三峽大壩塔帶機施工方案及砼溫度控制

1、三峽大壩塔帶機施工方案及砼溫度控制概述：三峽工程混凝土總量達(dá)2800萬方，2000年的高峰年強度達(dá)540萬方，月 高峰強度為55萬立方，其砼總量及澆筑強度均為世界之最。其中，廠壩二期工 程總量為1238萬方，2000年年強度達(dá)388萬方，月高峰強度為45.5萬方。為 保證混凝土的高強度施工和快速入倉，三峽大壩混凝土施工方案經(jīng)過長期的比 較和選型，最后確定了以塔帶機為主、輔以大型門塔機、胎帶機和纜機的綜合 施工方案。三峽大壩為混凝土重力壩，大壩底寬約100米，最大壩塊寬度達(dá)32米，施 工期跨過多各夏季，且夏季高峰月強度達(dá)到45萬方，對砼溫度控制提出了極高 的要求。因此大壩溫控成為保證大壩施工質(zhì)量

2、的主要任務(wù)之一。三峽大壩從設(shè) 計開始就制定了嚴(yán)格而合理的各項溫控標(biāo)準(zhǔn)，并采取了優(yōu)化砼配合比、生產(chǎn)預(yù) 冷砼及埋設(shè)冷卻水管等綜合性溫控措施，取得了較好的效果。以下將就三峽大壩塔帶機施工方案及砼溫度控制作簡要闡述。一、三峽廠壩二期工程塔帶機施工方案1、塔帶機施工工藝塔帶機方案實際上就是將皮帶機的高速運輸與塔機靈活回轉(zhuǎn)布料相結(jié)合， 使用皮帶機將混凝土從拌和樓直接運送到倉面，實現(xiàn)砼高強度快速入倉。塔帶 機最早由美國ROTEC公司提出并制造，在惠特斯壩成功應(yīng)用，創(chuàng)造了最高月強 度7.2萬方的世界紀(jì)錄。塔帶機一般采用“一樓、一機、一帶”方式，即一座專用的拌和樓，保證 拌和供料；一條皮帶機供料線，保證混凝土快

3、速運輸；一臺專用塔機，保證靈 活布料。塔帶機采用兩段布料皮帶進(jìn)行布料操作，布料皮帶的上下傾角一般為 + 20o-15。，并用特制象鼻管下料，下料高度一般為58米。塔帶機及供料線 一般均設(shè)有自動爬（頂）升機構(gòu)，用于在大壩澆筑到一定高度后自動爬升。2、塔帶機的優(yōu)點及缺點塔帶機的最大優(yōu)點就是入倉速度快、布料靈活，其效率為普通門塔機的 24倍。其缺點在于：當(dāng)使用塔帶機自身來備倉或更換混凝土品種或標(biāo)號時， 其使用效率將大大降低，塔帶機的運行和維護(hù)成本也相對較高。3、三峽廠壩二期工程塔帶機施工方案三峽廠壩二期工程從右向左分別包括23個泄洪壩段（21mX23）、左岸導(dǎo) 墻壩段（32mX1）、15個廠房壩段（

4、38.3mX15）、7個非溢流壩段（20mX 7）,總長度達(dá)1229.5m,廠房壩段后面布置14臺70萬千瓦大型發(fā)電機組。在 大壩上游高程90m拌和系統(tǒng)布置有一座4X6m3及一座4X3m3拌和樓（額定產(chǎn)量 510m3/h），在大壩下游高程79m拌和系統(tǒng)布置有兩座4X4.5m3拌和樓（額定產(chǎn)量 640m3/h）、120m拌和系統(tǒng)設(shè)兩座4X3m3拌和樓（額定產(chǎn)量480m3/h）,共同供應(yīng) 大壩澆筑混凝土；在大壩下游高程82m拌和系統(tǒng)布置有1座4X3m3拌和樓（額 定產(chǎn)量240m3/h）,主要供應(yīng)左岸廠房澆筑混凝土。大壩在左廠7#壩段泄23#壩段共布置了 6臺塔（頂）帶機，作為主要的 混凝土澆筑手段

5、，并在上下游布置多臺高架門機和塔機輔助施工。其中，泄洪 1#、7#、14#、21#壩段壩內(nèi)布置4臺ROTEC塔帶機，型號為CC2400，其塔臂長 度為80m，最大布料半徑100m，布料皮帶寬度XXcm，最大入倉強度400m3/h， 分別從上游高程90m拌和系統(tǒng)和下游79m拌和系統(tǒng)供料；左廠7#、13#壩段共 布置兩臺頂帶機，為三菱重工與德國PORTAN公司聯(lián)合生產(chǎn)，其塔臂長度為 80m，最大布料半徑100m，布料皮帶寬度XXcm，最大入倉強度400m3/h，分別從 上游高程90m拌和系統(tǒng)和下游120m拌和系統(tǒng)供料。除高程79m拌和系統(tǒng)采用兩 座樓供應(yīng)3臺塔帶機之外，其他塔帶機均按“一樓、一機、

6、一帶”方式配置， 其他部位均采用汽車運輸、門塔機入倉澆筑方式（三峽廠壩二期工程施工機械 總布置見附圖一）。三峽塔帶機供料線的運行速度為3.15m/s，以最長的供料線780m計算，混 凝土從拌和樓下料口運到倉面的時間僅需45分鐘。為保證塔帶機澆筑倉號振 搗強度，倉面一般均配置2臺5臂平倉振搗機，并輔助46個手持式振搗棒， 在面積狹小的倉面則配置1臺8臂平倉振搗機及輔助的手持式振搗棒。4、三峽塔帶機使用效果從混凝土生產(chǎn)、運輸、入倉布料及振搗各環(huán)節(jié)來看，塔帶機的生產(chǎn)效率主 要受制于倉面振搗速度以及混凝土標(biāo)號的變化，特別是泄洪壩段3層孔口（見附 圖二），結(jié)構(gòu)復(fù)雜，孔口周邊混凝土品種較多、鋼筋密集，同一

7、個倉號不僅有多 種標(biāo)號，還有兩種級配，組合的混凝土品種最多的達(dá)到45種，一般也有2 3種，頻繁更換標(biāo)號不僅影響砼入倉強度，也相應(yīng)會對砼澆筑質(zhì)量產(chǎn)生不利影 響。經(jīng)與設(shè)計商議，將深孔邊墻砼標(biāo)號簡化為2個。同時，對塔帶機澆筑砼的 方法作出具體規(guī)定，即盡可能采用平鋪法澆筑，確有困難而采用臺階法澆筑 時，必須采用較大的臺階寬度（4m6m以上），以免臺階過窄、接頭混淆而產(chǎn) 生漏振現(xiàn)象。對于4#、5#塔帶機在左廠14#壩段的施工盲區(qū)，初期將胎帶機分別布置 在左廠14#壩段壩內(nèi)及上游，后期延長下游42棧橋軌道至左導(dǎo)1#塊，用高 架門機覆蓋下游的盲區(qū)，并將左廠壩段上游門機軌道向右延長解決上游盲區(qū)的 澆筑手段，保

8、證了該盲區(qū)部位順利施工。因施工初期塔帶機供料線不能及時形成，就采用在壩外架設(shè)臨時供料線、 汽車供料的方式進(jìn)行澆筑，并充分發(fā)揮胎帶機的作用，將3臺胎帶機布置到大 壩壩內(nèi)澆筑，滿足了施工初期混凝土澆筑需要。在塔帶機供料線正式形成之 后，塔帶機的作用得到了充分的發(fā)揮。三峽廠壩二期工程從開工以來，共澆筑砼430萬方，占塔帶機控制區(qū)域總 工程量的65%左右。從塔帶機分月產(chǎn)量統(tǒng)計來看，單臺塔帶機的高峰期澆筑強 度一般在3.54.2萬方/月左右，最大月強度為5.02萬方，平均2.7萬方/月。 其中，塔帶機單臺最大澆筑量77.5萬方，最高月強度為50257萬方，最高日產(chǎn) 量3270方，最大班產(chǎn)量為1408.5

9、方。在廠壩二期工程之后，于03年年初安裝 了兩臺塔帶機用于三期RCC圍堰施工，由于三期RCC圍堰采用通倉碾壓施工， 塔帶機下料已經(jīng)不受澆筑振搗工序限制，使塔帶機的效率得以充分發(fā)揮，其最 大入倉強度達(dá)到了 15萬方/月。由此可見，要充分發(fā)揮塔帶機使用效率，有必 要在簡化大壩結(jié)構(gòu)、簡化砼標(biāo)號方面進(jìn)一步作出改進(jìn)。二、三峽大壩砼溫度控制三峽地區(qū)多年平均氣溫在1618C，夏季氣溫一般在2835C，冬季氣溫 一般在0C之上，因此夏季混凝土溫度控制要求十分嚴(yán)格，冬季則做好保溫工 作即可。三峽大壩夏季混凝土溫度控制主要采取了使用高摻量粉煤灰降低水泥 用量、合理安排施工進(jìn)度、控制混凝土出機口溫度及埋設(shè)冷卻水管等

10、措施。1、大壩分縫分塊及澆筑層間間歇控制根據(jù)大壩設(shè)計溫度應(yīng)力計算成果，三峽大壩設(shè)定了嚴(yán)格的分層分塊及各壩 塊最高溫度標(biāo)準(zhǔn)。大壩除橫縫寬度控制在最大25m之外，還沿壩軸線方向設(shè)置 了兩條縱縫，各壩塊長寬比一般控制在1.52.5之內(nèi)，要求澆筑層高在基礎(chǔ)約 束區(qū)內(nèi)按1.5m、脫離基礎(chǔ)約束區(qū)一般為2.0m控制，平均每月23層連續(xù)均勻 上升，層間間歇一般控制在610天?；A(chǔ)約束區(qū)的澆筑溫度要求不大于12 14C，脫離基礎(chǔ)約束區(qū)不大于1618C；基礎(chǔ)約束區(qū)壩內(nèi)允許最高溫度為31 33C，非基礎(chǔ)約束區(qū)壩內(nèi)允許最高溫度為3536C。2、原材料優(yōu)選及配合比優(yōu)化鑒于三峽大壩高標(biāo)準(zhǔn)溫度控制要求，三峽總公司組織設(shè)計等

11、單位對大壩混 凝土原材料進(jìn)行了優(yōu)選試驗研究，根據(jù)試驗結(jié)果選定了中熱525水泥摻I級粉 煤灰方案，配合ZB-1A等高效減水劑，使粉煤灰摻量達(dá)到3540%，四級配C15 混凝土的水泥用量僅96kg，對降低混凝土發(fā)熱量具有十分重要的意義。3、預(yù)冷混凝土生產(chǎn)預(yù)冷混凝土的生產(chǎn)對降低混凝土澆筑溫度具有重要意義，二期廠壩工程中 要求夏季基礎(chǔ)約束區(qū)全部采用出機口 7C混凝土，脫離基礎(chǔ)約束區(qū)之后采用 14C混凝土。為保證夏季最高月強度45.5萬方的生產(chǎn)強度，二期工程的7座拌 和樓全部配置了制冷系統(tǒng)，并首創(chuàng)使用了二次風(fēng)冷技術(shù)。生產(chǎn)中首先將骨料通 過二次篩分進(jìn)行脫水、級配分選，然后進(jìn)入一次風(fēng)冷料倉繼續(xù)脫水，并采用

12、0-5C冷風(fēng)將骨料冷卻到02C ；隨后骨料通過用皮帶經(jīng)保溫廊道運全拌和 樓儲料倉，用-10-12C冷風(fēng)繼續(xù)動態(tài)冷卻，將骨料進(jìn)一步冷卻到-5-6C。 在混凝土拌和時根據(jù)需要加入冷水或人工片冰進(jìn)行拌和，滿足了高強度預(yù)冷混 凝土的生產(chǎn)要求。4、混凝土運輸溫度控制為減少混凝土運輸過程中的溫度回升，對所有混凝土供料線設(shè)置遮陽頂 棚，汽車運輸時也設(shè)置了滑動式遮陽雨篷，并盡量縮短混凝土運輸及汽車等待 時間，將運輸過程的溫度回升控制在34C之內(nèi)。5、施工倉面溫度控制為降低澆筑溫度，重點采取如下措施：在澆筑倉面設(shè)置噴霧裝置，能夠 將環(huán)境溫度降低5C左右；對澆筑下料之前及澆筑之后的區(qū)域均及時采用保 溫被覆蓋，以防

13、止日光直射溫升；盡量選擇在夜間低溫時段澆筑，避開上午 10:00下午4:00的高溫時段；提高混凝土入倉強度，促使?jié)仓鲗涌焖俑?蓋。6、通水冷卻對410月份澆筑的大壩混凝土，均預(yù)先埋設(shè)冷卻水管，采取初期和中期 通水冷卻方式降低壩體內(nèi)部溫度；在壩體接縫灌漿及岸坡接觸灌漿部位，須進(jìn) 一步進(jìn)行后期通水冷卻。冷卻水管可采用普通鐵管或塑料水管，管徑分別為 27mm或3235mm，按1.5X2.0m間距布置在澆筑層層面上。初期通水一般采用 68C制冷水，在混凝土澆筑收倉后12小時內(nèi)開始通水，并持續(xù)1015天， 水管通水流量不小于18升/分鐘。中期和后期通水一般在冬季用河水冷卻，河 水冷卻通水流量2025升/分鐘；中期通水時間1.52.5個月，以壩體溫度冷 卻到2012C為準(zhǔn)，后期冷卻以壩體溫度達(dá)到接縫灌