布料机在阿海电站厂房常态混凝土施工中的应用

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(中国水利水电第七工程局有限公司，四川 郫县，611730)

1 概述

阿海电站主厂房布置于大坝后河中主河道区坝后下游侧，厂房尺寸为256m×61.5m×79m(长×宽×高)。机组间距34m，厂房净宽29m，安装间布置在右岸岸边，安装间右端设卸货间。主厂房下部为混凝土实体结构，中上部为混凝土剪力墙结构及轻型网架屋面。机组安装高程1411.5m，发电机层高程1429.5m，共安装5台400MW水轮发电机组。

阿海厂房工程基础部分、尾水肘管周边及窝壳周边、尾水管顶板、右冲砂底孔基础部分等，有着较多的大体积混凝土实体，单仓体积在1000m3以上仓号较多，因此入仓强度保证有较大困难，浇筑时间占用较长工期压力大，同时塔机运行与大坝及机电安装标的缆机使用有较多的空间干扰。为解放塔机在大体积仓面的混凝土吊运任务，解决大仓面入仓强度要求高的难题，避免塔机吊运混凝土与缆机运行的过多干扰，厂房下部及尾水管、肘管回填等混凝土施工入仓引进皮带输送及布料机的方案。混凝土输送布料机是塔机与皮带机的有机结合，它将混凝土水平运输、垂直运输及仓面布料功能融为一体，具有很强的混凝土浇筑能力，是国内大中型工程中近年来逐渐开始应用的一种浇筑入仓手段。

2 布料机总体布置

阿海厂房工程在布料机系统布置时充分利用尾水渠1∶4斜坡面的地形特点，尾水渠尾部设受料斗，经高架上料皮带输送机向主机间尾水管顶板输送混凝土，两机组共用一套上料系统，即1#、2#机布置一套上料系统，3#、4#机布置一套上料系统。在主机间尾水管顶板中部，布置塔式360°全旋转伸缩式布料机，控制半径为22m(阿海厂房机组宽度为34m，各机组在尾水管中部一次安装可完全覆盖)。布料机受料高程为1410m左右，采用真空负压溜筒向下布料，最大布料高度12m，一次安装可完成尾水管顶板大体积混凝土浇筑。该布料机系统额定小时入仓能力为120m3，综合入仓能力80m3/h～120m3/h，可完全满足尾水管顶板大体、大仓号入仓能力要求。

布置初衷考虑该布料机在各机组大体积混凝土浇筑中周转使用，因此为便于移设组装，各组件采用整体式设计，厂房区只设2套上料系统和1台布料机，各机组仅预埋基础柱。布料机系统的技术参数见表1，布料机系统的布置见图1。

图1 阿海水电站厂房布料机系统布置

表1 皮带机技术参数

皮带机长度1#=30 4m；2#=33 4m；3#=22 8m；4#=28 8m胶带宽度650mm胶带带速2 5m/s集料斗容量12m3布料半径2 5m～22m生产率120m3/h

3 常态混凝土输送中遇到的问题及措施

常态混凝土具有较强的粘稠性、砂浆含量高、陷度较大，这些特点在应用皮带输送时遇到了较多具体困难。

3.1 皮带输送系统给料的连续性问题

阿海厂房工程布料机系统在给料方面设计了一个12m3的储料斗，设计初衷为采用6m3自卸运输车运送5cm～7cm陷度的常态混凝土为布料机供料的中转及给料斗，以实现皮带机系统混凝土输送的连续性。在实际应用中，由于5cm～7cm陷度的三级配混凝土粘稠性强，在储料斗出料口不完全打开时不出料，在出料口安装振捣器辅助效果也不明显。当料口全开时，料口可以出料，但由于本工程配置的是650cm宽输送带，根本无法满足其输送能力。

在实际应用中通过两种措施解决给料不连续的问题：①通过操作人员手动反复半关和全开出料口弧形工作门，控制出料口将5cm～7cm陷度的三级配混凝土尽量向输送带均匀给料；②将常态混凝土调整为9cm～11cm陷度的二级配混凝土，并采用罐车运输，由于其粘稠度小、流态性强，能通过出料口工作门，很好地控制给料均匀性。后者完全满足了该系统的供料连续均衡性，但混凝土生产及运输成本较前者高。

3.2 布料机系统运行时骨料及砂浆抛撒问题

皮带输送系统在运行中存在骨料及砂浆抛撒问题，主要体现几个方面：①皮带经常跑偏；②系统材质为聚氨酯刮刀，清扫效果差；③混凝土在皮带中转处，骨料时有飞溅的情况，特别是布料机受料口尺寸偏小，清扫器清扫的砂浆无法进入料口而飞溅。上述问题导致骨料及砂浆严重抛撒，甚至造成对仓号内的污染和系统沿线人员、设备的安全威胁。

在实际应用中，通过相应措施解决骨料及砂浆抛撒的问题：①调整托辊、驱动滚筒，使皮带处于中心位置，每隔3m～5m在皮带两侧设置跑偏限位托辊，防止皮带跑偏；②将聚氨酯刮刀改为合金刮刀，提高清扫器刮刀的耐磨性；增加清扫器与皮带的预压紧装置，确保刮刀与皮带随时处于紧密结合，使清扫器能清扫干净皮带上的砂浆而不再沿线抛撒；③在系统受料处增设封闭导向溜筒，加大布料机受料处的尺寸，确保骨料及砂浆进入相应受料口内而不飞溅。

4 布料机浇筑质量控制要点

4.1 配备足量振捣设备

布料机浇筑能力强，一般为80m3/h～120m3/h，仓内必须配备足够的振捣设备，其振捣能力应按浇筑强度的1.5倍配置。对止水片、止浆片及模板、埋件、廊道周围混凝土，必须有专人负责，并用手持式振捣棒细心振捣，以保证其密实性。

4.2 采用其它入仓方式控制布料机的死区、盲区

布料机浇筑覆盖范围为360°的圆形区域，存在一定的死区、盲区，在实际运用中可补充其它入仓手段。阿海厂房工程主要采用塔机加吊罐辅助入仓。

4.3 严格控制下料高度及布料方式

布料机采用9m～12m负压溜筒向下布料，可根据仓面距布料机高度选择溜筒长度。为防止混凝土在下料高度及布料方式上出问题，在实际运用中应重点控制以下事项：①负压溜筒布料口应距仓面1.5m～2m，并均匀移动布料，不得堆积过高；②在模板周围布料时，卸料点与模板的距离保持在1m～1.5m，人工采用振捣棒分散混凝土；③对面积不超过300m2的仓号，原则上应采用平铺法，其浇筑强度不得低于80m3/h；对面积较大的仓号，采用台阶法浇筑时，台阶宽度2m～4m以上，台阶层数控制在3层，否则，台阶过窄，界线不清，铺料层厚难以控制，易产生漏振。

4.4 钢筋密集区的浇筑方法

钢筋密集区的厂房常态混凝土(三级配)布料机无法直接入仓，特别是在双层钢筋网的下部易产生骨料分离。在实际运用中，可根据钢筋密集区的范围调整入仓方式或级配：①范围较小时，可补充其它入仓方式浇筑同标号的低级配混凝土；②范围较大时，调整混凝土级配，采用布料机直接入仓，确保混凝土浇筑质量。

5 应用效果及改进建议

5.1 该工程两套上料系统仅配1套布料系统，对于厂房结构相对集中、大体积混凝土施工工期紧张、机组间同步上升的情况，无法实现布料机在各机组间频繁移设周转使用，上料强度与布料强度不匹配。建议今后在厂房工程使用布料机系统时，每套上料系统均配备布料系统，确保大体积混凝土的浇筑强度。

5.2 本工程布料机系统覆盖范围仅有尾水流道顶板混凝土、尾水周边一、二期混凝土，混凝土方量约11万m3。建议今后在厂房浇筑底板大体积混凝土之初就布置布料机系统，可使用布料机系统用于基础大体积及流道边墩混凝土浇筑。该工程若提前布置布料机系统，可增加浇筑量约8万m3，而需增加的直接成本仅为混凝土内立柱的预埋成本。

5.3 12m3受料斗通过操作人员手动反复半关和全开出料口弧形工作门，控制出料口将5cm～7cm陷度的三级配混凝土尽量向输送带均匀给料，仅靠人工控制无法确保系统的连续性，易出现突发状况。建议今后将料斗出口改为螺旋式出料(同罐车、搅拌机出料形式基本一致)，同时加大皮带宽度，保证料斗出料的均匀性，提高系统浇筑强度，能节约较大的施工成本。

5.4 布料机系统的上料线在跨塔机轨道段设计了可拆解的1条独立皮带，以便塔机可跨越上料线来回移动，但增加的这段皮带机对系统运行的连续性、维护、保养等有一定不利影响。建议在今后布料机系统运用中尽量减少皮带中转次数，即尽可能采用单根通长皮带机布置。

5.5 皮带机长度约120m，入仓时间仅48s，对预冷混凝土温升无明显影响。但在类似工程布料机系统中皮带运输距离较长时，应在皮带机上盖以白色或铝制的防雨遮阳保温罩等温控措施，避免预冷混凝土在皮带输送过程中的温度回升。

6 结语

目前，我国电站大型厂房应用布料机系统输送常态混凝土的实例还较少，在一些关键技术上还不够成熟。阿海水电站厂房混凝土工程采用布料机运输，从总的施工期间存在的问题及处理措施、混凝土浇筑质量控制及应用效果和改进建议等方面进行了一系列探索，取得了较好效果，有较强的使用价值。