三峡大坝混凝土快速施工方案及工艺研究52469

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1、三峡大坝混凝土快速施工方案及工艺探讨摘要：三峡主体工程的混凝土总量达2800万m3，其中大坝混凝土约2000万m3。大坝混凝土施工是三峡工程能否依据总进度的要求达到支配目标的关键。依据总进度支配，其年最高浇筑量要达到500万m3，月最高要达到40万m3，日最高应达到2.0万m3以上。经过对施工手段的多方案比较分析，在充分论证的基础上，确定选用以塔式皮带机连续输送浇筑为主，辅以大型门塔机和缆机的综合施工方案。在仓面工艺设计中，接受了平浇法和台阶法，同时，改革传统工艺，提出并运用塔（顶）带机新工艺。关键词：混凝土；快速施工；方案及工艺；三峡工程1 概述三峡工程大坝为混凝土重力坝，最大坝高181m，

2、枢纽工程混凝土浇筑总量达2800万m3。如此巨大的混凝土工程施工总量，导致了三峡工程混凝土施工浇筑的高强度施工。1.1 混凝土施工强度三峡工程混凝土浇筑高峰集中在其次阶段工程，其混凝土浇筑总量达1860万m3。依据施工进展及总进度的支配，1998年为118万m3，1999年为458万m3，2000年为548万m3，2001年为403万m3，2002年支配完成142万m3。施工高峰时段主要集中在19992001年三年间，其中，以2000年的混凝土浇筑强度为最高，要求年最高浇筑量达到500万m3，月最高达到40万m3，日最高达到2.0万m3以上。1.2 混凝土施工手段依据对浇筑强度和施工场地分析，

3、接受传统的门塔机浇筑施工手段是不能满足浇筑强度要求的，必需找寻新型高强度的浇筑手段。另外，大型门塔机浇筑方案从拌和楼出机口到浇筑仓，均实行间歇式给料方式，供料的中转环节多，供料效率低下，多座拌和楼与多座门塔机再与多个浇筑仓之间生产组合错综困难，易于错料，更增加了施工管理的难度。1.3 、混凝土施工工艺三峡大坝沿纵向分若干坝段，沿坝段分若干坝块，沿坝块分几十个升层，每个升层又分若干浇筑层。一个升层即构成混凝土的一个浇筑仓位。一个混凝土仓的施工全过程是从两个同步进行的流程起先的，一个流程是混凝土浇筑的仓面准备；另一个流程是混凝土生产及运输，当两个流程汇合到一起时，便形成仓面混凝土浇筑流程，紧后的流

4、程则是混凝土护理。如此循环推动，三峡其次阶段工程高峰期大坝施工部位将出现20多个仓面同步浇筑的景象。由此可见，接受传统的混凝土浇筑工艺如散装钢模板，人工手持式振捣等已远不能满足如此高强度和特殊困难的混凝土浇筑须要，必需相应实行新的施工仓面配套和施工工艺。2、 大坝混凝土快速施工布置及方案以塔(顶)带机为主，辅以大型门塔机和缆机的施工方案总体思路是：塔带机浇筑一条龙作业，生产效率高，适应于连续高强度的混凝土施工，担当混凝土浇筑的主要任务；配备大型门塔机、缆机等作为帮助设备，负责金结安装、备仓、仓面设备转移和浇筑部分混凝土等任务，避开因塔(顶)带机的工况转换而影响效率。拌和实力的配备留有确定余地，

5、以利塔（顶）带机效率的充分发挥。塔(顶)带机供料线布置为一机一带，确保塔（顶）带机运行的牢靠性。2.1 混凝土拌和设备4个混凝土拌和系统，共7座搅拌楼，常态常温混凝土总生产实力为1960m3/h。各拌和楼均能生产7冷混凝土。（1）布置在基坑下游79m高程拌和系统设置2座44.5m3自落式拌和楼，每座楼生产实力为320m3/h。此系统主要供应泄洪坝5#23#坝段混凝土浇筑。（2）布置在左岸厂房坝段上游面90m高程拌和系统设置2座拌和楼。46m3自落式拌和楼生产实力为320m3/h，43m3自落式拌和楼生产实力为240m3/h。此系统主要供应泄洪坝段1#5#坝段、导墙坝段及左厂坝段11#14#坝段

6、混凝土。（3）布置在左非泄洪流坝段下游120m高程拌和系统设置2座43m3自落式拌和楼，生产实力为2240m3/h。此系统主要供应左非泄洪流坝段及左厂1#10#坝段混凝土。（4）布置在左岸进厂房公路左侧82m高程拌和系统设置1座43m3自落式拌和楼，生产实力为240m3/h。此系统主要供应左岸厂房混凝土。2.2 混凝土浇筑设备主要设备有6台塔(顶)带机，塔带机与拌和楼连接的6条总长3800m的胶带混凝土输送线，4台胎带机，7台MQ2000型高架门机，2台25t摆塔式缆索起重机，1台K1800型塔式起重机，1台MQ6000型门机，2台300t履带吊。（1）泄洪坝段 在坝轴线下游76m顺坝轴线方向

7、布置4台塔带机，主要用于该部位的混凝土浇筑，在坝轴线下游121 m顺坝轴线45m高程的轨道上布置1台K1800型塔吊和1台MQ2000型高架门机。其工作任务是，前期帮助混凝土施工，后期以吊装金属结构为主。（2）厂房坝段 坝轴线下游44 m顺轴线布置2台顶带机，主要用于左厂7#14#坝段混凝土浇筑，坝轴线下游65m顺轴线120m高程的施工栈桥上布置2台MQ2000型门机，特地用于输水压力钢管和水轮发电机埋设件的吊装。（3）厂房部位 在厂房下游面距坝轴线195m的30m高程顺坝轴线方向的轨道上布置4台MQ2000型高架门机，用于左岸厂房部位的混凝土施工。（4）缆索起重机的布置 2台摆塔式缆索起重机

8、为厂坝其次阶段工程施工供应了一个空中走廊，主塔设在左非泄洪8#坝段185m高程上，副塔设在导流明渠纵向围堰坝段160m高程顶部，跨度1416m，在坝轴线长度方向可限制整个厂坝其次阶段工程的长度，宽度可限制从坝轴线以上15m至坝轴线以下65m，即2台缆机可限制上下游方向80m宽度且在工作区域宽度方向相互搭接20m。（5）公用设备 其次阶段工程厂坝部分分3个标段，由3个施工企业负责施工。4台胎带机、2台300t履带吊等业主拥有的移动性强的设备不固定在一个标段运用，依据施工须要可灵敏调配。3 大坝混凝土快速施工仓面配套及工艺接受塔(顶)带机浇筑混凝土，其浇筑强度将成倍地提高，因此，对浇筑仓面各项资源

9、配置无论是容量还是数量都将明显增加，对仓面组织管理水平的要求也将显著提高。3.1塔（顶）带机浇筑的仓面配套仓面设备配套(1)平仓机：一般每1个塔(顶)带机浇筑仓配置1台平仓机和平仓铲，死角部位辅以人工平仓振捣。(2)振捣机：对于素混凝土或钢筋不太多的混凝土浇筑仓，通常配备1台8头平仓振捣机加34部手持式振捣棒或者1台5头平仓振捣机加45部手持式振捣棒。对于钢筋特殊密集或有水平钢筋网和过流面等比较特殊的仓位，振捣要求比较高，一般不配平仓振捣机，干脆配58部手持式振捣棒用人工振捣。(3)喷雾机：在高温季节浇筑混凝土时，每仓配备23部摇摆式喷雾机。仓面人员配套(1)施工人员应依据仓位状况进行合理配置

10、，一般素混凝土仓、少筋混凝土仓配备812人，多筋混凝土仓、水平钢筋网仓、过流面混凝土仓配备1116人。(2)仓面配备值班木工、钢筋工、预埋工、电工和止水专职人员。各工序值班、带班人员至少1名到位，并挂标识牌。(3)仓面上配置专人分散集中的粗骨料。 仓面工具配套(1)每个浇筑仓至少配置2桶、2瓢、3锹用以仓面处理。(2)为防止混凝土浇筑过程中的骨料分别及骨料集中现象，每个浇筑仓至少配备2把专用耙(3)配备23只真空吸水管，用以随时吸除仓面的混凝土泌水或集水。(4)配备2台洒水器，用以收仓后对仓面洒水养护。 其它器材设施配套(1) 在混凝土开仓前，保证风、水、电通畅。(2) 接受平铺浇筑法施工时，

11、浇筑仓应准备保温被待用，随着平仓振捣的进展，刚好覆盖保温被，保温被之间应有10cm的搭接长度，以确保保温效果。(3) 雨季施工时，仓面配有彩条布和钢筋等材料，搭设活动防雨棚等。仓面组织管理为保证塔带机浇筑混凝土一条龙正常运行，需建立一个组织严密、运行高效、信息反馈刚好的仓面组织管理系统。（1）综合协调系统：对混凝土一条龙施工供应技术、质量、平安、机电设备保障，确定拌和楼、浇筑手段及开仓时间，协调浇筑过程中出现的各种冲突，组织处理突发事情。（2）浇筑系统（仓面指挥）：仓面指挥由浇筑队长担当，负责浇筑仓面的组织指挥，对仓位的要料、下料、平仓振捣、温控、排水等负责，确保混凝土浇筑质量。（3）操作系统

12、：由调度室负责组织、协调，确保各操作系统正常运行，拌制合格的混凝土，并使混凝土精确、快速入仓。3.2仓面工艺设计设计原则仓面条带布置要尽量简化，标号切换次数尽可能少，塔带机运行线路要短且易于操作，整个下料过程要易于实现，资源配置要充分，来料流程要优化。3.2.2 浇筑方法及强度要求(1)平浇法：该方法适合于塔带机高强度、快速运输混凝土的特点,在低温季节，除仓面钢筋特殊多、结构特殊困难部位外，均接受平浇法浇筑。在高温季节对于仓面面积小于500m2接受塔带机入仓时，亦接受平浇法施工，浇筑时铺层厚度可依据3555cm下料。(2)台阶法：对于仓面面积大、钢筋密集、结构困难的仓位，经监理批准后可运用台阶

13、法浇筑，以满足温控及覆盖前混凝土不初凝等条件要求。台阶的一次铺料宽度限制在810m以上，接头部位台阶宽度不小于34m。 仓面设计的内容仓面设计标准格式包括以下内容： 仓面状况，包括仓面所在坝段、坝块、高程、面积、方量、混凝土级配种类要求，仓位施工特点等；仓面预料开仓时间、收仓时间、浇筑历时、入仓强度、供料拌和楼；仓面资源配置，包括机具、工具、材料、人员数量要求；仓面设计图，图上标明混凝土分区线，混凝土种类标号，浇筑依次等；混凝土来料流程表；对仓面特殊部位如止水、止浆片四周、钢筋密集、过流表面等重要部位指定专人负责混凝土浇筑质量工作；对特殊重要部位，必需编制特地的施工措施；仓面“浇筑状况评述”，

14、收仓后，由质检人员和监理工程师对该仓混凝土浇筑状况进行简要评述，对可能存在的浇筑质量问题提出处理看法仓面设计由浇筑单位提出，一式六份，经监理批准后除班长、质检员及监理随身带外，还应视状况复印送给有关部门（如拌和楼试验室、塔带机操作人员等）。3.3 塔(顶)带机浇筑新工艺混凝土快速优质施工，给浇筑工艺提出了更新更高的要求，因此，除对模板工艺、钢筋工艺、预埋工艺外，对许多传统工艺进行了改革。供料工艺（1）供料皮带上设置遮盖或保温措施。（2）建立有效的楼(拌和楼)带(供料皮带)机(塔带机)仓(浇筑仓)之间的通讯联系或自动监控系统。（3）皮带卸料处设置挡板、卸料导管和刮板，以避开骨料分别和砂浆损失。（

15、4）塔带机输送系统装置冲洗设备，卸料后刚好冲洗供料皮带上所粘附的水泥砂浆。冲洗时实行措施防止冲洗水流入新浇混凝土中。布料工艺(1)布料层面处理：用塔带机浇筑四级配混凝土时，为便于塔带机运输，第一层层面处理一般不实行传统的水平层面铺砂浆的方法，而改用小级配混凝土或同强度等级的富砂浆混凝土。具体为：迎水面至排水管前缘区域，接受20cm厚二级配混凝土；其余部位（包括中块）接受三级配富砂浆混凝土，层厚为一个浇筑坯层，约40 cm。(2)布料方向与次序：当平浇法浇筑时，迎水面仓位铺料方向与坝轴线平行；上块浇筑方向从上往下，下块浇筑方向从下往上，中间仓位视仓面状况确定起始下料点；基岩面、凸凹不平的老混凝土

16、面及斜坡上的仓位，由低到高铺料；仓内接受多种标号混凝土时，原则上先高标号后低标号的下料依次，保证高标号区达到设计宽度要求；有廊道、钢管或埋件的部位，卸料时，廊道、钢管两侧均衡上升，其两侧高差不得超过铺料的层厚。当接受台阶法浇筑时，从块体短边一端向另一端铺料，边前进、边加高，逐步推动并形成明显的台阶。浇筑坝体迎水面仓位时，实行顺坝轴线方向铺料。(3)铺料厚度与宽度：铺料厚度视混凝土入仓速度、铺料允许间隔时间和仓位大小确定。劳动组合、振捣器工作实力等要满足浇筑的须要，必需保证下层混凝土初凝之前覆盖上一层混凝土。接受平浇法时，铺料层厚度一般接受50cm；接受台阶法浇筑时，铺料层厚度一般接受50cm。

17、对于升层高度1.5m的仓位，铺料宽度取1012 m；对于升层高度2.0m的仓位，铺料宽度取810m，台阶宽取23m。下料和振捣工艺对没有钢筋的仓面，塔带机下料时，下料导管卸料口距仓面应不大于1.5m，并匀整移动布料，堆料高度不宜大于1.0m，以免骨料分别。布料条带清晰，并有足够宽度。在模板四周布料时，卸料点与模板的距离保持在11.5m，人工分散粗骨料后，再用平仓机将混凝土就位。在止水、止浆片和预埋件部位布料时，严禁下料导管干脆下料，由人工送料填满。在进行水平钢筋网浇筑层混凝土下料时，尽量降低下料高度，一次卸料的堆料高度限制在50cm以下，浇筑坯层厚度不大于30cm。竖向钢筋部位卸料时，卸料部位

18、应离开钢筋0.50.8m，并加强人工平仓。台阶法浇筑时，平仓振捣机站在中间（其次层）的台阶上，覆盖范围比较志向；平层法浇筑时，平仓机一般站在层面上，紧跟下料接头，随时下料，随时振捣。混凝土浇筑应先平仓后振捣，严禁以振捣代替平仓。振捣时间以混凝土粗骨料不再显著下沉，并起先泛浆为准，以避开欠振或过振。运用塔（顶）带机浇筑的大仓位，应配置振捣机振捣。运用振捣机时，振捣棒组应垂直插入到混凝土中，振捣完应慢慢拔出；移动振捣棒组，应按规定间距相接；振捣第一层混凝土时，振捣棒组应距硬化混凝土面5cm。振捣上层混凝土时，振捣棒头应插入下层混凝土510 cm；振捣作业时，振捣棒头离模板的距离应不小于振捣棒的有效

19、作用半径。 养护工艺(1)长期流水养护：依据现行水工混凝土施工规范，混凝土浇筑后养护时间一般为14d，重要部位养护到设计龄期；但三峡工程提出了更高的要求，主体工程普遍实行了长期流水养护。针对这一要求，再接受传统的人工洒水养护工艺已不能满足要求，必需推行新的养护工艺。旋喷洒水养护适合于28d以内的较长间歇期仓面养护。方法是在浇筑仓面按确定间排距d设置360旋转式喷水嘴，若喷水嘴喷射幅度为B(m)则取d=0.8 B保持旋喷嘴始终不停地工作，即可做到长流水养护。喷淋管(花管)养护适合于正常上升仓位的四周垂直面或长间歇期仓面养护。方法是沿仓位边线在模板上口(用于对仓面养护)或支腿(用于对侧立面养护)上铺设花管。所谓花管即在管壁上匀整布钻一排细孔的口寸钢管，运用时，将管两端封堵，水雾通过细孔喷出，洒在养护面上。给花管不停地通水，便可保持长流水养护。(2)仓面覆盖养护：覆盖保水养护。该方法适合于大于28 d的长间歇仓面养护。方法是在养护仓面全面覆盖养护材料，如隔热被，风化砂或土等，给覆盖材料浸水并始终保持覆盖材料处于水饱和状态，即可满足养护要求