1、石膏山水库混凝土施工手段研究摘要：石膏山水库主体大坝工程由于前期开挖影响，工期延误较长，为保证主体施工目标的如期实现，根据已投入使用的 C7050 塔机吊装能力，结合本工程场地特征，在投入成本控制、方案切实可行的前提下，增设了负压溜槽系统作为必要的混凝土入仓手段，有效解决了工期紧、任务重的不利局面。确保了工程质量和进度，取得了较好的经济和社会效益。 关键词：塔机 ；负压溜槽 ；必要；入仓手段 Abstract: gypsum Mountain Reservoir main dam project due to the pre-excavation impact, the duration of
2、 the delay is longer, in order to ensure the main construction goals come to fruition, C7050 tower crane lifting capacity has been put into use, combined with the engineering site characterization in input cost control, under the premise of the program viable, additional negative pressure chute syst
3、em as necessary concrete warehousing means an effective solution to a tight schedule and heavy task unfavorable situation. Ensure project quality and progress, and achieved good economic and social benefits. Keywords: tower crane; negative pressure chute; necessary; warehousing means 中图分类号： TU74 文献标
4、识码：A 文章编号：2095-2104（2013） 一、项目概述 山西省晋中市灵石县石膏山水库地处山西省晋中市灵石县南关镇峪口村上游 1.5 km，位于汾河中游一级支流仁义河。仁义河全长 45.8 km，流域面积 257 km2。工程区位于仁义河上游石膏山峡谷出口处，控制流域面积 110 km2，占仁义河流域面积的 42.8。 石膏山水库大坝采用混凝土重力拱坝，最大坝高 68.0m，共分为 9 个坝段。左岸挡水坝段长 88m；上游面为铅直面，下游面为变坡组合面，坡度范围 1：0.51:0.178。最大坝高 68.0 m；溢流坝段布置在左右岸挡水坝的中间，桩号为 0052.850081.12，总
5、长 28.2 m，共两个孔，上游面为铅直面，下游面挑流鼻坎以下坝坡为 1：0.27，坝基处底宽27.5m。 大坝混凝土浇筑项目主要有：坝体抗渗主体混凝土，洞室混凝土，二期混凝土等项目。混凝土总工程量约为 10.1 万 m3（主体为三级配砼） 。二、水文气象 本工程项目所在地流域属于半干旱大陆性季风气候区，根据灵石气象站 19742000 年资料统计，多年平均气温 10.8，极端最高气温38.5，极端最低气温22.1，多年平均蒸发量 1762 mm，无霜期 160天，最大冻土深度 93cm，风向主要以西北风为多，最大风速可达 20 米/秒，多年全年平均降水量为 481.1 mm。 三、混凝土浇筑
6、施工现状分析 原计划利用 20 个月完成主体混凝土的浇筑施工，但由于前期开挖工期延误，若要确保大坝主体混凝土浇筑能够如期完成，实际施工工期仅为 6 个月，平均月浇筑强度为 16930m3，考虑到施工期不均衡系数（按 1.5考虑） ，高峰期月浇筑强度约为 25000m3。 根据原有投标文件施工方案，项目部初期配有 2 台套 JS1000 型拌和站作为供料系统，6 台 10t 自卸汽车承担水平运输， 1 台 C7050 塔机吊运 1m3 和 3m3 卧罐承担垂直运输。 3.1 拌和系统 2 台套 JS1000/PLD1600 混凝土拌和站布置在生活营地附近，坝体混凝土由拌和站集中供应。考虑到拌和站
7、的工作效率，加之操作人员熟练度的影响，拌和站的实际拌和能力约为 30m3/h。每月工作天数取 22 天，每天工作小时数取 20 小时，则月拌和能力为 13200 m3/月，无法满足按业主要求的年底封顶的高峰期月浇筑混凝土强度要求。 3.2 水平运输 水平运输采用 6 台 10t 自卸汽车进行，拌和系统至坝址区水平运输利用原沁南公路，路面高程约为1083m，水平运距约为 1.5km，单台自卸汽车往返时间约为 12 分钟，每台汽车每次运送砼 3m3，则 1 台汽车单位运输能力为 15m3/h，按拌和系统生产能力 30m3/h 计算，6 台自卸汽车能够满足水平运输要求。 3.3 垂直运输 距坝体下游
8、开挖轮廓线约 7.0m 处布置一台固定式基础 C7050 塔机，主要承担坝身段的模板吊装、混凝土浇筑及金属结构安装任务。其覆盖范围为坝 0+005.00坝 0+160.00。C7050 塔机整机重量 103T，工作幅度（最大工作半径）70m，高度 78.4m，最大起重量/工作幅度 20t/22.4m。 3.3.1 塔机能力、效率分析 （1）计算边界条件 C7050 塔机浇筑工况下各性能参数由厂家资料提供； C7050 塔机幅度在 40m 以内可配 3m3 卧罐（混凝土重 7.2t、卧罐重 2.7t） ，其吊重可达 10.1t。 C7050 塔机在幅度 4070m 以内可配 1m3 液压卧罐（混
9、凝土重2.4t、卧罐重 1.5t） ，其最小吊重可达 5t。 塔机一次提升和下降高度拟按月最大强度浇筑至高程计算，按34m 计。 （2）计算公式及成果 单台 C7050 塔机月生产率 Qm=QjmnK1K2K3 式中：Qj塔机的技术生产率，Qj=Noq，其中 No 为每小时吊运罐数，q 为每罐的有效容积，m3； m每月有效工作天数，取 m=25d； n每天有效工作时数，取 n=20h； K1工作条件利用系数，取 K1=0.8； K2时间利用系数，取 K2=0.9； K3生产率利用系数，取 0.95； 首先计算 Qj =Noq No=3600/T 式中：T吊运一罐混凝土的循环时间，S T=K（t
10、1+t2+t3）+t4+t5 式中：t1重载升降时间，S； t1=3460/25=82S t2空载升降时间，S； t2=3460/50=41S t3小车行走时间，S； 小车行走距离以浇筑块最大宽度 28m 的一半 14m 计算： t3=1460/32=26S K复合操作系数，取 K=0.8； t4回转时间，S，取 t4=120S； t5吊罐对位及卸料等时间，取 t5=25S； 故：T=0.8（82+41+26）+120+25=264S 则：No=3600/T=13.6 罐 取 No =14 罐 再计算 Qj=Noq 当 q=3m3 时，Qj=42m3/h； 当 q=1m3 时，Qj =14m3
11、/h； 因配 3m3 卧罐可吊运的混凝土量占 75%，配 3m3 卧罐为 75%，故综合技术生产率应为： Qj =0.7542+0.2514=35m3/h 综上可知，单台 C7050 塔机月生产率计算值为： Qm= 3525200.80.90.95=11970m3/月。 （3）C7050 塔机生产率 根据上述计算结果，本工程 C7050 塔机的月均生产能力为 11970 m3。其入仓能力远不能满足月浇筑强度要求。 3.4 结论 按原有设备组织混凝土浇筑施工，拌和系统生产能力不足，无法满足主体按期完工的要求。同时，垂直运输手段单一，且无法按连续工作日计算，还要承担前期预制顶拱及施工材料等进仓工作
12、，其生产能力也无法达到进度要求。考虑增设拌和系统及垂直入仓手段成为必然。 四、方案选择 1、泵送混凝土方案。混凝土泵选用 HBT60 型托泵，其最大理论混凝土输送量为 60m3/h，水平最大运输距离为 1200m，垂直输送距离为250m，允许最大骨料粒径碎石不大于 40mm。 2、负压溜槽方案。考虑在右坝肩布设负压溜槽作为垂直入仓手段，仓位面配以移动式皮带机水平布料。负压溜槽起止高程为11461085，坡度按 1:0.9 布设，总长度约为 82m，可覆盖本工程 13 坝段及部分 4 坝段混凝土浇筑范围，输送混凝土方量约为 30000m3。 综合比较上述两种方案， （1）泵送混凝土方案虽然理论输
13、送量及垂直输送距离都能满足工程需要，但考虑到允许骨料粒径限制（40mm） ，针对本工程三级配砼（最大碎石粒径为 80mm）不适用，并且泵送混凝土水灰比较大，对拱坝温度控制及坝体收缩带来严重影响，取消泵送混凝土方案；（2）比照负压溜槽适用范围（适用坡度 1:11:0.75，适用高差为 0100m） ，本工程右坝肩边坡坡度为 1:0.781:0.86，高差为68m，搭设负压溜槽施工具有可行性。 五、负压溜槽方案设计 5.1 负压溜槽特点： 结构简单，成本低廉，安装方便，运行可靠，不需要起重力，维修费用低；缩短水平运距、简化施工程序，节省工程投资，保障混凝土入仓质量。 5.2 负压溜槽施工分析 负压
14、溜槽起止高程为11461085，坡度按 1:0.9 布设，总长度约为 82m，负压溜槽安装后，仓面配以移动式皮带机承担大坝 13 坝段以及 4 坝段部分混凝土浇筑，输送总方量约为 30000m3。 5.3 皮带机布置 与负压溜槽相配套的移动式皮带机，根据 13 坝段的长度均20m，本工程选用皮带机皮带长度为 20m，带宽 500mm。负压溜槽安装完成后，利用 C7050 塔机将皮带机吊运至浇筑仓面高程，使皮带机一端与负压溜槽出料口在同一垂面上，出料口直接下料至皮带机上，通过皮带机将混凝土料转运至仓面各个部位，皮带机使用过程中，可根据浇筑部位调整皮带方向，保证皮带机覆盖范围。另外，对皮带机不能有
15、效覆盖的部位，配以运输小车（农用三轮车）进行转料。 （皮带机布设坝段及高程根据仓位面变化进行调整。 ） 由于负压溜槽分担了输送压力，C7050 塔机承担输送方量由原来的95000 m3 递减至约为 59000m3（1083 以下约 6000m3 采用自卸汽车直接入仓） ，月输送量为 9833m3，基本控制在塔机入仓能力（月入仓能力11970m3）以内。 六、结语 在时间短、任务重的情况下，根据公司以往的施工经验，石膏山水库工程自制了负压溜槽，配合 C7050 塔机浇筑，在 6 个月左右的时间内完成了主体 2/3 的混凝土浇筑。抢回了因坝基开挖推后而拖欠的工期，确保了本工程主体目标的实现。 为了进一步降低工程费用，提高使用效果，我们在右岸布置了一个盲管溜槽，但因条件限制未能进行成功的试验，有待于今后进一步的研制和开发。
