输送强度400m3 h 上游供料线共两条输送线 2 真空溜槽 1 真空溜槽 3 皮带机 1 皮带机 7 皮带机 6 皮带机 1 真空溜槽 2 真空溜槽 1 2 拌和楼 1 2 胶带机 20m3储料斗 1 2 真空溜管 胶带机 仓面自卸汽车 供料线混凝土输送最大高差为117m 2 上游供料线布置 3 水平输送与垂直输送 软溜管 型缓降器 真空溜槽 型缓降器 软溜管 高层水平胶带机 低层水平胶带机 20m3料斗 从上游供料线使用的情况来看 在 360 372 5m仓混凝土浇筑期间拌和楼最高台班产量3993 5m3 1 拌和楼最高台班平均强度为215m3 h 2 拌和楼最高台班平均强度为196 7m3 h 最高日浇筑强度为7859m3 单座拌和楼最大小时生产强度为260m3 h 超过拌和楼铭牌生产能力 4 应用效果 4 应用效果 B1 B2 B3 施工仓 施工仓 平仓 B4 7 3 碾压砼供料线应用情况 胶带机吊运 下游供料线安装 大坝7 9 坝段 328 334 3m碾压混凝土入仓 大坝5 10 坝段 334 3 341m碾压混凝土入仓 此张照片要编辑 已调 大坝5 10 坝段 341 348m碾压混凝土入仓 右侧9 12 坝段 344 351 5m碾压混凝土入仓 右侧9 12 坝段 356 369m碾压混凝土入仓 左侧4 8 坝段 348 351 5m碾压混凝土入仓 左侧4 8 坝段 351 5 356m碾压混凝土入仓 左侧4 8 坝段 356 360m碾压混凝土入仓 左侧4 8 坝段 360 372 5m碾压混凝土入仓 右侧8 13 坝段 375 385m碾压混凝土入仓 此张照片要编辑 已调 右侧8 13 坝段 385 392m碾压混凝土入仓 此张照片要编辑 已调 右侧8 13 坝段 392 396m碾压混凝土入仓 右侧12 14 坝段 414 439m碾压混凝土入仓 左侧6 7 坝段 372 5 392m碾压混凝土入仓 左侧6 7 坝段 392 406m碾压混凝土入仓 此张照片要编辑 已调 左侧3 5 坝段 372 5 392m碾压混凝土入仓 此张照片要编辑 已调 左侧3 5 坝段 392 398m碾压混凝土入仓 左侧3 5 坝段 398 405m碾压混凝土入仓 此张照片要编辑 已调 左侧坝段 405 426m碾压混凝土入仓 此张照片要编辑 已调 左侧坝段 426 450m碾压混凝土入仓 此张照片要编辑 已调 右侧12 15 坝段 439 450 8m碾压混凝土入仓 消力池填塘碾压混凝土入仓 思林水电站大坝碾压混凝土于2006年11月8日正式开盘浇筑 在受雪灾凝冻等客观制约条件影响的情况下 2008年6月2日收仓结束 碾压混凝土实际施工工期317天 共完成碾压混凝土77 1万m3 整体平均日强度达到2432m3 最高月浇筑强度达到12万m3 7 4 碾压砼供料线应用效果 碾压混凝土性能指标 混凝土VC值 试验室在拌和楼出机口和仓面均对混凝土的工作度VC值作相应的检测 碾压混凝土仓面与出机口相比VC至平均值最大损失1 7s 最小值为0 1s 平均值为0 37s VC值损失小 保证了碾压混凝土良好的材料性能 混凝土温度 碾压混凝土从拌和楼到达仓面的最高平均温升为1 3 最小平均温升仅为0 1 总体平均温升仅为0 53 混凝土含气量 碾压混凝土从拌和楼到达仓面的最高平均含气量差值为1 2 最小平均含气量差仅为0 1 总体平均含气量差仅为0 29 本工程碾压混凝土垂直运输高差大 最大高差达到124m 从仓面碾压混凝土的工作情况来看 碾压混凝土骨料分离控制较好 骨料很少有砸碎情况 碾压混凝土采用水平与垂直一体化运输 经多级转料后 混凝土砂浆损失极少 说明碾压混凝土入仓工艺控制良好 根据思林大坝缓降溜管及真空溜槽的使用情况 自卸汽车运输运输最贵 缓降溜管 皮带机为最便宜 真空溜槽 皮带机次之 但因缓降溜管输送混凝土量相对较小 只有12万m3 其材料摊销费用较高 占运输费用的80 若有条件多使用缓降溜管 其摊销费用将更加大大降低 经综合比较 缓降溜管 入仓方式是最经济的 7 5经济比较 根据思林水电站大坝混凝土施工的特点及现场地形条件 本着经济合理 入仓快速和满足施工进度的原则进行混凝土拌和系统 供料线及缆机等施工设备的布置 在工程中作了多种入仓方式的比较 并采纳了国内知名专家的建议 最终确定全部采用皮带机 溜管 槽 入仓的方案 真正做到了混凝土水平运输与垂直运输一体化 混凝土输送快速 从拌和楼出机口输送至坝面的时间一般5 10min 受供料线长度布置影响 运输造成的骨料分离极其轻微 并采用配套监控设备 加强了现场混凝土运输的协调管理 大大加快了思林电站的建设速度 供料系统还具有结构简单 占地少 安装快等优点 可在类似工程中大力推广应用 垂