組合式溜槽在曼維萊水電站廠房砼施工中的應(yīng)用

王懷澤

（中國水利水電第十六工程局有限公司，福州 350003）

1 工程概況

曼維萊水電站位于喀麥隆共和國南部地區(qū)安壩省境內(nèi)緊鄰赤道幾內(nèi)亞的恩特姆河上，距首都雅溫得約343 km，為引水式徑流式電站。電站廠房安裝4 臺立式混流式機(jī)組，單機(jī)容量52.75 MW，總裝機(jī)容量為211 MW。廠區(qū)由電站進(jìn)水口、壓力管道、發(fā)電廠房、尾水渠以及開關(guān)站等組成。廠區(qū)混凝土總量為17.08 萬m3，其中：進(jìn)水塔3.57 萬m3、壓力管道4.04萬m3、廠房工程8.66萬m3、尾水渠0.44萬m3、開關(guān)站混凝土0.37萬m3。

曼維萊發(fā)電廠房屬于三面高邊坡明挖的地面式廠房，其中主副廠房、尾水渠以及大部分壓力管道都位于廠房基坑內(nèi)（見圖1）。在基坑內(nèi)的結(jié)構(gòu)砼澆筑主要采用的入倉方式有布料機(jī)、反鏟長臂挖掘機(jī)、混凝土輸送泵、塔機(jī)、組合式溜槽等。

圖1 廠房開挖后面貌圖

2 入倉方式比選

在曼維萊水電站廠房施工中，由于所處的海外環(huán)境限制，沒有成熟的設(shè)備租賃市場，從國內(nèi)直接購買新設(shè)備將大大地增加施工成本，所以在只有一臺布料機(jī)為主要澆筑設(shè)備的情況下，如何滿足多倉塊同時澆筑保證施工進(jìn)度目標(biāo)至關(guān)重要。根據(jù)現(xiàn)有情況將布料機(jī)安排在尾水平臺以滿足主機(jī)段1#～4#機(jī)主體結(jié)構(gòu)澆筑，由于布料機(jī)的施工覆蓋范圍有限，最遠(yuǎn)距離僅為40 m，如移動布料機(jī)至其他澆筑位置，則由于其履帶式設(shè)備的特性，移動速度緩慢，且長距離移動對設(shè)備磨損較大等，致使其無法同時滿足上游副廠房以及壓力鋼管下鎮(zhèn)墩的澆筑。另負(fù)責(zé)廠房材料調(diào)運(yùn)的K80 塔機(jī)是安裝在壓力鋼管下鎮(zhèn)墩之上，廠房K80 塔機(jī)盡早安裝完成，使用塔機(jī)有助于加快廠房的施工進(jìn)度，但塔機(jī)安裝快慢取決于壓力鋼管下鎮(zhèn)墩的施工速度。在此基礎(chǔ)上，項(xiàng)目部對此入倉方式進(jìn)行了適用性分析（見表1）。

表1 上游副廠房及鎮(zhèn)墩砼入倉方式分析

混凝土輸送泵成本高，盡量少使用溜槽泵送混凝土相比常態(tài)混凝土水泥用量大，成本較高，且為向下方輸送砼，極易堵管，澆筑后清洗浪費(fèi)較大。可利用上游邊坡高度落差搭設(shè)溜槽，施工方便且經(jīng)濟(jì)。適用

從表1分析可知，溜槽最為適用。

3 溜槽設(shè)計(jì)

3.1 溜槽坡度的選用

對于使用溜槽澆筑，最重要參數(shù)是合適的下料坡度，既要保證混凝土在溜槽中穩(wěn)速流動不離析，又要滿足澆筑速度的要求，還要保證榴槽的運(yùn)行安全性。

從溜槽運(yùn)行順暢的角度考慮，傾角越大越好，但是從保證混凝土不產(chǎn)生離析來說，傾角越小越好，因此根據(jù)現(xiàn)場地形情況，從溜槽布置長度、基坑深度、混凝土工作性能等幾個角度出發(fā)并考慮施工經(jīng)驗(yàn)，試驗(yàn)了1∶2、1∶3共2種坡度，得出的初步結(jié)果是1∶3 坡度更適合基坑深度在20～30 m 之間、溜槽搭設(shè)長度大于60 m 的基坑；1∶2坡度更適合基坑深度在20 m 以內(nèi)、搭設(shè)長度在40 m 以內(nèi)的基坑。本項(xiàng)目決定選擇不同段不同坡度組合進(jìn)行設(shè)計(jì)。

3.2 溜槽布置及搭設(shè)設(shè)計(jì)

廠房上游壓力鋼管邊坡坡比為1∶0.75，直接進(jìn)行直線方式的溜槽搭設(shè)將使溜槽的坡度過陡，經(jīng)研究分析采取貼邊坡折線方式搭設(shè)溜槽以降低其坡度使其滿足混凝土輸送要求。為滿足1#～4#機(jī)上游副廠房及下鎮(zhèn)墩的砼澆筑，節(jié)約材料以便減少管架的搭設(shè)工程量，采取兩級固定主溜槽，1個1級主溜槽為固定主溜槽，4 個不同時期2 級主溜槽。為保證每個溜槽、混凝土澆筑可覆蓋范圍盡可能地廣，故在每個2 級主溜槽的側(cè)邊均設(shè)置2～4 個分支溜槽，并在主溜槽方向設(shè)置1～2個反溜槽，以滿足實(shí)際施工需要。分支溜槽處設(shè)置截?fù)?，按照澆筑需求路線進(jìn)行分支截?fù)酰負(fù)醪捎枚鄬影搴湍痉浆F(xiàn)場制作。

溜槽架體搭設(shè)采用單立桿4 排鋼管腳手架（混凝土沖擊區(qū)域荷載較大，采用雙立桿雙扣件），立桿縱距為1.5 m，步距為1.8 m，每根立桿底部均與事先預(yù)埋設(shè)在山體的?28 錨桿焊接連接。主溜槽腳手架外立面應(yīng)滿打縱向剪刀撐，垂直于溜槽方向每隔6.0 m滿打堅(jiān)向剪刀撐，在架體中部設(shè)置1道水平剪刀撐。另外在榴槽架設(shè)計(jì)中，尚須考慮架體與坑內(nèi)支撐結(jié)構(gòu)的構(gòu)造連接，施工中在主溜槽兩側(cè)設(shè)置拋撐或抱箍（每4.5 m 設(shè)置1 處），拋撐與地面夾角為45o～60o，抱箍與水平混凝土支撐連接。現(xiàn)場1#主機(jī)上游鎮(zhèn)墩澆筑見圖2。

圖2 現(xiàn)場1#主機(jī)上游鎮(zhèn)墩澆筑

溜槽主體采用1800 mm×1500 mm×0.6 mm的鍍鋅鐵皮繞制而成，下襯鋼管和木板。溜槽斷面結(jié)構(gòu)圖如圖3。

圖3 溜槽斷面圖

4 現(xiàn)場澆筑及注意事項(xiàng)

（1）溜槽澆筑一般按照先低后高，先外側(cè)后中間的施工順序進(jìn)行澆筑。

（2）每個溜槽配備一個混凝土澆筑小組，每一小組由7～8人組成，其中包括鋤灰攤平2人，振搗3～4人，溜槽維護(hù)1～2人。

（3）澆筑開始前檢查溜槽是否通暢，溜槽路徑是否正確，截?fù)醪灏迨欠癜惭b完畢。

（4）澆筑時觀察混凝土流速是否均勻，有無受阻，如有受阻由維護(hù)人員及時解決。

（5）如因混凝土供應(yīng)等原因，澆筑工作產(chǎn)生較長間歇，應(yīng)及時將溜槽上殘余混凝土清除，避免因混凝土凝結(jié)，影響砼輸送。

（6）一個落灰點(diǎn)周圍100 m2內(nèi)澆筑完成，應(yīng)由維護(hù)人員按照下一落灰點(diǎn)位置將溜槽插板調(diào)整后，清理澆筑通道，進(jìn)行下一部位澆筑。

（7）倉塊澆筑中在不影響溜槽穩(wěn)定和下一倉塊對溜槽管架的利用上只對少數(shù)的鋼管進(jìn)行拆除，以減少溜槽支撐腳手架的重復(fù)搭設(shè)，降低人工成本，加快施工進(jìn)度。

5 經(jīng)濟(jì)效果分析

使用溜槽澆筑混凝土與泵送澆筑混凝土工作條件及效率大體相當(dāng)，在考慮方案中一般以此作為對比。泵送一般使用混凝土一、二級配，而溜槽適合所有級配類型。在同等工況下，溜槽使用三級配與泵送使用二級配相比，水泥用量減少65 kg/m3，節(jié)約成本75～125 元/m3。在機(jī)械設(shè)備使用上，采用泵送會產(chǎn)生10 元/m3臺班折舊費(fèi)，并且極易產(chǎn)生泵管堵塞，增加清理用工和混凝土浪費(fèi)。如果混凝土運(yùn)輸效率能夠保證，溜槽將遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于一臺輸送泵的輸送效率，能大大降低澆筑成本，提高工效。

6 結(jié)語

曼維萊廠房混凝土澆筑中使用溜槽澆筑的混凝土方量達(dá)5 萬m3，與泵送相比在成本上節(jié)約500萬元左右。在國外環(huán)境設(shè)備缺少的情況下，溜槽的使用保證了曼維萊廠房的施工進(jìn)度，為項(xiàng)目履約做出了重要貢獻(xiàn)。該工程合理地利用地形環(huán)境使用溜槽，在高邊坡廠房混凝土澆筑中積累了良好的施工經(jīng)驗(yàn)，可以為后續(xù)類似工程提供借鑒。