1 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第二階段工程,其混凝土澆筑總量達(dá)1860萬m3。根據(jù)施工進(jìn)展及總進(jìn)度的安排,1998年為118萬m3,1999年為458萬m3,2000年為548萬m3,2001年為403萬m3,2002年計(jì)劃完成142萬m3。施工高峰時(shí)段主要集中在1999~2001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m3,月最高達(dá)到40萬m3,日最高達(dá)到2.0萬m3以上。
1.2 混凝土施工手段
根據(jù)對(duì)澆筑強(qiáng)度和施工場(chǎng)地分析,采用傳統(tǒng)的門塔機(jī)澆筑施工手段是不能滿足澆筑強(qiáng)度要求的,必須尋找新型高強(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,均采取間歇式給料方式,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)澆筑倉之間生產(chǎn)組合錯(cuò)綜復(fù)雜,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)澆筑倉位。一個(gè)混凝土倉的施工全過程是從兩個(gè)同步進(jìn)行的流程開始的,一個(gè)流程是混凝土澆筑的倉面準(zhǔn)備;另一個(gè)流程是混凝土生產(chǎn)及運(yùn)輸,當(dāng)兩個(gè)流程匯集到一起時(shí),便形成倉面混凝土澆筑流程,緊后的流程則是混凝土護(hù)理。如此循環(huán)推進(jìn),三峽第二階段工程高峰期大壩施工部位將出現(xiàn)20多個(gè)倉面同步澆筑的景象。 由此可見,采用傳統(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)不能滿足如此高強(qiáng)度和十分復(fù)雜的混凝土澆筑需要,必須相應(yīng)采取新的施工倉面配套和施工工藝。
2 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,承擔(dān)混凝土澆筑的主要任務(wù);配備大型門塔機(jī)、纜機(jī)等作為輔助設(shè)備,負(fù)責(zé)金結(jié)安裝、備倉、倉面設(shè)備轉(zhuǎn)移和澆筑部分混凝土等任務(wù),避免因塔(頂)帶機(jī)的工況轉(zhuǎn)換而影響效率。拌和能力的配備留有一定余地,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)行的可靠性。
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)能力為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)能力為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)能力為320m3/h,4×3m3自落式拌和樓生產(chǎn)能力為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)能力為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)廠房公路左側(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)能力為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)MQ2000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)K-1800型塔吊和1臺(tái)MQ2000型高架門機(jī)。其工作任務(wù)是,前期協(xié)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),專門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)為廠壩第二階段工程施工提供了一個(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)度方向可控制整個(gè)廠壩第二階段工程的長(zhǎng)度,寬度可控制從壩軸線以上15m至壩軸線以下65m,即2臺(tái)纜機(jī)可控制上下游方向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 第二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)的設(shè)備不固定在一個(gè)標(biāo)段使用,根據(jù)施工需要可靈活調(diào)配。
3.結(jié)論
(1)根據(jù)三峽工程混凝土工程量巨大,施工強(qiáng)度特高的特點(diǎn),混凝土澆筑選定以塔(頂)帶機(jī)澆筑手段為主、大型門塔機(jī)、纜機(jī)澆筑為輔的方案,經(jīng)過1999~2001年三年的工程實(shí)施,年澆筑強(qiáng)度均在400萬m3以上,2000年實(shí)現(xiàn)了年澆筑548萬m3、月55.35萬m3、日2.2萬m3的一系列世界記錄。
(2)為了與選定的快速施工方案相配套,確保混凝土澆筑進(jìn)度和質(zhì)量,相應(yīng)的施工工藝和倉面配套必須變革。經(jīng)過大量的研究、論證、試驗(yàn)和實(shí)踐,全面推行倉面工藝設(shè)計(jì),制定一整套嚴(yán)密的澆筑施工工藝,配備與入倉強(qiáng)度相匹配的倉面資源,形成了三峽工程所獨(dú)有的混凝土快速施工工法。該施工工法既有工藝硬件的突破,也有管理理念的創(chuàng)新,體現(xiàn)了澆筑工藝與澆筑手段的高度協(xié)調(diào)與融合。