大藤峡厂坝工程混凝土施工设备布置

周德文

（中国水利水电第八工程局有限公司，410004，长沙）

一、工程概况

大藤峡水利枢纽位于珠江流域西江水系的黔江河段末端，是红水河梯级规划中最末一个梯级。 黔江拦河主坝坝顶长1 243.06 m，坝顶高程64.00 m，最大坝高80.01 m，从右至左依次为右岸挡水坝段、右岸厂房、泄水闸、左岸厂房、船闸坝段及其事故门门库坝段。 河床式厂房分左、右两岸布置在泄水闸两侧，共8 台机组，其中右侧布置5 台、左侧布置3 台。 26 孔泄水闸布置在主河床中部，泄水闸共设2 个高孔和24 个低孔，布置在碾压混凝土纵向围堰坝段两侧。

左岸厂坝工程计划首仓混凝土浇筑至具备挡水条件，工期27 个月，其中包含泄水闸浇筑，21 孔工作弧门安装，厂房进水口工作门安装， 锥管和基础环、座环、转轮室等埋件安装及尾水闸门安装，施工工期紧、任务重、干扰大。因此需要精心布置混凝土施工机械，以满足整个坝段的混凝土浇筑强度要求。

二、原施工方案设备布置

按照施工组织设计规划，厂房及泄洪闸坝段共计布置了11 台起重设备，于2016 年12 月至2017 年2 月安装完成，其中上游布置6 台、下游布置5 台， 形成了一个全面覆盖的门、塔机作业集群。 具体布置如下：

1.厂房设备布置

厂房机组混凝土总工程量约46.8万m3， 主要混凝土浇筑自2016 年6 月到2018 年8 月， 平均强度约1.8 万m3/月； 混凝土浇筑高峰发生在2016 年7月至2018 年5 月； 混凝土浇筑最高强度约2.5 万m3/月，发生在2017 年3 月。

厂房施工区共配置D1500-63 塔机2 台，K80/115 塔机2 台，MQ900 门机1 台，BLJ600-60 自行式布料机1台，BLJ600×40 自 行 式 布 料 机1 台，QUY55 履带吊1 台。 可提供混凝土浇筑能力达8.2 万m3/月，完全满足最高峰浇筑强度要求。

2 台D1500-63 塔机（#1、#2）布置在进水渠上，塔机轨道采用混凝土轨道墙形式，轨顶高程17.50 m，中心线桩号为轴0-36.0 m。 2 台塔机主要承担#6～#8 机组进水口Ⅰ区及主机室Ⅱ区混凝土施工。 可以辅助安装#37 坝段Ⅰ区及部分Ⅱ区混凝土施工。

2 台K80/115 塔机（#1、#2）布置在尾水渠上，塔机轨道采用混凝土轨道墙形式，轨顶高程-4.00 m，中心线桩号为轴0+83.85 m。 2 台K80/115 塔机主要承担#6～#8 机组尾水段Ⅲ区及部分主机室Ⅱ区混凝土施工。 可以辅助安装间#37 坝段Ⅲ区及部分Ⅱ区混凝土施工。

2016 年6—12 月，在进水口0.24 m 高程布置BLJ600-60 布料机1 台，承担-1.76 m 以下主机室Ⅱ区混凝土施工。

2017 年1 月，将BLJ600×60 布料机移至D1500-63 塔机轨道平台17.50 m高程， 承担进水口Ⅰ区24.50 m 高程以下混凝土施工。

1 台MQ900 塔机（#9）布置在安装间上游侧，门机轨道采用混凝土轨道墙形式，轨顶高程26.00 m，中心线桩号为轴0-38 m。主要承担安装间Ⅰ区及部分Ⅱ区混凝土施工。

2.泄水闸施工设备布置

泄水闸混凝土工程量为54 万m3， 施工时段为2016 年9 月1 日—2018 年3 月31 日， 平均月浇筑强度为3 万m3， 高峰月强度为2017 年4月3.3 万m3。 施工机械布置如下：

泄水闸上游轴0-034.5 m 布置3台MQ900 门机， 泄水闸下游轴0+064.5 m 布 置1 台MQ900 门 机、2 台M600 门机。 在MQ900 门机未投产前由BJ600×60 布料机配合MQ600 门机浇筑泄水闸混凝土。

三、实施过程中遇到的主要问题

上述设备布置从首仓混凝土开始浇筑至2017 年9 月， 总计浇筑混凝土150 万m3，其中最大月浇筑混凝土8 万m3，单台门塔机平均月浇筑强度为6 500 m3/月，主要为基础底板混凝土。 由于过程中施工边界条件发生如下变化，致使工程垂直运输能力紧张，且一直困扰施工进程。

①由于受厄尔尼诺异常气候现象、超标洪水、地质缺陷处理、设计结构变化等因素影响，工程实际进度较合同要求滞后，截至2017 年9 月，滞后约172 天。 而工程总体施工进度要求“2019 年大江截流”与“2020 年首台机组发电” 两个重大节点目标不变，需在后续施工时间里将工期赶回来。通过工期分析，调整计划与投标主体混凝土浇筑强度对比，2017 年12 月以后的主体混凝土浇筑强度均大于投标计划要求，投标要求最大月强度为5.8 万m3，实际要求最大月强度为6.67 万m3，且高峰时段持续时间延长6 个月。

②闸坝和厂房结构特性，流道底板以下结构为大体积混凝土，结构简单，仓面规则，该部分混凝土于2017年9 月份完成了浇筑。 后续需要浇筑的流道底板以上结构， 体型复杂，孔洞薄壁多，钢筋密集，金结、机电及其他埋件多，施工工序繁多，施工技术复杂， 且仓面面积较小， 一般为60～150 m2左右， 每月需要浇筑仓数达320 仓。 平均每天有10 个仓在浇筑，10 个仓具备浇筑条件，10 个仓在备仓，施工组织复杂，备仓需要占用较多的门塔机资源。

③大藤峡枢纽建设提出 “精品工程” 目标， 混凝土外露面全部使用了悬臂模板和定型大模板， 这些模板单重1.2 t 左右， 无法人工安装， 需要门塔机设备进行安拆。 比如， 厂房进水口闸墩， 单仓混凝土浇筑强度每月200 m3，大模板达35块，每块模板安拆需要1 个小时，该仓模板备仓就要占压门塔机施工1.5 天。

④泄水闸、 厂房门槽埋件数量多，原方案是土建工程浇筑到顶后再进行门轨安装。 由于工期受到影响，金结埋件需要穿插在土建施工作业中进行。 门槽周边一期混凝土浇筑至门楣以上高程时，对门槽进行防护封闭，安装埋件和浇筑混凝土。 需要进行预埋施工的项目有：23～33 坝段工作弧门埋件、23～33 坝段事故门埋件、23～33 坝段胸墙钢衬、23～33 坝段钢梁埋件、#6～#8 机组蜗壳钢衬、#6～#8 机组尾水肘管、#6～#8 机组锥管、#6～#8 机组座环#6～#8 机组基坑里衬、 机组埋管等， 经统计泄水闸2018 年土建金结交面与反交面次数达500 多次，厂房2018 年土建金结交面与反交面次数达650 多次，占压大量吊装资源。

四、设备调整分析

由于上述因素影响，需要调整设备布置。 2017 年9 月，施工单位组织进行吊装能力分析后提出增加小吨位吊装设备， 以满足大模板安装、门槽轨道安装、钢筋吊装等工作。

1.泄水闸设备调整分析

泄水闸总计11 个坝段， 其中10个低孔坝段、1 个高孔坝段。每个坝段分Ⅰ区、Ⅱ区、Ⅲ区浇筑，Ⅰ区和Ⅱ区之间设置宽槽，Ⅱ区和Ⅲ区之间设置错缝。 上游门机可覆盖Ⅰ区、Ⅱ区混凝土，下游门机可覆盖Ⅲ区混凝土。

进度要求2019 年5 月30 日具备挡水条件， 工作弧门要求2019 年4月30 日安装完成。 泄水闸工作门安装为关键线路，要求泄水闸闸墩4 孔一组到顶，提交金结进行安装。

按上述进度得出， 混凝土浇筑最大月强度为38 884 m3/月， 其中Ⅰ、Ⅱ区强度为25 287 m3/月，Ⅲ区强度为9 587 m3/月。 上游布置3 台门机， 月浇筑强度为12 000 m3/月，缺口为13 287 m3/月， 不能满足调整后进度Ⅰ、Ⅱ区强度要求。 下游布置3 台门机， 目月浇筑强度为12 000 m3/月， 能满足调整后进度Ⅲ区强度要求，且有富余。

结合现有布置密度和位置进行设备调整， 将下游1 台MQ900 门机转移至上游，增加Ⅰ区、Ⅱ区浇筑能力； 同时备仓及金结安装小吨位吊装要求， 在泄水闸下游布置4 台建筑塔机。

上游布置4 台门机，需要承担Ⅰ区、 Ⅱ区混凝土浇筑和Ⅰ区备仓吊装，经过单仓分析每月备仓和浇筑时间为1∶2。 每月门机按照工作25 天、每天工作20 小时计算， 门机每月备仓和浇筑混凝土时间分别为167 小时、334 小时。 在Ⅰ区、Ⅱ区范围内门机每次可以吊装4.5 m3混凝土，每个小时要求起吊5 罐，则上游门机每月浇筑混凝土能力为30 060 m3，可满足Ⅰ、Ⅱ区25 287 m3/月强度要求。

下游布置2 台门机， 专门用于混凝土浇筑， 仓面准备工作采用4台建筑塔机吊装。 每月门机按照工作25 天、每天工作20 小时计算。 在Ⅲ区范围内门机每次可以吊装3 m3混凝土，每个小时要求起吊5 罐，则上游门机每月浇筑混凝土能力为15 000 m3， 可 满 足Ⅲ区9 587 m3/月强度要求。

2.厂房设备调整分析

厂房总计3 台机组， 分3 个坝段进行浇筑， 每个坝段顺水流向长98.85 m，分进水口段、主机室段、尾水段三部分。 进水口段与主机室段在高程2.60 m 以下采用退缝浇筑，高程2.60—28.95 m 设置垂直灌浆缝。 主机室段与尾水段在高程-6.50 m以下采用退缝浇筑， 在高程-6.50—5.84 m 设置错缝， 高程5.84 m 以上设置单向退缝施工缝。 厂房上游2台塔机可以覆盖进水口、 主机段混凝土， 下游塔机可以覆盖尾水段混凝土。

厂房进水口、 尾水段进度按照2019 年5 月30 日具备挡水条件安排， 主机室按照2020 年2 月29 日首台机组发电进行安排。

按上述进度得出混凝土浇筑最大月强度为27 912 m3/月， 其中上游塔机需要浇筑12 791 m3/月， 下游塔机需要浇筑11 088 m3/月， 泵送混凝土需要浇筑4 033 m3/月。 目前厂房塔机月浇筑能力为14 000 m3/月，不能满足调整后进度强度要求， 缺口9 879 m3/月。为增加小吨位吊装要求，根据厂房设备布置密集度， 在进水口、 尾水段各增加1 台建筑塔机，进行备仓准备和模板安装。 同时通过加强组织管理提高塔机入仓能力。 增加建筑塔机后每月备仓和浇筑时间为1∶2，每月塔机按照工作25 天、每天工作20 小时计算， 塔机每月备仓和浇筑混凝土时间分别为167 小时、334小时。 在进水口、尾水段范围内塔机每次可以吊装4.5 m3混凝土，每个小时要求起吊5 罐， 则上游塔机每月浇筑混凝土能力为15 030 m3， 可满足厂房塔机需浇筑混凝土的月强度12 791 m3要求。

3.厂房单台塔机强度复核

经分析计算，上游塔机单台浇筑最大月强度为6 652 m3， 每月需要浇筑13 个仓， 总计需要安装悬臂模板240 块。 下游塔机单台浇筑最大月强度为5 544 m3，需要浇筑4 个仓，总计需要安装悬臂模板160 块。 厂房进水口闸墩仓面狭小，只能采用塔机进行备仓。 经比选，采用进水口塔机安装一块模板60 min、 每小时吊装6 罐、单罐4.5 m3方案， 满足6 652 m3/月强度要求。 在实际施工中对塔机运行提出管理措施，以达到规划的吊装时间要求。

五、调整后设备布置

通过上述分析，厂坝工程调整了1 台MQ900 门机的位置，增加了6 台建筑塔机，具体布置如下：

泄水闸上游轴0-034.50 m 布置4 台MQ900 门机， 泄水闸下游轴0+064.50 m 布 置2 台M600 门机，闸室内增加4 台建筑塔机，塔机型号为C7050，塔机分别布置在#24 坝 段、#26 坝 段、#29 坝 段、#32坝段。

厂房上下游塔机布置不变，在进水口胸墙内增加一台建筑塔机、尾水挡水墙内增加一台建筑塔机。

通过上述调整，解决了一直困扰厂坝工程进度的垂直吊装能力不足问题，混凝土浇筑、金结埋件安装进入加速阶段，逐步追回工期，工程整体形象满足了进度要求。

六、结 语

通过对边界条件的辨识， 先分析整体强度，再分析单台设备强度；对单台设备覆盖范围内的工作内容， 根据单仓混凝土准备与浇筑需要时间的比例， 计算出单台设备的月浇筑仓数和工程量， 再计算门塔机每小时的工作效率， 才能精确分析出每台门塔机的实际运行效率。通过管理措施来促使达到规定设备的小时入仓数量。 通过使用合理的设备、选择合适位置增加设备，总计布置门塔机17 台， 通过平面错开，高低错落，避免了相互干扰，发挥了各类施工机械特长。 由于设备布置集中， 在进行设备效率分析时未充分考虑单台设备运行时对其他周边设备的降效影响， 致使门塔机实际台班产量要低于计算台班产量。 为了弥补这部分影响，针对门槽二期、梁板、小体积闸墩等部位，增加了天泵，浇筑泵送混凝土，最终满足了工程需求。