布料机系统在南水北调工程中的成功运用（管大刚）

关键词:南水北调;布料机;成功运用

中图分类号: TV53; TV68 文献标识码: 　B 文章编号: 1001-2184 (2008) 06-0027-04

1　概　述

1. 1　工程概况

南水北调工程中线干线京石段应急供水沙河北倒虹吸工程位于河北省新乐市境内,于中同村东和赤支村南穿越大沙河, 轴线走向为NE52. 08°,本标段渠道和倒虹吸工程长2 834 m。

本标工程主要由大型河渠交叉建筑物———倒虹吸、总干渠右岸退水闸及退水渠、倒虹吸进出口渠道段及导流堤等附属建筑物组成。

1. 2　主要建筑物布置型式及施工特性

沙河(北)倒虹吸是南水北调中线工程大型建筑物之一,工程等别为Ⅰ等,主要建筑物级别为1级。防洪标准为100年一遇洪水设计、300年一遇洪水校核; 地震基本烈度为6 度。设计流量165 m3 / s,加大流量190 m3 / s。倒虹吸由进口渐变段、进口闸室、管身段、出口闸室及出口渐变段五部分组成,全长2 230 m。其中进口渐变段长65 m,进口闸段长10 m,倒虹吸管身段长2 060m,出口闸室段长20 m,出口渐变段长75 m。

横穿大沙河主河床底的103个倒虹吸管身段共计长2 060 m,结构混凝土总量约18万m3 ,断面为3孔一联钢筋混凝土箱型结构,每孔净宽为6. 0 m ×6. 1 m (宽×高) ,结构断面尺寸为顶板、中墙、边墙厚度为1. 2 m,底板厚度为1. 3 m。

管身段标准断面见图1。

2　主要施工条件及合同工期

该工程于2006 年元月签定合同,总金额为

2. 63亿元,总工期为20个月(610天) 。

沙河(北)流域属暖温带大陆性季风气候区,夏秋两季受太平洋副热带高压控制,多东南风、炎热多雨;冬春季受西伯利亚和蒙古高压控制,盛行西北风,气候严寒、干旱少雨。工程所在地极端最高气温43. 0 ℃,极端最低气温- 23. 6 ℃,多年平均日照时数2 674. 4 h。多年平均风速2. 1 m / s,最大风速17m / s,风向为NE、NW、NNW;平均无霜冻期193天,最大冻土深度88 cm,多年平均蒸发量1 674 mm ( 20 cm口径蒸发皿) 。多年平均降水量469 mm左右,降雨的主要特点是时空分布很不均匀。降水量年内、年际分配悬殊,年内降水量的75%集中于汛期,且多以暴雨形式出现,多集中在7～8月。

本工程于2006年2月进场,因征地问题迟迟不能得到解决,工程直至9月5日才勉强开工,加之受北方冬季严寒气温影响, 2006 年11 月～2007年2月为冬歇期,按规定不能进行混凝土工程施工。决定本标工程成败的一个最重要的控制性工期就是2007年6月30日之前必须完成位于主河床段的53节管身段混凝土浇筑、土方回填以及原南北大堤的恢复,使原河床恢复行洪能力以确保安全渡汛。因此,位于主河床的24～76 #管身段、进出口斜管段和闸室等部位共计10. 5 万m3 结构混凝土只能在2007年3月至6月15日之间完成。平均月强度3. 0万m3 ,高峰月强度达到3. 8万m3。

3　施工方案简述

本工程建筑物工程量主要集中在倒虹吸段,倒虹吸由103个管身段组成,每个管身段长度为20 m、宽度为22. 8 m,共计长2 060 m,管身段结构混凝土总量共计18万m3 ,钢筋1. 5万t。其中1～3 #共3段为进口斜管段、4～100 #共97段为水平管身段、101～103 #共3段为出口斜管段。

本标工程原合同工期为2006年2月～2007年10月(共计21个月) ,高峰施工强度为:混凝土2. 66万m3 /月、钢筋制安1 800 t/月。

由于受征地问题的严重影响,直到2006年9月工程才正式开工,比原定合同工期滞后了7个月之久。为抢回滞后的工期,我部分别通过利用冬歇期赶工和增大资源配置两项措施进行拼抢。最终通过各方努力,工程于2007年10月31日实现了主体工程基本完工的目标。

管身段本身结构单一、形体规则,而整个工程又具有战线长、工期紧、工作面狭窄的施工特点,我局在进行管身段施工时采用布料机入仓的施工方案。混凝土由3座HZS60型混凝土搅拌站集中生产、9. 0 m3 混凝土搅拌运输车运至现场受料斗、布料机输送、垂直溜筒入仓。

4　布料机的结构型式和主要组成部分

布料机的结构型式如图2所示,主要组成部分包括:行走部分、主体部分、皮带机输送系统、起吊部分、电气系统和控制室等六大部分。

整机外形: (长) 54 300 mm ×(宽) 8 370 mm×(高) 20 990 mm,整机质量:约38 000 kg,工作高度为11. 352 m,是较为大型的混凝土浇筑作业机械。其行走系统主要利用安装在管身段两侧基础面上的轨道,轨距为27 006 mm,轮距为7 515mm。按照设计要求将基础地面夯实并换填级配碎石料再压实,按照600 mm间距将枕木安放平稳并与钢轨固定为一体,要求两轨平行并保持在同一水平面上。

5　布料机的主要技术参数(表2)

6　布料机的工作原理

BLJ30-800-50型布料机的宽距为30 m,输料皮带宽度为800 mm,理论生产能力为50 m3 /h。

其主要工作原理为:

(1)利用布料机的行走系统解决布料机在沿管身段轴线方向的移动,该行走系统主要利用安装在行走架上的主动轮和从动轮,驱动主要依靠行走架上安装的行走电机,布料机行走在管身段两侧安装的轨道上;

(2)混凝土由搅拌运输车运至管身段上部开挖边坡开口线外侧的卸料平台,卸入布料机端头的盛料斗,再通过皮带机系统输送混凝土料至浇筑仓号的上部,由人工控制分配器,利用皮带机上的控制挡板将混凝土经各料槽和溜筒输送到所需的各部位;

(3)布料机除了用于输送混凝土入仓外,还可以利用安装在布料机机架上的电动葫芦进行大模板的安装拆除、钢筋、钢管等材料的吊装和转运等。

布料机的电气工作原理见图3、4。

7　布料机的实际生产能力和使用效果

在南水北调中线沙河北倒虹吸工程混凝土浇筑施工中,我局共配置BLJ30-800-50型布料机4台,高峰混凝土施工强度近4万m3 /月,单台生产能力约1万m3 /月左右。实际施工情况表明,受混凝土仓号准备时间和布料机配合进行模板安拆施工的影响,布料机的使用效率比较低,多数时间处于闲置状态,实际上单台布料机的单班生产能力可达到700 ～800 m3 /班。布料机的入仓强度高,使用操作简单,方便灵活,性能稳定、故障少、保证率高。单台布料机购买价格仅为39万元,而且运行和维修保养成本低,因此,布料机的成功使用不仅满足了高强度的混凝土入仓需要,而且也取得了良好的经济效果。

通过在南水北调众多的渠系建筑物(倒虹吸、渡槽、涵洞等)的实践证明,布料机不但具有结构简单、使用方便、安拆和转运容易、安全可靠、保证率高等诸多优点,而且具有良好的经济价值。

作者简介:

管大刚(1974-) ,陕西安康人,技术中心副主任兼锦屏施工局副局长,工程师,一级建造师,从事水利水电工程建设施工组织与技术管理工作.

来源：《四川水力发电》2008.12