安谷水電站廠房混凝土澆筑施工機(jī)械布置淺析

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(中國水利水電第七工程局有限公司，成都，610023)

1 工程概況

安谷水電站工程是大渡河干流梯級開發(fā)中的最后一級，壩址位于四川省樂山市市中區(qū)與沙灣區(qū)接壤的安谷河段。電站采用混合式開發(fā)方式，水庫正常蓄水位398.00m，總庫容約6330萬m3，電站裝機(jī)共五臺。工程從左至右依次為：上游左右岸副壩、左岸接頭壩、13孔泄洪閘、閘壩儲門槽壩段、河床式電站廠房、安裝間及廠房儲門槽壩段、船閘、右岸接頭壩、下游尾水渠、泄洪渠等。

安谷地面發(fā)電廠房布置于主河道區(qū)泄洪沖砂閘右岸，廠房尺寸為203m×88.8m×75.38m(長×寬×高)，機(jī)組間距35.5m，安裝間壩段長61m。安裝間布置于主廠房右岸，地面高程為372.836m。主廠房下部為混凝土實(shí)體結(jié)構(gòu)，中部為肘管、蝸殼，上部為混凝土剪力墻、梁板柱結(jié)構(gòu)，以及輕型網(wǎng)架屋面。機(jī)組安裝高程為356.011m，水輪機(jī)層高程364.436m，發(fā)電機(jī)層高程372.836m。廠房進(jìn)水口為一機(jī)三門布置，單孔寬度為6.54m，壩頂高程400.700m，布置一臺雙向門機(jī)。廠房尾水為一機(jī)三門布置，單孔寬度為6.86m，壩頂高程382.840m，布置一臺單向門機(jī)。尾水?dāng)U散段頂板上部，布置供水設(shè)備室，主變平臺以及GIS廳等。

圖1 安谷水電站大機(jī)組橫剖面

2 廠房混凝土施工機(jī)械布置難點(diǎn)

2.1 安谷水電站為河床式水電站，為廠房結(jié)構(gòu)擋水，廠房長度、寬度均較大，施工設(shè)備控制范圍不足。由于業(yè)主工期要求，各個機(jī)組同時(shí)施工，工期緊、任務(wù)重、混凝土施工強(qiáng)度高。擋水一線施工時(shí)段為2012年10月～2014年2月，最大上升高度65.7m；發(fā)電一線施工時(shí)段為2012年10月～2014年8月。

2.2 為保證廠房前期擋水和后期廠房啟用發(fā)電要求，廠房擋水一線及發(fā)電一線相關(guān)配套工程，需同時(shí)進(jìn)行高強(qiáng)度混凝土施工，金屬結(jié)構(gòu)安裝、機(jī)電安裝施工穿插同時(shí)進(jìn)行，且場地狹窄，各工序之間相互制約，施工組織協(xié)調(diào)難度大。

2.3 為保證混凝土施工強(qiáng)度，廠房部位大型機(jī)械布置密集，施工時(shí)間長。施工過程中需對機(jī)械布置、安全措施進(jìn)行精心籌劃，為安全生產(chǎn)提供有效保障。

2.4 根據(jù)控制性工期要求，大機(jī)組內(nèi)部肘管、座環(huán)等機(jī)電安裝，特別是5#機(jī)(小機(jī)組)整套機(jī)組機(jī)電安裝運(yùn)輸?shù)跹b通道尚未形成，需占用混凝土施工垂直運(yùn)輸設(shè)備，對混凝土施工干擾極大。

2.5 廠房基礎(chǔ)大體積混凝土以上部位埋管、埋線、預(yù)留孔洞繁多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，部分埋件仍需要占用混凝土施工垂直運(yùn)輸設(shè)備，對混凝土施工也存在影響。

3 廠房工程施工機(jī)械布置

3.1 長臂反鏟布置

在安谷廠房工程基礎(chǔ)混凝土施工中，借鑒長臂反鏟在水工混凝土施工中的成功應(yīng)用，結(jié)合安谷電站布置的具體特點(diǎn)，引進(jìn)了大量的長臂反鏟，已彌補(bǔ)因基礎(chǔ)混凝土施工時(shí)垂直運(yùn)輸設(shè)備較少的缺點(diǎn)，基本解決了廠房基礎(chǔ)混凝土的垂直入倉問題。

廠房基礎(chǔ)長88.8m，大機(jī)組寬度為35.5m，為保證18m長臂反鏟的單倉覆蓋范圍，每臺機(jī)組設(shè)一條橫縫、5條縱縫，每層共分12塊施工。充分研究廠房基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)布置、鋼筋安裝順序、倉號準(zhǔn)備、施工道路及工序施工銜接等問題，通過合理組織各塊的先后施工順序，進(jìn)行錯縫、壓縫澆筑，在保證施工質(zhì)量的同時(shí)，充分發(fā)揮長臂反鏟在廠房基礎(chǔ)大體積混凝土中的作用。

圖2 廠房基礎(chǔ)分層分塊示意

3.2 門塔機(jī)群投產(chǎn)順序及使用時(shí)段

廠房工程大型混凝土施工機(jī)械分階段、分高程布置4臺MQ900B圓筒門機(jī)、1臺MQ600B圓筒門機(jī)和2臺S1000K32塔機(jī)，另外布置履帶吊等設(shè)備。

機(jī)械設(shè)備布置位置及使用情況詳見表1。

3.3 主要機(jī)械設(shè)備的布置原則

為滿足混凝土工程的施工需要，布置的大型澆筑或輔助機(jī)械較多(密度較大)，因此，在布置大型臨時(shí)工程機(jī)械時(shí)，要充分考慮各吊車在回轉(zhuǎn)時(shí)不發(fā)生相互間的碰撞，必須保證兩吊車相互間的距離大于吊車最大半徑，并且兩吊車的工作臂不要在同一高度。

圖3 廠房部位施工機(jī)械布置

表1 門塔機(jī)安裝使用時(shí)段統(tǒng)計(jì)

編號型號布置樁號、高程用 途使用時(shí)段3#門機(jī)MQ900B壩橫0+044 25m；369 00m；壩縱0+513 5m～壩縱0+477 0m安裝間、1#機(jī)等2012 10～2013 82#門機(jī)5#門機(jī)MQ900B壩橫0-030 00m；369 00m；壩縱0+508 0m～壩縱0+322 0m廠房進(jìn)口段底板、閘墩混凝土澆筑、金屬結(jié)構(gòu)安裝2012 10～2013 86#門機(jī)MQ900B壩橫0+020 00m～壩橫0+070m；壩縱0+285 75m；373 00m4#機(jī)、5#小機(jī)組、儲門槽壩段2012 10～2013 119#門機(jī)MQ600C壩橫0+19 8m；400 70m；壩縱0+510m～壩縱0+293 0m主機(jī)段混凝土澆筑、金屬結(jié)構(gòu)安裝2013 6～2014 121#塔機(jī)S1000K32壩橫0+95 70m；336 3m；壩縱0+461 79m～壩縱0+333 29m主機(jī)間、尾水閘墩、尾水反坡段擋墻、金屬結(jié)構(gòu)安裝2012 11～2014 32#塔機(jī)S1000K32壩橫0+95 70m；336 3m；壩縱0+461 79m～壩縱0+333 29m主機(jī)間、尾水閘墩、尾水反坡段擋墻、金屬結(jié)構(gòu)安裝2012 11～2014 3四方吊WD-400安裝間壩段根據(jù)施工情況安排

3.4 門塔機(jī)群的防碰撞措施

廠房部位門塔機(jī)等大型機(jī)械布置密集，施工作業(yè)強(qiáng)度高、時(shí)間長，施工過程中立體交叉作業(yè)明顯，全天候作業(yè)條件下僅靠人為進(jìn)行安全控制，保障率低、限制因素多；由于施工區(qū)域工程任務(wù)重，需晝夜不間斷施工，加之盆地河谷地帶在入秋之后，大霧天氣頻繁，門塔機(jī)安全風(fēng)險(xiǎn)更為突出。僅僅依靠簡單安全管理，如運(yùn)行方向的規(guī)定、安全警示、操作人員的安全意識程度，遠(yuǎn)不能滿足工程施工的安全需要及強(qiáng)度要求，通過對大型門塔機(jī)群防碰撞系統(tǒng)的研究，依托先進(jìn)的技術(shù)控制手段，對復(fù)雜施工環(huán)境下門塔機(jī)群的信息進(jìn)行實(shí)時(shí)的采集、分析，并根據(jù)工地現(xiàn)場的環(huán)境狀況進(jìn)行報(bào)警和控制，幫助門塔機(jī)操作人員更加準(zhǔn)確地操作塔吊，避免誤操作造成安全事故，并有效提高施工效率，達(dá)到保安全、提效率的目的，確保大型起重設(shè)備的安全運(yùn)行，為安全生產(chǎn)提供有效保障。

對集中在廠房基坑周邊的6臺大型起重吊裝設(shè)備安裝防碰撞系統(tǒng)。該套系統(tǒng)主要是用于大型起重吊裝設(shè)備群機(jī)作業(yè)或者多機(jī)作業(yè)環(huán)境，主要目的是防止起重吊裝設(shè)備之間或與其他物體發(fā)生碰撞。設(shè)備運(yùn)行原理為：在每臺可能發(fā)生碰撞的起重吊裝設(shè)備上安裝一臺防碰撞系統(tǒng)子機(jī)，再通過自身無限聯(lián)網(wǎng)裝置使各設(shè)備間形成一個整體。每一臺防碰撞系統(tǒng)是由若干個光線傳感器組成，這些傳感器一般安裝在各設(shè)備的大臂最前端、尾部最尾端、最頂端和打鉤等部位。在各設(shè)備上的傳感器形成一個整體后，當(dāng)某兩個傳感器在接近某一設(shè)定的值時(shí)會發(fā)出報(bào)警聲，當(dāng)超過某一值時(shí)將自動停機(jī)保護(hù)，起到防碰撞的目的。

圖4 塔機(jī)防碰撞方法示意

4 結(jié)語

河床式電站廠房施工因有其特殊性，通過對施工設(shè)備性能以及現(xiàn)場施工條件的研究分析，確定廠房基礎(chǔ)大體積混凝土采用長臂反鏟澆筑，上部結(jié)構(gòu)混凝土采用門塔機(jī)群體入倉澆筑，提高了設(shè)備的運(yùn)行效益，從而保證了施工進(jìn)度。利用先進(jìn)的門塔機(jī)群防碰撞系統(tǒng)，確保門塔機(jī)群體立體交叉作業(yè)的安全。通過計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)收集、分析、處理功能，提高門塔機(jī)群的安全保障，可為同類型電站廠房施工提供參考價(jià)值。