混凝土汽车泵在水利工程中的应用

混凝土汽车泵在水利工程中的应用

关清强

中国水利水电第六工程局有限公司辽宁省沈阳市110000；

摘要：通过工程施工方案的比较，在水利工程大体积混凝土浇筑施工时采用传统的浇筑方法与混凝土汽车泵浇筑方法的对比，提出更利于水利工程大体积混凝土浇筑的施工方案。

关键词：大体积混凝土浇筑施工方案

1、前言

根据工程实际施工情况，提出水利工程中大体积混凝土浇筑施工时采用传统的浇筑方法与混凝土汽车泵浇筑方法的优缺点，采取合理的施工方案。

2、工程实例

2.1基本资料及设计概况

新疆卡拉贝利水利枢纽工程为Ⅱ等大(2)型工程，大坝为混凝土面板砂砾石坝，大坝最高92.5m，大坝及溢洪道控制段由2级建筑物提高为1级建筑物；溢洪道泄槽及出口段、两条泄洪排沙洞、发电洞进水口为2级建筑物，发电引水隧洞、电站厂房及次要建筑物为3级建筑物，临时建筑物为4级。工程区基本烈度为8度强。

卡拉贝利水利枢纽工程1#导流兼泄洪排沙放空洞布置在左岸靠河床一侧，采用无压泄流方式，进口闸井采用有压短管，后接无压隧洞，该条隧洞兼顾导流和泄洪排沙放空作用，由进口明渠段即联合进水口共用引渠段、进口闸井段、洞身段、出口消能段组成。设计泄量949m3/s,校核泄量967m3/s。进口引渠长408.740m,引渠底高程1696m,岩石边坡开挖采用1:1，每10m高设一级马道，马道宽2m。进口闸井段长为40m，高83m，进口闸井采用有压短管形式，布置一道7.0m×9.0m（b×h）平板事故门和一道5.0m×6.0m（b×h）弧形工作门，底板高程1696m，闸顶平台高程为1775.5m。洞身段长677.166m，纵坡I=0.01，断面型式为城门洞，底宽7.5m，高9.5m。

1#导流兼泄洪排沙洞与2#泄洪排沙洞出口共用一个消力池，包括28m长1#、2#泄洪排沙洞单独出口扩散段（轴线为各自洞轴线），52m长1#、2#联合出口扩散段，60m长1#、2#洞共用消力池段和护坦段。1#洞单独出口扩散段底宽由7.5m渐变至12.4m，纵坡0.119，边墙顶高程1702m。2#洞单独出口扩散段底宽由5m渐变至10.1m，纵坡0.119，边墙顶高程1702m。1#、2#联合出口扩散段轴线与消力池轴线重合，纵坡0.119；为两跨整体式结构，1#洞底净宽由12.4m渐变至16m，2#洞底净宽由10.1m渐变至14m，两侧边墙和中墩顶高程均为1702m，中墩厚由4.63渐变至2.4m。1#、2#泄洪排沙洞共用消力池段顺水流方向长60m，1#、2#泄洪排沙洞共用一个消力池底板高程1681m，消力池池深8.8m，尾部消力坎顶高程1689.8m，顶宽1.2m，池内设1：1斜坡以便冲沙；消力池底净宽由30m渐变至42m，分离式结构；桩号消0+030.000处设连续消力坎，坎顶高程1684.5m，梯形断面，顶宽1.8m，底宽5.3m，高3.5m，两侧边坡1：0.5；消0+000.000m～消0+030.000m段消力池中部设平行于右侧边墙距离为12.8m的中隔墩，等宽2.4m，高度由5m降至3m；两侧边墙采用扶壁式挡土墙，顶高程均为1702m。护坦段顺水流向长25m，宽42m~58.157m，底板高程1689.8m。

2.2工程建设概况

工程导流兼泄洪排沙洞于2014年5月开工建设，工程2015年9月中旬截流，施工工期为17个月（冬季停工3个月、经历两个汛期和一个冬季)。由于开工后受火工材料运输制约等因素导致石方开挖工期延误2个月后才实施（进行）石方开挖施工。按照工程进度计划，导流兼泄洪洞进口闸井高达83m的联合进水口混凝土浇筑计划开工在2014年9月份，实际开工2014年11月份，由于气温较低当年混凝土基本就无法施工，只对1#闸井底板混凝土进行了浇筑，混凝土施工工期将直接制约截流目标的实现，采用常规的施工措施赶在2015年9月截流是无法完成的，混凝土浇筑施工强度较大，无施工通道和作业平台，工作面狭小，严重制约了混凝土浇筑垂直运输设备和材料运输，根据现场实际情况，进行计算采用常规的浇筑方法满足不了浇筑强度，无法保证工程按期截流。

联合进水口闸井四周无施工通道和作业平台，仅在进水口底板高程▽1696m和左侧▽1745m处有6m宽马道可供车辆通行，马道可布置临时交通运输道路，在闸井左侧▽1745m回填区进行了回填混凝土浇筑，形成临时的施工平台，供混凝土浇筑使用，场地狭小施工工序不同所用设备不同，布置方便移动的临时施工设施。

2.3混凝土浇筑方式选择

（1）门机、吊车、塔机+吊罐的施工方式

由于施工场地条件的限制，闸井浇筑只能采用塔机，常规的大体积混凝土浇筑采用10t塔机配3m3混凝土吊罐进行浇筑。采用此施工方法，在闸井高程较低时混凝土运输基本满足浇筑要求，在闸井高程较高时，混凝土垂直运输时间较长，其浇筑强度较低，一台塔机无法满足浇筑入仓强度，多台塔机无场地安装，一塔机通常浇筑强度约160m³/d。

（2）溜槽浇筑方式

溜槽在大体积混凝土浇筑中也是一种常规手段。但作为独立结构的闸井(闸井长40米，宽14米)，溜槽搭接固定繁琐且垂直高度在超过20米时溜槽浇筑混凝土可能会出现浆液分离现象，混凝土浆液质量难以保证，在此高度时不适用。

（3）混凝土汽车泵泵送方式

混凝土汽车泵是近年来在建筑行业应用率最高的一种机械设备，具有移动方便，结构紧凑，灵巧，操纵方便，安全性能较高的机械设备（汽车泵覆盖面积较大）。混凝土浇筑过程中浇筑仓面可控，可根据浇筑仓面自由移动，减少平仓作业时间。混凝土汽车泵浇筑强度较高，通常浇筑强度大于400m3/d。

（4）比选结论

1、塔机配合吊罐的方式作为常规的施工方式具有布置简便，混凝土垂直运输成本较低以及通用性强的优点，在现状水利工程建设中占主导地位。缺点在塔机配合吊罐浇筑方式施工强度受建筑物高度及布置影响，在一定回转半径内混凝土垂直运输强度较小，在夏季温度较高、仓面较大的情况下塔机配合吊罐浇筑方式无法满足浇筑过程的入仓强度，最后浇筑的混凝土还未浇筑完成，最先浇筑的混凝土已初凝，对于混凝土浇筑质量有很大影响。

2、混凝土汽车泵泵送混凝土在建筑行业已广泛应用，具有浇筑强度高、布置简便、移动方便、节省人工、保证混凝土浇筑质量，在浇筑过程中不出现冷缝、初凝现象等优点，但作为混凝土垂直运输的方式，常规大体积混凝土设计配合比均为三级配，泵送三级配混凝土在施工技术上仍属于创新研发阶段，还未得到广泛的应用。目前常规混凝土汽车泵泵送的混凝土均为二级配，导致混凝土水泥用量增加，混凝土成本增加，浇筑时垂直运输的单价高于塔机配和吊罐的运输方式。

3、结语

卡拉贝利水利枢纽工程联合进水口闸井于2014年11月底开始浇筑，1#闸井底板冬季施工完成，在冬季最低气温时停止混凝土浇筑3个月，闸井井身主要在2015年3月份开始浇筑，在2015年7月底完成，历时5个月时间就已浇筑至1775.5m闸井平台高程处，完成混凝土浇筑8.3万m3，月平均浇筑强度1.7万m3，顺利完成了混凝土浇筑任务，为启闭机平台混凝土浇筑，闸门、启闭机、安装调试和临时交通桥安装赢得了宝贵的时间；为工程按期截流提供了保障条件。

参考文献：

[1]肖辉.基于狭窄场地及超深基坑背景下大体积混凝土运输方案[J].中国住宅设施,2017(06):79-81.

[2]王淮北.混凝土泵车架腿支撑的改进[J].建筑工人,2018,39(03):8-9.