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關鍵詞:無戧堤 土工布 粘土心墻 防滲
中圖分類號:TU74文獻標識碼: A
一、工程概況
馬里費魯水電站項目位于馬里境內塞內加爾河上,距卡伊15公里,距馬里首都巴馬科650公里。為了有效利用該處河流落差,充分開發塞內加爾河水電資源,馬里、毛里塔尼亞、幾內亞和塞內加爾四國組成了“塞內加爾河開發高等專署”簡稱OMVS,該組織對塞內加爾河進行綜合治理。項目實施模式為EPC總承包。主要工作內容為:施工設計,引水發電系統,輸電線路系統及進場路等工程。主要建筑物有:電站廠房、進水閘、分水閘、攔污柵、交通橋、開關站、225千伏輸電線路、永久進場路及改建加高原當水堰;電站機組結構為燈泡貫流式,裝機容量為3臺21MW機組。
二、圍堰斷面設計
馬里費盧水電站項目一期圍堰,為進水口臨時擋水建筑物,使用期為兩年,施工洪水按50年一遇設計,相應流量Q=5200m3/s。利用擋水壩段過流,在一期圍堰的保護下進行引水渠進水口、分水閘及圍堰內側擋水壩段的施工。斷面設計如下圖:
三、防滲處理施工方法
(一)粘土料場選擇及土料制備
圍堰防滲土料的料場選擇在距圍堰施工面1.5km處的勞工營地旁邊,因當地粘土較少且土層較薄,經勘測此處土料較充足,且覆蓋層較薄場地較大還便于土料制備。這樣一來運距近、覆蓋層剝離量小大大降低了施工成本。
土料制備采用挖溝槽泡土法,用反鏟將清理覆蓋層后土場挖成2米深1.5米寬的溝渠,溝長15米。根據用土量計算挖溝的數量及溝深,每條溝間距3.5米,溝與溝之間在兩頭頂端及中間部位聯通,便于泡土放水方便且達到含水的均勻性。在溝槽挖完后安排水罐車進行放水,水一直放滿且保證沒有向外漏水的現象。在用土料時保證溝槽內再沒有明水且表面已干燥,根據當地氣候溫度土料制備工作一般提前一星期左右為宜。
(二)圍堰施工
在圍堰填筑以前,測量工程師用全站儀在河面放出圍堰軸線走向,因為河水深度在1.5m-3.5m,所以采用浮標及竹竿相結合標點,在填筑圍堰過程中進一步校核和調整保證按設計施工。
1.石渣填筑
石渣料料源來自距圍堰800m的引水渠道的爆破開挖料,用4輛20T自卸汽車運輸的現場,石渣料填筑采用220推土機進占法推平,填筑石渣分為二個區,軸線上下游各1米外為一區,采用粒徑0-100mm的石渣;軸線上下游各2米內為二區,采用0-30mm的石渣料填筑,便于二次開挖。第一層石渣填筑厚度控制在高出水面30cm左右,超出設計寬度軸線兩邊各1m范圍內,保證碾壓的安全寬度。石渣填筑分為兩班作業,圍堰上游每隔10m布有路燈,保證晚間施工照明。圍堰下游插有標桿,作用一是控制下游填筑寬度,作用二是給運輸車輛一個警示和引導作用。為了進一步保證安全期間,防止施工機械太靠邊發生下滑或傾斜,故在推土機推平料過程中,將圍堰上下游邊預留0.3-0.5m的料頭不平整,做一安全距離防護。在第一層石渣料全部填筑完后用16T自行碾進行碾壓,碾壓遍數為10遍,在圍堰軸線兩邊各留1米位置不碾壓,便于填筑土料時進行石渣料的二次開挖。在第二層以上填筑石渣時厚度控制在60-80cm,碾壓遍數不變。石渣填筑完后堰前水位40.5m高程堰后水位39.5m高程。
2.土工布鋪設
土工布鋪設前進行測量放線,用白灰把圍堰軸線標明,然后用PC350反鏟倒推法對粘土心墻位置的石渣進行二次開挖,開挖的石渣料鋪在心墻上游石渣區,開挖進度根據土工布及土料填筑進展確定,一般超前5-10m,這樣即可確保土工布鋪設工序銜接,也確保了石渣開挖過程中掀起的水浪不會對已填筑好的土料料頭形成沖刷而造成的泡。
土工布的出場寬度為6m,長度為35m。為了便于施工將土工布裁成5-10m長,然后每間隔3米左右順土工布寬度方向用扎絲把竹竿綁扎在土工布上,竹竿與土工布綁扎長度根據水深確定,一般超出水深0.5m,將將要下入水中土工布長度方向的一頭也用竹竿連接,確保將鋪設土工布時能夠鋪到河床底部,水深超高2m時,為避免土工布在鋪設時上浮,在鋪設土工布時在下入水中一頭的竹竿上綁扎直徑20cm的石頭,確保土工布鋪設到河床底部。土工布之間的搭接時,將兩頭的竹竿參合,然后用扎絲扎緊,確保在回填土料時不會松動或脫離,搭接長度一般在30cm左右。土工布的鋪設一般超前土料填筑的5-8m。隨著堰體的升高將土工布隨著連接延續。
3.心墻土料填筑
土料采用土場泡制好的土料,土場在裝車過程中用反鏟翻搗,確保土料含水均勻,第一層與水接觸的土料填筑時含水率控制在4-6,第二層以上土料填筑時含水率控制在8-10。第一層土料鋪筑厚度高于已填筑好的石渣面30cm,確保土料不會受到水的泡。土料填筑時用pc200反鏟對倒入回填區域的土料進行擠壓,確保與水結合部位的泥水排出,土料回填時要確保土料供應的連續性,鋪筑過后的土料用16T自行碾碾壓8遍,第二層以上的土料壓實度均達到98%以上。
四、施工難點及處理方法
由于當地地理屬于卡斯特地貌,在河床底部沿圍堰上下游方向有較多裂隙,圍堰在填筑后土料區域出現了3處塌陷,就此現象處理方案采用了在圍堰上游倒土密實閉氣法進行了處理,并對塌陷處進行再次回填碾壓,此處理效果很好。
五、結束語
(一)在防滲效果方面
通過此方案修筑的圍堰,在圍堰后的滲水量為每小時25m3,同比以往的常規圍堰施工方法而言防滲效果極好;
(二)在工程量方面
因為此圍堰為臨時設施,在工程竣工時要拆除,所以運用此方案比常規導截留圍堰省掉了戧堤的填筑工程量,即為圍堰填筑的工程量的1/3量;
(三)在施工成本方面
圍堰使用三年期間不用投入抽水設備及人員,圍堰拆除時比普通到導截留圍堰省掉了戧堤部分的挖運量,從而大大的降低了施工成本。
(四)在時間方面
[關鍵詞]發電機定子;定子卸車;橫向吊裝;液壓提升裝置
江蘇沙洲電廠一期工程2#機組為600 MW超臨界變壓運行燃煤直流機組,三大主機為上海鍋爐廠、上海汽輪機有限公司和上海汽輪發電機有限公司設計制造。2#機組主廠房布置為:從主廠房中間10a軸到擴建端18軸依次為高壓段、發電機、低壓缸、高中合缸。機頭朝向擴建端,發電機定子就位中心線位于主廠房12~13軸之間,中心距A列柱為15.3米。發電機定子由水路運輸至現場,外形尺寸為10425×4000×4324mm,定子運輸重量為345t,起吊重量352t(含一個專用吊架及一對Φ108專用吊裝鋼絲繩重量)。
1 定子吊裝方案的選擇
(1)方案一
內容:高壓段緩施工,發電機定子由主廠房中間進入,在高壓段基礎上布置液壓提升裝置,利用液壓提升裝置將發電機定子吊裝就位。然后在進行高壓段廠房施工。
可行性:因為發電機定子到貨時間晚,受廠用帶電工期影響,高壓段必須在定子吊裝之前施工,因此此方案不能實施。
(2)方案二
內容:待高壓段施工完畢后,加固高壓段,在9~10軸之間緊靠高壓段布置液壓提升裝置,使液壓提升裝置的行走機構吊著發電機定子從高壓段上方通過,到達發電機就位位置。
可行性:9~10軸之間空間不足,距離僅為9500mm,且在6400mm平臺處受橫梁影響,發電機定子在利用運輸車運進主廠房后,吊孔兩側一側為2#機組高壓段,另一側是1#機組加熱器平臺,不能轉向90度,因此不能滿足吊裝條件。
(3)方案三
內容:從發電機平臺側面布置液壓提升裝置,重新制造一套液壓提升裝置的行走機構,使之滿足橫向行走吊裝要求,將定子由12軸13軸間送入,并調整至與發電機機座平行方向,利用改造后的液壓提升裝置對發電機定子進行吊裝。
可行性:利用公司原有的液壓提升裝置吊裝,安全系數高(因液壓提升裝置有良好的自鎖功能),并且改造后,公司的液壓提升裝置具備縱向、橫向吊裝發電機定子的能力。可行性良好。
綜上所述,采用方案三吊裝發電機定子對其他設備安裝影響小,對發電機到貨的時間要求不高,更有利于發電機定子的順利吊裝。故根據上述情況,決定此次定子吊裝采取橫向吊裝方案。發電機定子到達現場后用浮吊卸船,由運輸車利用自升降功能及自制轉盤90°轉向將定子準確卸車至A列12~13軸之間主廠房內平行汽機平臺起吊位置,再利用改造的定子橫向吊裝架和液壓提升裝置作為吊裝機具進行吊裝施工。#2機定子于2006年1月8日吊裝就位。
2 方案實施前須解決的問題
2.1鑒于沙洲現場擴建端外定子運輸路線上土質松軟,需對運輸、卸車場地進行認真處理。處理后的運輸、卸車場要求滿足抗壓強度大于6.5噸/平方米。
2.2運輸車在駛入主廠房前需經過有大直徑地埋管道的區域,需對地埋管道校核承載強度,并針對承載力才去補強措施。
2.3廠房內回填土水分含量大,難以承受循環水池外液壓提升裝置吊起發電機定子時每個支腿的重載。
2.4鑒于以下兩個原因,需對循環水池進行處理:
(1)發電機定子在卸車時有兩個支撐定子的支墩要坐在循環水坑內。
(2)發電機定子吊裝時液壓提升吊裝架的兩個支腿坐在循環水坑內。
(3)制作一套發電機定子拖運轉盤配合運輸車使用,并保證發電機定子進入廠房后能旋轉90°,滿足卸車需要。
(4)須對原液壓提升裝置支撐架和行走架進行改進,使其滿足橫向吊裝的能力。
3 施工方法及技術措施
3.1施工流程
運輸車的準備 定子卸船裝車 定子廠外運輸 定子廠內轉向 定子廠內卸車 組合液壓提升裝置 定子試吊裝 定子正式吊裝。
3.2施工準備
(1)為了滿足發電機定子從碼頭運到廠內指定地點,必須對非正式道路和不能承受6.5噸/平方米的路面進行處理。松軟地面下用500mm厚碎石和石渣混合物換填,上面用三七灰土墊平并夯實。
(2)經核算管道自身強度可滿足其上部6.5噸/平方米傳下的均勻荷載。為保證上部荷載均勻,在地埋管道上部換填500mm厚碎石和石渣混合物并鋪設路基板增加抗壓面積。
(3)對循環水池外液壓提升裝置支腿基礎的處理方法:
定子凈重345噸,液壓提升裝置及行走架整體重量約為200噸,考慮到提升架外側四條腿受力較大,故定子提升裝置支腿地腳處最大壓力為(345+200)÷4=136.5噸,考慮到行走架行走時的受力影響和整體的穩定性,需保證其地腳處承載力不低于150噸。循環水池外液壓提升裝置支腿地腳位置澆筑混凝土基礎并在其上部鋪設50mm厚的鋼板,以提高定子提升裝置支腿基礎承載力達到起吊時的要求。
(4)對循環水坑處理如下:
循環水坑內制作鋼結構支架,支撐定子支墩及液壓提升裝置在坑內的兩條支腿。
(5)在運輸上制作發電機定子運輸底座,保證發電機定子運到指定位置時,通過外力使其在運輸車上旋轉90°角,使發電機定子縱向中心線和基礎中心線平行。
(6)液壓提升裝置支撐架和行走架的改造由制造廠家進行,在原有的支撐架和行走架上做相應的調整,保證行走架吊著發電機定子在支撐架上橫向行走。
3.3 卸車方案
定子卸車的主要步驟如下:
(1)將定子用運輸車垂直于A列柱從12~13軸之間運進主廠房,使定子中心到達轉向設計位置。
關鍵詞:水利工程;土石壩;施工技術
土石壩是我國較早和較普遍采用的一種壩型,為解決我國的“洪澇災害、干旱缺水”等水問題,發展國民經濟、保障人民生活發揮了重要作用。土石壩具有就地取材,對壩基地質條件要求不高,結構簡單節約三材和易于施工等優點。
1、料場規劃
土石壩施工中,料場的合理規劃和使用,是土石壩施工中的關鍵技術之一,它不僅關系到壩體的施工質量、工期和工程造價,甚至還會影響到周圍的農林業生產。
施工前,應配合施工組織設計,對各類料場作進一步的勘探和總體規劃、分期開采計劃。使各種壩料有計劃、有次序地開采出來,以滿足壩體施工的要求。
選用料場材料的物理力學性質,應滿足壩體設計施工質量要求,勘探中的可供開采量不少于設計需要量的2倍。在儲量集中繁榮主要料區,布置大型開采設備,避免經常性的轉移;保留一定的備用料場(為主要料場總儲量的20%~30% )和近料場,作為壩體合龍以及搶筑攔洪高程用。在料場的使用時間及程序上,應考慮施工期河水位的變化及施工導流使上游水位抬高的影響。供料規劃上要近料、上游易淹料先用;遠料,下游不淹料后用。含水量高料場夏季用;含水量低料場雨季用。施工強度高時利用近料,強度低時利用遠料,平衡運輸強度,避免窩工。對料場高程與相應的填筑部位,應選擇恰當,布置合理,有利于重車下坡。作到就近取料,低料低用,高料高用;避免上下游料過壩的交叉運輸,減少干擾。
充分合理地利用開挖棄渣料,對降低工程造價和保證施工質量具有重要的意義。作到棄渣無隱患,不影響環保。在料場規劃中應考慮到挖、填各種壩料的綜合平衡,作好土石方的調度規劃,合理用料。料場的覆蓋剝離層薄,有效料層厚,便于開采,獲得率高。減少料物堆存、倒運,作好料場的防洪、排水、防止料物污染和分離。不占或少占農業耕地,作到占地還地、占田還田。
在料場的規劃和開采,考慮的因素很多而且又很靈活。對擬定的規劃、供料方案,在施工中不合適的即使進行調整,以取得最佳的技術經濟效果。
2、土石料開挖運輸
土石壩施工中,從料場的開挖、運輸,到壩面的平料和壓實等各項工序,都可由互相配套的工程機械來完成,構成“一條龍”式的施工工藝流程,即綜合機械化施工。在大中型土石壩,尤其在高土石壩中,實現綜合機械化施工,對提高施工技術水平,加快土石壩工程建設速度,具有十分重要的意義。
2.1開挖運輸方案
壩料的開挖與運輸,是保證上壩強度的重要環節之一。開挖運輸方案,主要具壩體結構布置特點:壩料性質、填筑強度、料場特性、運距遠近、可供選擇的機械型號等多種因素,綜合分析比較確定。土石壩施工中開挖運輸方案主要有以下幾種。
2.1.1正向鏟開挖,自卸汽車運輸上壩
正向鏟開挖、裝載、自卸汽車運輸直接上壩,通常運距小于10km。
2.1.2正向鏟開挖、膠帶機運輸
國內外很多水利水電工程施工中,廣泛采用了膠帶機運輸土、砂石料。如:國內的大伙房、岳城、石頭河等土石壩施工,膠帶機成為主要的運輸工具。
2.1.3斗輪式挖掘機開挖、膠帶機運輸、轉自卸汽車上壩。
2.1.4采砂船開挖、有軌機車運輸、轉膠帶機(或自卸汽車)上壩。
2.2開挖運輸機械設備容量確定分期施工的土石壩
應根據壩體分期施工的填筑強度和開挖強度來確定相應的機械設備容量,為了充分發揮自卸汽車的運輸效能,應根據挖掘機械的斗容選擇具有適當斗容量(或載重量)的汽車。挖掘機裝滿一車斗數的合理范圍應為3~5斗,通常要求裝滿一車時間不超過3.5~4min,卸車時不超過2min。
2.3土料壓實
2.3.1土料壓實特性
土料壓實特性,與土料自身的性質,顆粒組成情況、級配特點、含水量大小以及壓實功能等有關。
2.3.2土石料的壓實標準
土料壓實得越好,物理力學性能指標就越高,壩體填筑質量就越有保證。但土料過分的壓實,不僅提高了壓實費用,而且會產生剪力破壞,反而達不到應有的技術經濟效果。可見對壩料的壓實應有一定的標準,由于壩料性質不同,因而壓實的標準也各異。
2.3.3石渣及堆石體(壩殼料)
石渣或堆石體作為壩殼材料,可用空隙率作為壓實指標。根據國內外的工程實踐經驗,碾壓式堆石體空隙率應小于30% ,控制空隙率在適當范圍內,有利于防止過大的沉陷和濕陷裂縫。一般規定其壓實空隙率為22%~28% 左右(壓實平均干表觀密度為2.04~2.24t/m3)以及相應的碾壓參數。
2.4壓實機械及壓實參變數
壓實機械對工程進度,工程質量和造價有很大的影響。壓實機械的選擇原則:應根據筑壩材料的性質、原狀土的結構狀態、填筑方法、施工強度及作業面積的大小等,選擇性能能達到設計施工質量標準的碾壓設備類型。如按不同材料分別配置不同的壓實機械,就會出現機械閑置的情況。所以確定機械種類和臺數時,還應從填筑整體出發,考慮互相配合使用的可能。
2.5壩體填筑
土石壩的壩基開挖、基礎處理及隱蔽工程等驗收合格后,就可以全面展開壩體填筑。壩體填筑包括基本作業(卸料、平料、壓實及質檢)和輔助作業(灑水、刨毛)清理壩面和接觸縫處理)。
壩面流水作業分為:
2.5.1壩面流水作業:土石壩填筑必須嚴密組織,保證各工序的銜接,通常采用分段流水作業。
關鍵詞:抽水蓄能電站 壩施工 施工組織 碾壓砼 砼施工技術 入倉
1概述
回龍抽水蓄能電站下庫大壩為碾壓混凝土重力壩,包括擋水壩段、溢流壩段、泄洪壩段、泄洪排沙底孔和電站尾水洞共6個壩段,壩頂軸線長175m,寬5m,上游壩面垂直,下游壩坡為1∶0.75,最大壩高53.3m,壩頂高程507.3m;尾水洞穿過2號壩段,3號壩段有泄洪底孔、溢流孔及左右導墻等構筑物;溢流堰頂部高程為502m,碾壓混凝土在497m高程結束,上游還采用常態混凝土澆筑的塔架,施工布置較復雜。
混凝土工程總量102328m3,其中碾壓混凝土85391m3、常態混凝土14335m3、預制混凝土2602m3。施工道路布置困難,交通運輸不便;混凝土類型較多,各部位混凝土入倉手段不一致;施工暴露面大,溫控要求嚴格;碾壓混凝土技術要求高,攤鋪時要防止骨料分離而形成微小滲漏;層面結合、層面抗剪強度是碾壓混凝土施工的重點等特性。
2混凝土入倉方案
下庫大壩,左岸岸坡較陡峭,最陡處坡度為1∶0.7,在高程470m有一個6m寬的臺階;右岸坡度較緩,坡比為1∶1.5~1∶3,加之右岸壩坡又無交通道路,對施工方案的選擇非常不利。經過方案比較,決定采用低線公路自卸汽車直接入倉和高線公路左岸真空溜槽入倉方案。即高程454m~470m利用壩下道路自卸汽車直接入倉,基礎墊層常態混凝土入倉采用低線公路至基坑出渣道路,自卸汽車直接入倉,裝載機平倉。高程470m~502m采用左岸真空溜槽和塔吊配合3m3吊罐組合入倉,高程502m以上混凝土,先澆筑溢流壩段以左部分壩段,待溢流壩段交通橋安裝后,利用該橋進行右側壩段澆筑。大壩進/出水口、泄洪底孔塔架和進口箱涵及其支墩、攔污柵等常態混凝土由塔吊配合3m3吊罐入倉。
2.1入倉道路布置
2.1.1倉外道路
根據現場地形條件,布置兩條入倉道路,一條由207國道通往大壩左岸回車場的上壩公路,長0.198km,混凝土水平運輸到左壩肩,經真空溜槽二次倒運入倉;另一條由207國道通往大壩基坑,長0.525km,路基寬7m,從順河4號公路開始到高程465m段,縱坡不大于8%,寬度不小于6m,作為混凝土水平運輸直接入倉道路。當澆筑達到高程470m以上時,混凝土預制件、鋼筋等材料由此運輸到大壩下游側,通過塔吊運輸入倉。
2.1.2倉內道路
考慮施工強度以及壩體結構,充分發揮碾壓混凝土產量高、速度快的優勢,每層碾壓混凝土施工時,均分為左右兩倉。其中最大倉號面積為1320m2。因此,先施工左岸倉號,后施工右岸倉號,且先施工的倉號端頭不設模板,而設10%的斜坡面,以便右岸倉號澆筑時汽車運輸。但由于廊道、尾水洞、泄水底孔等壩體結構的影響,該層混凝土左右倉號的高差不斷加大,最大達2.9m,故考慮在分倉處布置一條10%的施工道路,道路上游側用擋塊作模板,隨著左岸混凝土施工,延長施工道路和收縮道路寬度。
2.1.3入倉口的布置
將4號道路延伸到壩下0+042.89,道路寬4.5m。用石渣墊平,其尾部10m段鋪5cm~10cm厚粗骨料,用于機械設備的沖洗和透水。為便于運輸混凝土的汽車以及平倉、碾壓設備的進出,在3號壩段0+068.102以左范圍內預留一4.5m寬的入倉口,先不立模板,隨著倉號混凝土的上升,逐層用P3015模板將預留入倉口封堵,施工道路也同時跟著入倉口的封堵而逐層上升。
2.1.4倉內設備臨時停放場
由于第一層混凝土施工倉面高低不平,故必須設置一個停放振動碾、反鏟等設備的臨時停放場。布置在4號施工道路的尾部,場地寬約4m,長約8m,由Ⅱ標洞挖石渣墊平,并有3m寬的碎石道路與施工道路相連。
2.1.5自卸汽車沖洗場
布置在4號施工道路旁距離基坑約20m處,面積約30m2,用粗骨料鋪成,并有3m寬的碎石道路與施工道路相連。
2.2混凝土施工設備
2.2.1混凝土拌和設備
根據計算,下庫大壩碾壓混凝土施工最大倉號面積達1320m2,位置約在高程475m。工程的施工質量及混凝土的碾壓質量,主要取決于混凝土的拌和質量和強度。為保證RCC在碾壓層間結合良好,必須在碾壓混凝土初凝前進行下一層碾壓。根據經驗及試驗成果,RCC層面允許暴露時間受氣溫高低、空氣相對濕度大小及風速等因素影響;當氣溫低于25℃時,混凝土的初凝時間在10h以上,若按8h覆蓋一層(碾壓混凝土層厚30cm)計,最大混凝土需用量為396m3/8h。考慮到混凝土平倉、碾壓對鋪料干擾,擬定混凝土拌和的凈工作時間為6h,則需要混凝土拌和系統生產能力為66m3/h。故采用生產能力為90m3/h的拌和樓,其實際生產能力為72m3/h。在實際施工中,由于大壩碾壓混凝土施工時有各種級配混凝土要不斷調整以及生產變態混凝土、日常制作預制混凝土,同時也為保證HZF90拌和站有效出力和日常檢修,本工程還安裝了一臺HZF60拌和站。
2.2.2垂直運輸設備
1)塔吊:采用C7050(10t/25t)定臂塔吊,其基礎中心位于壩下0+35.2,樁號為0+024~0+034,后期延長至樁號0+059,塔基坐落于高程472m,塔頂高程529.3m,起吊高度44.5m。其中最大起吊半徑為10t時40.0m、25t時18.0m。
2)真空溜槽:布置在左岸,負責壩體高程470m以上碾壓混凝土的垂直運輸。長33m,生產能力為120m3/h。
2.2.3水平運輸設備
通過試驗總結,60站攪拌時間70S,90站為50S,兩站同時拌合,強度可以達到60m3/h~70m3/h,下庫混凝土攪拌站距下庫大壩平均按300m考慮,自卸汽車行速按約20km/h計,考慮到裝、卸、會車等因素,每車往返一次按12分計,每車裝運3m3,運輸強度可達到15m3/h,需5部15t自卸汽車。另到高程470m以上,由于使用真空溜槽垂直運輸,混凝土需二次倒運再增加2輛自卸汽車。
2.2.4倉內設備布置
1)8t汽車吊和25t汽車吊布置在倉號內負責壩體開倉前上游模板起吊工作。
2)反鏟(PC220)布置在倉內,負責壩基常態混凝土、碾壓混凝土的平倉以及混凝土澆筑過程中壩體下游側預制混凝土擋塊的安裝工作,以及局部自卸車不易到位的地方,轉運混凝土入倉。
3)裝載機(ZL40)布置在倉內,負責壩基常態混凝土、碾壓混凝土的平倉,局部混凝土的轉運。
4)推土機(TY220)布置在倉內,負責壩基常態混凝土、碾壓混凝土的平倉。
5)自卸汽車(東風康明斯)布置在倉內,負責從真空溜槽出料口向大壩右岸轉運碾壓混凝土。
2.3混凝土入倉施工
壩體上升按照壩體上下游面DOKA模板的爬升原則,結合結構物特點,分為20層,最大層厚3.1m,隨壩體上升逐層施工。其中底孔常態混凝土,待底孔封頂結束、達到一定厚度后再進行澆筑;底孔出口隔墻常態混凝土隨著壩體進行澆筑;溢流壩面常態混凝土待壩體上升至壩頂后再行澆筑;底孔塔架、進出口塔架混凝土隨著壩體同步上升;壩后常態混凝土待塔吊拆除、壩后石渣清理干凈后澆筑;壩前進出水口澆筑利用壩體上升過程中的間歇時間進行,其中先進行箱涵支墩混凝土澆筑,再進行壩前便道混凝土澆筑,接下來進行橋臺砌筑和混凝土澆筑;待壩體上升至高程479m后,開始箱涵混凝土澆筑,在壩體上升至高程488m后,完成箱涵澆筑、部分起吊架澆筑和攔污柵安裝,待箱涵澆筑完成后進行交通橋混凝土施工。
2.3.1低線公路自卸汽車直接施工
1)下庫壩基灌漿前混凝土(高程454m~458m)上游起自樁號0-005,下游終止于壩下0+042.894,橫跨2號、3號壩段;底部自0+053起,至0+073止;設計寬度20m,頂部寬度約26.8m,分兩層澆筑,采用自卸汽車直接入倉、倒行卸料的方法,以反鏟平倉為主、人工配合為輔,形成邊卸料、邊平倉、邊碾壓的有序作業循環。
2)高程458m~470m范圍及高程470m~480m局部范圍內各層澆筑主要考慮到壩體灌漿廊道、交通廊道、泄洪排砂底孔苗子筋,以及泄洪排砂底孔兩側交通的影響,同時0+062以左入倉口要求預留,無法采用通倉和斜層平推法施工。因此以壩體0+062分縫線為界,將倉號分為左右兩部分施工,在汽車不能直接入倉時用反鏟倒運后人工平倉、振搗。在底孔的壩下0+10.8至0+15.3處隨倉號混凝土澆筑而逐層放入擋塊,做為底孔兩側交通道路。
2.3.2高線公路左岸真空溜槽入倉施工
1)當大壩澆筑到高程475.1m時,考慮到尾水洞橫跨壩體,同樣樁號0+062處將倉號分為1號、2號壩段左岸施工區和3號、4號、5號壩段右岸施工區,倉內交通同泄洪底孔一樣處理。其中左岸由自卸汽車直接入倉,右岸由真空溜槽和塔吊相互配合入倉,反鏟和ZL40裝載機平倉。
2)從高程480m開始,主要通過G207國道和2號施工道路運輸混凝土至左岸真空溜槽入倉,在倉內用一輛自卸汽車二次倒運,壩后道路不再作為主要施工道路。在尾水洞封頂后,右岸施工區采用斜層平推法,從右往左進行,自卸汽車倒運,反鏟平倉。當料投到0+088后,此處設模板,混凝土垂直運輸由C7050塔吊負責,在倉內采用兩輛翻斗車運輸混凝土,人工平倉,小振動碾碾壓。左岸施工區采用平層澆筑,由真空溜槽和塔吊負責混凝土垂直運輸,裝載機倒運,反鏟平倉,小型振動碾配合YZ14JC振動碾壓。3號壩段由于結構復雜,碾壓混凝土澆筑到高程498.6m,待碾壓混凝土全部施工完后,單獨進
行常態混凝土施工。
2.3.3塔吊吊裝入倉施工
從高程501m起,真空溜槽全部拆除,大壩下游面采用DOKA模板立模,由C7050塔吊負責混凝土運輸入倉,先澆筑1號、2號壩段,待溢流壩交通橋建成后再由汽車直接入倉,進行右岸壩段施工。
高程506.7m~508.3m內大壩均為常態混凝土施工。
【關鍵詞】TBM、同步襯砌、連續皮帶機、維護使用
TBM連續掘進長度不斷增加,有軌運輸出渣已完全不能滿足長大隧道TBM施工時出渣運輸的需求,連續皮帶機系統運輸效率高、可靠性高,基本不受運輸距離的延長而影響運輸速度,已經成為TBM掘進施工出渣運輸的主流方式。連續皮帶機系統雖然具有安全高效等優點,但系統相對比較復雜,任何一個環節出現問題,都會導致整個出渣系統無法運轉,進而導致TBM無法施工,影響工程進度。
同步襯砌技術在我國的應用時間較短,在中天山鐵路隧道的TBM掘進中首次采用此種技術,并在實際應用中取得理想效果[1]。西秦嶺隧道工程也同樣采用同步襯砌技術,西秦嶺隧道全程19.8km,掘進出渣采用皮帶機運送模式,這點和中天山隧道不同,該工程采用的連續皮帶機需要穿越過同步襯砌車,所引來的襯砌車其結構以及整體設計都有工程自己的特點[2]。在出渣情況下,襯砌混凝土受到的動載震動還會對混凝土的凝固質量造成影響,在出渣及襯砌過程中,皮帶機需保持運動姿態不變,這些問題都影響著工程有效開展,這點也是本文研究的重點。
1.工程概況
西秦嶺隧道工程位于蘭渝鐵路中段,在甘肅省隴南市境內,隧道全長約為28.24km,于左右線分別設置2條單線隧道,最大埋深約為1.4km,依照工程設計,本隧道工程以TBM掘進方式及鉆爆法聯合進行,1段全程約5.59km,2段全程約7.34km。TBM1段掘進在出口處進行通風及出渣,2段則于斜井處出渣及通風。
2.連續皮帶機出渣系統
連續皮帶機出渣系統主要包括:卸載滾筒總成、主驅動及電器驅動控制系統、儲帶倉總成、皮帶張緊機構總成及電器驅動控制系統、皮帶調偏及延伸安裝窗口、移動尾段、急停系統、皮帶托輥支架和皮帶[3]。
西秦嶺TBM配套連續皮帶機采用ST2000型鋼絲皮帶,皮帶寬度914mm,運行速度達3.05m/s,輸送能力達600m?/h。整條皮帶機采用4套300KW變頻電機配減速機驅動,驅動滾筒直徑約1098.6mm,表面采用帶陶瓷片的覆蓋,以減少皮帶打滑的可能性。儲帶倉總長87.075m,包括18個改向和張緊滾筒,共能存儲10層皮帶,共計650米。
3.同步襯砌技術的應用分析
3.1同步襯砌施工方案
本次施工依照同步襯砌臺車不同的位置設置,一共設計了兩種同步襯砌的具體方案:同步襯砌車和TBM設計成一個配套整體,另一方案為使同步襯砌車和TBM始終保持一個合理間距,每種方案使用的模板并非同一類型,分別是液壓鋼模與穿行液壓鋼模[4]。
通過對兩種方案的綜合對比,將同步襯砌車裝置于TBM的后配套處構成一個整體的施工方案并不能適用于本次工程中。而另一種襯砌車和TBM始終保持一定間距,利用穿行鋼模的方式,因空間布局較難,也同樣不可取,因此本次工程最終確定為襯砌車和TBM后配套始終保持一定間距,并選取液壓鋼模作為模板的施工方案。
3.2同步襯砌施工規劃
本次施工以TBM掘進施工和二次襯砌平行操作,二次襯砌在TBM掘進之后適時進行。襯砌臺車的結構設計必須將連續皮帶機、水管、通信電纜、高壓電纜、通風軟管以及運行車輛穿行的因素考慮在內,且臺車在操作過程中必須保證TBM所需材料運輸、皮帶傳送、高壓供電、照明通風、給排水及通訊的持續進行[5]。
TBM掘進段的襯砌施工需安排2臺基準班級為452cm的大型模板液壓襯砌車(以下成車1,車2),緊跟TBM施工,車1需緊跟TBM進行施工,對于圍巖情況差的洞段進行及時襯砌,可進行多次施工,車2設置于車1后,預先留置橫通道等施工位置進行施工,TBM的掘進速度為平均0.6km/月。
3.3施工流程
TBM在進入洞口時,車1、車2同時緊跟入洞,在洞口約100m處停車,待矮邊墻施工完成且滿足一定強度,再跟至TBM后方的適當處,開始和TBM同步襯砌。車3跟車1、車2同時入洞,首先進行洞口處的V級圍巖襯砌,之后接著進行預備洞中可進行二次襯砌的施工段,最終達到TBM的出發洞之后暫停,等TBM掘進第一階段徹底完成,且連續皮帶機和給排水、通風等管道拆除之后,車3再從內部開始向外進行預備洞中其它部分的二次襯砌。
4.存在的問題及原因分析
本次工程在實際操作中存在幾點影響施工的重點問題,具體如下:
(1)工程初期偶見皮帶機跑偏以及石渣墜落的故障,影響施工正常開展,經分析得知連續皮帶機的運行要求較高,在運轉時皮帶架須始終維持在出渣時的位置及狀態,主要是因為沒有良好固定位置,造成此類問題的出現。
(2)工程施工中曾出現襯砌車偏載的情況,對施工造成不利影響,經分析得知這是由于皮帶機的靜態荷載所造成的,此外在運轉時,還會因動態荷載致使養護狀態下的混凝土出現質量下降等情況,進而造成開裂、質量差等問題。
(3)皮帶機在穿越襯砌車時其位置不能發生改變,這就要求臺車上需要留有固定且足夠的空間,此外臺架下還需要有軌運輸車不斷運行,這也是臺車臺架以及模板設計的一大難題。
5.解決方案
5.1為保證無論臺車是何種工況,皮帶機都能維持在出渣時的狀態機位置,我們采取的解決方案是在臺架與模板見流出足夠大的專用通道與滑軌空間,以此可承載皮帶機。為保障皮帶機持續出渣運行,在穿越臺車時,單純對在洞壁固定用的三角支撐進行拆除,并由臺車上設置的專用滑軌來承載皮帶機,在臺車的移動過程中,將前方皮帶機上的三角支撐進行拆除,同時在后部將三角支撐進行安裝。
5.2為防止偏載以及震動對于臺車和混凝土的影響,我們采用的方案是利用荷載轉移與綜合減振法,以此防止皮帶機在運行時產生的振動向模板和臺架傳送。
5.3為了解決空間通行要求,在施工條件進行實地勘察,并對臺車的結構、材料等參數進行多次計算,以此來確定臺車的斷面設計,來滿足空間通行要求。
6.結論與討論
西秦嶺隧道以本文所分析的施工方案,現已全面完工,并于2014年7月正式全線貫通,通過實踐證明該種方案的同步襯砌車可實現良好穩定運轉,各個工序在此方案下實現緊密銜接,并通過施工組織中的不斷磨合,施工后期的襯砌速度不斷提升。總之,西秦嶺隧道的連續皮帶出渣條件下TBM掘進和二次襯砌同步施工方案是國內首創,在實踐中也取得良好實效,此種方案具有顯著實踐意義,值得推廣。
參考文獻:
[1]許金林,徐贊,王艷波. 西秦嶺特長隧道連續皮帶機出碴施工關鍵技術[J]. 隧道建設,2011,31( 6) : 678 - 685.
[2]徐雙永,陳大軍. 西秦嶺隧道皮帶機出碴 TBM 同步襯砌技術方案研究[J]. 隧道建設,2010,30( 2) : 125 - 127.
[3]戴潤軍,楊永強.西秦嶺隧道連續皮帶機出碴下的同步襯砌施工組織管理[J].隧道建設,2011,31,(4):494―499.