在木棉花红的四月,本刊记者应中国水力发电工程学会施工机械化专业委员会之邀来到南国广西天峨县,走进了红水河畔的龙滩电站。
龙滩水电工程是我国西部大开发的十大标志性工程和西电东送的战略性项目之一。工程位于红水河上游的广西天峨县境内,距天峨县城15km。工程开发以发电为主,兼有防洪、航运等综合功能。工程按正常蓄水位400m设计,库容达273亿m3,规划总装机容量630万千瓦,建成后年均发电量187亿千瓦时。工程总投资为258亿元。主体工程已于2001年7月1日开工,2003年11月6日完成了大江截流。电站工程主要由碾压混凝土重力坝、左岸地下厂房、右岸通航建筑物三大主体构成。
目前,大坝己累计完成混凝土浇筑400多万m3,大坝河床溢流坝段混凝土浇筑最高上升了90m,进水口坝段混凝土浇筑最高上升了112m,工程累计完成投资110多亿元。今年工程计划完成年度投资49亿元,计划于10月提前下闸蓄水,并在明年实现提前发电,2009年底前全部建成投产发电。
正在紧张施工中的龙滩水电工程将创造三项世界之最,即:最高的碾压混凝土大坝(最大坝高216.5m,坝顶长849.44m,坝体混凝土736万m3);规模最大的地下厂房(长388.5m,宽28.5m,高76.4m);提升高度最高的升船机(最大提升高度179m,全长1800m)。
“龙滩工程施工,实现了优质、高效;完全称得上是世界一流!”4月1日至3日,中国水利水电工程建设领域三位知名专家——中国工程院院士谭靖夷、陆佑楣、马洪琪,在亲临龙滩工程工地实地检查后,对工程施工给予了高度评价。
首届施工系统与装备技术交流会
随着各种大型、特大型专用工程机械设备在我国工程施工中的运用,无论是工程设计单位和建设业主单位,还是工程施工承包商和设备制造商,对工程设备的技术性能、产品特点、选型配置等都更为关注和重视。正是根据我国水利水电工程建设蓬勃发展形势和日益先进高效的施工设备广泛运用,中国水力发电工程学会施工机械化专业委员会与龙滩水电开发有限责任公司、以及中国水利水电第七工程局一道,于4月1~3日,在广西天峨县及龙滩电站工地召开了中国水利水电工程首届施工系统与装备技术交流会。中国工程院谭靖夷、陆佑楣、马洪琪三位院士与来自投资开发业主、水电勘察设计、工程建设施工和监理、工程装备制造以及专业媒体的160多名专家、代表出席了这次会议。
会场设在天峨县龙滩水电开发有限责任公司宽阔的阶梯会议室。龙滩公司整洁优美的办公、生活环境给与会专家、代表留下了深刻的印象。龙滩水电开发有限责任公司总经理戴波在开幕式上向到会的专家、代表致欢迎词,中国水电建设集团公司副总经理孙洪水、中国水电七局刘明江局长到会讲话,中国水力发电工程学会施工机械化专业委员会常务副主任兼秘书长阮光华作了专委会工作汇报,中国工程院院士陆佑楣、马洪琪对我国能源建设现状和未来以及龙滩碾压混凝土大坝施工情况发表了重要讲话,中国长江三峡开发公司副总经理曹广晶、中国水电顾问集团公司副总工程师周尚洁到会作了讲话,龙滩水电开发有限责任公司副总经理龙先进、初曰亭针对龙滩水电站工程建设与施工设备管理作了大会发言。大会给专委会2005年优秀论文颁发了奖状和奖金。
大会重点就龙滩水电工程混凝土预冷拌和生产、人工砂石骨料开采生产、砂石与砼输送设备等项施工系统和装备进行了主题发言和广泛交流,并到施工现场参观研讨。
在龙滩水电站,业主单位——龙滩水电开发有限责任公司和施工单位——“78葛联营体”(水电七局、八局和葛洲坝集团公司)、“1478联营体”(水电十四局、七局和八局)详细介绍了龙滩工程施工设备的选型与配置。
根据龙滩水电工程设计结构和施工总体布置,工程施工设备主要由四个系统的装备组成,即人工砂石系统设备、砼搅拌系统设备、砂石输送与混凝土浇筑设备、隧洞开挖设备。
大法坪——国内最大的人工砂石加工系统之一
龙滩水电站大法坪砂石加工系统位于右岸下游4.5公里处,主要担负水电站3标所包括的大坝和围堰工程共计约643万m3混凝土所需砂石骨料的生产任务,共需生产成品砂石料1412万吨,其中粗骨料939万吨,细骨料473万吨。
大法坪砂石生产系统占地面积约10万平方米,系统根据大坝所需混凝土骨料级配的要求,以生产三级配骨料为主,同时也可以生产四级配骨料。大法坪砂石加工系统于2002年7月1日开工建设,2003年9月开始试运行。目前已按业主要求的混凝土高峰浇筑强度32.5万m3/月扩容建设完成,系统处理能力2650t/h。2005年11月、12月分别向大坝供应合格的砂石骨料85万吨和95万吨,大大超过了设计能力。
该系统由中南勘测设计院与葛洲坝砂石拌和研究所联合设计,由葛洲坝集团公司及广西水电工程局组成的联营体承建和运行,是龙滩水电站混凝土施工的重要粮仓。实践证明,大法坪砂石加工系统是迄今为止国内最大的人工砂石加工系统之一,具备了布局合理、工艺可靠、设备先进的优点,通过近两年的运行管理,为国内即将新建的大型、特大型水电混凝土大坝工程人工砂石料系统提供了借鉴。
龙滩水电站为国家重点工程,砂石加工系统不仅产量巨大,运行时间长(2003年12月至2008年),且对成品料质量要求高。业主要求所有设备均是技术先进、单机产量高、性能可靠,且是全新的设备。因此,如重要的破碎机、洗石机、石粉回收装置等,选用了国外知名品牌设备。其余的如棒磨机、筛分机、分级机、给料机、胶带机等选用国内大型专业生产厂家的产品。
大法坪砂石加工系统选用的大型进口设备较多,费用较高,加大了建设成本和运行成本。随着国内设备制造业水平的提高,在今后类似的工程项目中如能有计划地使用部分国产设备,将可降低生产运行成本,并可充分利用国产设备售后服务的有利条件。
大法坪砂石加工系统溜井下安装了山特维克公司生产制造的1312HD型鄂式破碎2台,给矿设备为山特维克公司生产液压槽式给矿机,达到了生产平稳,放矿连续的效果,已投入运行一年多,满足使用要求。
大法坪砂石系统在招标设计中选用了3套芬兰Metso(美卓)公司的Lokotrack140移动式破碎站,该设备在国内属首次采用,决定先采购两套以积累使用经验,再决定是否采用第三套。在实际生产中,每套日产毛料在12000吨以上,在场地足够大,降层转换不频繁的情况下采用,不失为一个较好的方案。但其设备费用较高,每套约为1500万元人民币左右,目前只使用了两套移动式LT140,且只当作400多万元的固定式破碎站使用。
2×6m3特大型强制式搅拌楼——我国生产能力最大的混凝土搅拌设备
龙滩水电工程混凝土生产系统分为左、右岸生产系统。其中右岸布置了两套设计生产能力分别达660m3/h和570m3/h的混凝土搅拌楼,共安装三座2×6m3双卧轴强制式搅拌楼和一座4×3m3自落式搅拌楼。左岸混凝土生产系统选用了二座HL120-3F1500L自落式搅拌楼,设计生产能力为常态混凝土220m3/h,碾压混凝土170 m3/h。扩容后左岸混凝土生产系统又增加了一座HL120-2S1500强制式搅拌楼。
龙滩水电站大坝混凝土浇筑总量约736万m3,其中碾压混凝土约480万m3,最大月浇筑强度近34万m3/月。针对大方量、高强度的混凝土浇筑,结合混凝土浇筑方式和施工场地,若采用普通混凝土搅拌设备(楼、站)均不能满足龙滩水电站大坝混凝土施工的要求。因此,搅拌楼选型必须具备:
(1) 单楼生产能力大,即搅拌机容量大;
(2) 搅拌机适用于碾压混凝土拌制;
(3) 受施工场地限制和供料线运输要求,现场无法布置多台设备,搅拌楼数量要求尽可能少。
为了满足以上几方面的要求,龙滩公司在我国水电站施工中首次选用了郑州水工混凝土机械有限公司和杭州国电机械设计研究所制造的2×6m3特大型强制式搅拌楼,这也是我国目前生产能力最大的混凝土生产设备。该搅拌楼主机采用德国BHS和日本IHI(石川岛)单锅容量9m3双卧轴强制式搅拌机,具有生产能力大、自动化程度高、生产可靠性强等特点,尤其是DKX7.0双卧轴强制式搅拌楼,特别适用于石灰岩骨料的碾压混凝土拌和,生产的碾压混凝土各项指标均优于传统的双锥自落式搅拌机。
HL360-2S6000L型搅拌楼主体高34.5m,楼体为钢结构,由上至下分为进料层、骨料仓、衡量层、拌和层、放料层和出料层,副楼顶设三个胶凝材料罐。拌和层布置两台DKX7.0双卧轴强制式搅拌机;骨料与砂上料采用胶带机;胶凝材料采用气力输送上料;外加剂外配成品泵送上料;片冰为风送上料。所需气源为外供,搅拌楼控制方式为微机自动控制。
2×6m3搅拌楼与普通混凝土搅拌设备(楼、站)相比,具有以下特点:
(1) DKX7.0双卧轴强制式搅拌单锅容量大、拌制速度快、70秒搅拌时间,压实系数v>1.25;
(2) 生产碾压混凝土用的碾压砂石粉含量高达16~20%,在混凝土拌制过程中易对搅拌设备产生粘结(特别是自落式搅拌机),从而减少搅拌机容积,影响搅拌机正常工作,并且处理难度很大,对拌制的碾压混凝土而言,石粉流失,将影响混凝土的和易性和可碾性;
(3) 选用的DKX7.0双卧轴强制式搅拌具有独立的动力系统、自动加油润滑系统、卸料液压系统,保证了设备的运行可靠、使用寿命长、噪音小和维护简单;
(4) 搅拌楼从原材料的储存、称量、进料到混凝土拌制全过程采用了封闭式运转,有效地解决了搅拌楼内粉尘污染等环境问题。
以目前龙滩水电工程正在使用的混凝土生产系统中的3号楼(BHS)为例,该楼2004年3月投产,截止2005年12月20日,共生产混凝土110万m3,最高月生产强度为14.71万m3,单楼最高班产量4770m3,混凝土生产合格率100%,质量评定优良(s=3.45)。
由此可见,2×6m3特大型强制式搅拌楼适用于水工混凝土拌和,特别适用于碾压混凝土拌和,能够满足碾压混凝土快速施工的要求。
我国水电系统输送料最大、单机最长的带式输送机
该系统包括长距离砂石骨料输送系统和大坝混凝土垂直与水平运输系统。
由于龙滩水电工程的成品砂石料供应强度较高,而大法坪砂石生产系统与大坝混凝土生产系统距离较远,因此大坝右岸混凝土生产系统所用砂石骨料的输连采用了通常在矿山与港口物料输送中使用的长距离带式输送机。这是我国水电系统第一条输送量最大(3000t/h)、单机长度最长(3945.419m)的带式输送机,也是中国水电施工史上首次采用长距离物料运输机械设备的一次成功尝试。
该条长距离带式输送机承担了从大法坪砂石生产系统到大坝右岸混凝土拌和系统约1408万吨砂石料的运输任务,该系统由多条首尾相接的带式输送机组成,布置在高低起伏的地形上,穿过三个隧洞、跨越二条山沟,至今已运输砂石料832万吨,成为龙滩水电站大坝混凝土浇筑的生命线。
龙滩水电工程大坝混凝土垂直和水平输送系统设备主要由2台塔式布料机、1台移动式塔式起重机、1台固定式塔式起重机、2台缆索式起重机、2台高架门机、1台轮胎式皮带输送机(胎带机)、3条高速皮带输送机等一系列设备组成。
龙滩水电工程中,龙滩公司进口了2台POTAIN(波坦)生产的大型塔机,一台为MD1800移动式塔机,一台为MD2200固定式塔机。
塔式布料机也称塔(顶)带机,是塔式起重机与输送皮带结合而成。龙滩水电工程采用的塔带机是美国ROTEC(洛泰克)公司制造的曾经在三峡工程中使用过的TC2400型塔带机,由固定式塔机和带机两部分组成。塔机最大工作半径80m,最大起重量为60t/40m内、30t/80m内,塔身最大自由高度95m,由10节每节高9.3m的圆筒型塔筒和基础节组成,各节驱动均采用液压装置,具备自顶升功能;带机部分由2条布料皮带机和1条转料皮带机以及系统爬升机构组成,布料皮带机总长85m,带宽762mm,整个带机系统能够通过液压装置自行爬升。
龙滩水电工程新购进的顶带机是由法国POTAIN(波坦)公司(负责塔机)和日本NC公司(负责带机)联合设计和生产的,型号为MD2200-TB30,整体形式与塔带机类似,所不同的是顶带机起重能力略弱,但输送能力较塔带机强。顶带机塔身由13节自由桁架式标准节组成,塔身最大高度87.2m;2条布料皮带机总长100m,带宽800mm。因塔身结构原因其爬升套架结构较为复杂,塔机顶升和皮带机系统爬升采用液压装置,其余均采用电动驱动。
此外,为了克服门塔机布置难度大、移动及工作覆盖范围有限等缺陷,龙滩水电工程租赁了一台美国ROTEC(洛泰克)生产的CC200-24型胎带机(轮胎式皮带输送机)。胎带机以美国GROVE(格鲁夫)RT-990型轮胎起重机底盘为机身,机身上支撑一台三节伸缩式皮带输送机(最大伸展范围53.19m,最大高度33.53m,最小布料半径22.6m,最大布料半径61m,最大斜角+30。),其主要部分由格鲁夫轮胎起重机底盘、支撑结构件及配重、伸缩式皮带输送机、给料输送机、回转料斗、发电机组、防护盖板(工作平台)以及操作室等组成。
胎带机采用轮胎行走,伸缩式皮带桁架,移动灵活机动,具有拆装、运输方便的优点,能在较短时间内在门塔机无法施工的浇筑盲区投入使用。胎带机在龙水电工程投入使用以来,平均班浇筑混凝土700m3,最高达970m3。
龙滩大坝垂直和水平输送设备中的2台20t/25t缆索起重机系由四川夹江水工机械厂制造,其45.5m高的主塔装设于电站右岸450.00m高程上,10m高的副塔装设于电站左岸480.00m高程上,设计跨距950m,起升高度260m,是目前国产缆机中跨距最大、塔架高度最高、全无线遥控通讯和具有自主知识产权的缆索起重机。两台20t/25t缆机具备联合抬吊功能,抬吊重量可达50t。从2004年7月至今,20t/25t缆索起重机已在龙滩水电工程中正常运行20个月,起升及牵引钢丝绳寿命从原国产缆机的3~6个月提高到12~18个月。
龙滩混凝土大坝浇筑主要集中在2005~2006年,两年将完成混凝土浇筑550万m3,占大坝混凝土总量的74%,至今最高月浇筑强度达到了42.7万m3,并创造了月浇筑碾压混凝土32万m3的世界纪录。与传统的门塔机、缆机浇筑手段不同,龙滩混凝土大坝采用高速供料线加塔(顶)带机浇筑碾压混凝土,其工效和强度都成倍提高,对浇筑仓面施工设备无论是质量还是数量也都有了明显提高。为了配合仓面碾压混凝土施工,配置了宝马格双钢轮振动压路机13台(型号为BW202AD-2)、宝马格BW75s-2和SW200小型振动压路机各3台,配置了卡特彼勒D3GLGP推土机和山推SD16L推土机各3台,此外还有2台由现代Rl30LC-5液压挖掘机改装而成的履带式混凝土切缝机。高效率的工程机械设备,保证了大坝碾压混凝土快速连续短间歇碾压施工。
地下隧洞开挖机械设备
龙滩水电工程左岸地下引水发电系统由引水隧洞、地下厂房及尾水隧洞三大系统构成,庞大的地下洞室群设计石方洞挖300万m3,其中长388.5m、宽28.5m、高76.4m的地下厂房是目前世界规模最大的地下厂房。开挖施工自2001年11月以来,在37个月的时间内完成了整个地下引水发电系统地下洞室群的开挖支护,创造了月石方洞挖强度15万m3、年石方洞挖强度127万m3的国内纪录。龙滩水电工程左岸地下引水发电系统施工能取得这样的业绩,一方面采用了先进的施工技术,另一方面正所谓“工欲善其事,必先利其器”,正是得益于使用了配套的施工工程机械设备。
在龙滩水电工程地下洞室群的开挖支护过程中,采用了2台Rocket-Boomer353E阿特拉斯三臂液压凿岩台车、1台AMV21SGBC-CC全电脑三臂液压凿岩台车、Meyco-Potenza混凝土湿喷射机、移动式升降平台车以及铰接式自卸汽车等国内外先进的施工机械设备。
用于地下隧洞岩石开挖钻孔和锚杆钻孔的Rocket-Boomer353E是一种三臂全液压火箭式凿岩台车,主要由四轮驱动的DC141重型固定式橡胶轮式底盘、3个BUT35G全液压可伸缩式钻臂、COP1838ME液压凿岩机、Atlas-Copco自动钻孔给进器、HL230全液压工作平台以及控制与动力装置、自动电缆与水管卷盘、照明系统与自动防卡钎装置等构成。AMV21SGBC-CC全电脑三臂液压凿岩台车的性能与Rocket-Boomer353E大致相同,但由于增加了车载电脑,具有更高的人机对话功能,并能在凿岩过程中自动修整凿石参数和自动纪录钻孔数据,可以对岩层进行分析,从而及时调整爆破参数。
在龙滩地下洞室群岩体为硬岩的大断面、长隧洞施工中,三臂液压凿岩台车更显示出作业安全、噪音污染少、机械化程度高、钻进速度快等优点。
龙滩水电工程中引水发电系统地下洞室施工支护,根据设计工艺需喷钢纤维混凝土、聚丙稀微纤维混凝土和素混凝土三种混凝土,共约51700多m3。施工中所采用的设备为Meyco-Potenza混凝土湿喷射机,该混凝土湿喷射机适用于喷射各种混凝土的施工,可喷射最大骨料粒径为22mm,最大喷射高度14m、宽段20m,喷射面积约240m2,生产率为30m3/h。
近年来,喷射混凝土支护施工在技术、设备和改善作业环境方面有了很大发展,在隧道工程、地下工程掘进和支护中得到了广泛的应用,除软岩掘进机开挖外,不论是用喷射混凝土作初期和临时支护,还是既是初期支护又是永久支护的组成部分,喷射混凝土支护己成为一个重要的工艺。龙滩地下洞室喷射混凝土施工采用了湿喷技术,降低了粉尘,改善了施工环境,满足了施工进度及质量要求,贯彻了“安全、经济、快捷”的施工理念,从根本上消除了推广应用喷射混凝土技术的障碍。
龙滩地下洞室施工中还使用了Himec9910B-Rex移动式平台车,其工作平台为液压可伸缩式,装有安全护栏,灵活方便、随用随到的升举作业省去了搭设脚手架施工平台的繁琐工作,大大提高了工作效率和安全可靠性。
龙滩地下洞室施工运输设备主要采用了TEREX(特雷克斯)和Moxy两家公司生产的铰接式自卸车。
TEREX-TA25铰接式自卸车额定载重量为23t,总功率为224kW,装载容积13.5m3,最高速度52km/h;Moxy-MT31铰接式自卸车为Moxy新一代产品,最大载重量28t,最大车厢容积17.8m3,发动机额定功率250kW。铰接式自卸车前后两体式车架,车身坚固,转向灵活;6x6全轮驱动,牵引力强,通过性好;先进的低排放发动机,具有更大动力和高适用性,在隧洞等有限空间作业,功效尤为显著。
龙滩工程设备采购与管理模式
为了避免施工承包商在工程中标后对设备进行“优化”——以旧代新、以小代大,降低设备配置等,龙滩水电工程对人工砂石生产系统中的关键设备——破碎机,采取由业主根据工程设计方案进行国际招标方式采购,施工方利用该设备带方案对砂石系统进行工程投标,负责系统设计、建安及设备运行。工程开标后,业主将自行采购的进口设备交由施工方安装,并在工程完工时,由施工方按投标承诺对该设备进行残值回购。
龙滩水电工程施工高峰期整个设备原值超过了5亿元,约有1800余台套设备,其中业主单位——龙滩公司采购的设备原值就达3亿多元。
龙滩大坝施工设备的特点
(1) 施工强度高,设备备用系数低
根据龙滩大坝施工工期计划要求,高峰期主要设备的生产强度均达到设计生产能力。同时由于地形等限制,龙滩大坝主要运输设备备用系数低,如长距离皮带机、塔(顶)带机供料线都具有手段的唯一性。因此既要提高设备的完好率及利用率,保证生产顺利进行,同时又要求所有设备都必须满负荷运行,以保证施工强度。
(2)设备品种多,进口设备多,设备技术先进
龙滩水电工程的施工设备虽然大大少于三峡工程,但品种与三峡工程基本一致,其中4km的长距离胶带机、2×6m3的强制拌和楼及MD1800移动式塔机均为新型产品或第一次在水电工程中使用的设备,要求施工单位必须配置精干技术人员,在短时间内消化其先进技术,并培养出合格的操作、维修人员。
(3)运行机构较复杂,协调难度大
由于联营体模式,使各设备运行单位之间以及联营体不同程度地存在一些利益上的矛盾,协调难度大。
(4)主要设备配件储备不足
由于主要设备为业主设备,若运行单位采购的备品配件到期消耗不完,而业主又不回购,则运行单位的损失较大。故运行单位尽可能少采购业主设备的配件,对设备的正常运行有较大影响。
针对龙滩大坝施工强度高,设备备用系数低、品种多、进口设备多、技术先进等特点,龙滩对混凝土生产施工的主要设备采取了由业主、施工方和设备监理共同管理的模式,通过以分包运行的方式组建设备管理工区,分别具体负责各生产系统设备的日常运行管理工作,实行一级管理、二级核算的专业化管理;并按设备分类,在各工区成立相应的车间(队),对设备实行专业检修。
龙滩大坝施工承包商——“七八葛联营体”先后制定了一系列设备管理制度和办法,主要分为三类:(1)综合管理规章制度——着重对联营体设备管理的原则进行规定。如《七局八局葛洲坝联营体砼系统设备管理规定》等。(2)专类管理办法——主要针对重要大型设备和重大问题的管理规定。如《塔带机回转轴承监理运行规定》等。(3)专项管理办法——主要针对单类、单台设备所作的具体规定。如《拌和楼安全操作维护保养规定》等。同时,对于设备的检修检验、配件物资的供应、设备运行的考核奖励等都作了详细规定。
专业设备监理在龙滩
龙滩大坝施工设备管理系统中,还有一个值得人们关注的管理环节,那就是专业施工设备的监理。这是一个新兴的细分管理项目,对已经进入和准备进入这一行业的监理单位和个人都有借鉴意义。
我国专业施工设备监理起始于三峡工程,当初监理范围只限于业主采购的设备。在龙滩大坝施工中,工程业主除委托设备监理对其采购的设备进行监理外,为了确保工程进展,业主还将大量施工单位自带的、原由土建监理工程师进行监理的设备也委托专业设备监理进行监理。这种对专业设备监理工作外延的拓展使得专业设备监理这个细分的项目获得了新的生存与发展空间。因此可以说,三峡工程在我国引进了专业设备监理概念,明确了专业设备监理深度,而龙滩工程则进一步拓展了专业设备监理的广度和空间。
经过这几年的运行,龙滩水电工程设备管理在业主、施工方和监理方的不断协调与探索下,终于走出了一条成功的设备管理之路。
院士评述龙滩工程
中国水利水电工程首届施工系统与装备技术交流会在龙滩水电站举行。学术严谨的中国工程院谭靖夷院士,在三天内两探龙滩工地,在专题发言中对该工程质量和管理给予了很高的评价,谭院士说:“龙滩工程大坝混凝土质量总体优良,成就突出。”
谭院士指出,上世纪八十年代以后,尤其是近几年,我国水电工程建设进程加快,施工机械化水平及工艺技术水平显著提高,先进的工程机械设备在水电工程施工中的运用取得了瞩目的成就。不过,“只有更好,没有最好”。谭院士在总的评价之后引用了这样一句广告语。
对于砂石骨料加工生产设备,谭院士认为经过大量、长期的实践和探索,现在我们已可依据不同岩石特性优选相应的破碎设备和工艺流程,并在运行过程中不断加以改进。使生产加工能力得以正常发挥,产品质量稳定。近年来还注重环境保护、水资源的重复利用和有用料回收。
谭院士认为我国混凝土搅拌楼及其配套设备已系列化,骨料预冷技术已广泛用于各大型工程。目前存在的主要问题是如何做到节能、高效,需要进一步研究探讨。
谭院士指出,带式输送设备在龙滩混凝土浇筑中的高效运用,值得各方面注意。带式输送设备一是效率高、产量大,二是连续性强,配上塔式起重机,可以集水平运输与垂直运输于一体,即塔(顶)带机。特别是在碾压混凝土大坝施工中运用塔(顶)带机与自卸汽车配合,可大幅提高施工效率。
通过对龙滩水电工程的考察,谭院士认为,该工程在碾压混凝土筑坝方面取得了以下突出成就:
(1) 将我国碾压混凝土筑坝先进技术和工艺全面运用于龙滩200m级高重力坝并有多项创新,为扩大碾压混凝土应用范围树立了信心和榜样,具有里程碑意义。使用塔(顶)带机配合自卸汽车将混凝土浇筑效率提到一个新的高度,创造了月平均小时浇筑强度世界新纪录。
(2) 自行研制新型喷雾机应用于大浇筑仓面,实现了碾压混凝土高温季节不间断施工。
(3) 使用单条长距离(4kW)胶带机运输砂石骨料,保证了高强度混凝土生产,质优价廉,可供其它工程借鉴。
最后,谭院士提出了一个新认识:基于龙滩水电工程大规模碾压混凝土重力坝施工的成功实践,将碾压混凝土工艺技术扩大运用于200m级以上的高拱坝,使拱坝安全度高、混凝土工程量小与碾压型混凝土单价低、工效高的双重优势得以充分发挥。将我国的筑坝技术提到一个新的高度。谭院士的发言,博得了与会专家和代表们的热烈掌声。
■ 附 录 ■
传统上,大坝常态混凝土用量大,所需混凝土温度很低。由于砂石含水率等原因,可自由添加的水量很少,所以混凝土中冰的添加量有限,因此骨料也需预先降到很低的温度。
近几十年来,世界上普遍采用两种骨料制冷系统:第一种为水冷,即对通过冷水廊道中的骨料进行喷水降温。第二种为风冷,即通过冷风循环对筒仓中的骨料进行降温。当然,风冷和水冷均有各自的优点和缺点。最关键之一是使降温效果完全深入到大粒径(150mm)骨料的内芯,控制混凝土在被运输过程中的再次升温。
目前国内的著名水电工程建设(如三峡和龙滩工程)混凝土骨料预冷方式普遍采用的是风冷加冰的形式降低骨料温度,正如谭院士所讲,存在混凝土出机口温度控制偏低,设计保守的问题,而且能耗过大。
在首届工程施工系统与装备技术交流会上,德国利勃海尔混凝土系统专家Knoll先生和德国汉莎的Dr.Gremer博士为水电建设系统的专家与院士详细介绍了中国政府贷款项目缅甸Yewa电站,该大坝是葛洲坝工程公司负责施工,缅甸高技术混凝土公司负责低温混凝土生产,利勃海尔公司负责整体设计供货的500m3/h三级配搅拌楼,该项目共需生产混凝土270万立方米,混凝土出机温度为11°C,骨料粒径40mm,采用的冷却方式为水冷加冰冷的骨料冷却方式。
相比三峡工程实际配置的制冷能力77049kW而言,Yewa工程5800kW的制冷能力大大节约了总体造价;而且相比三峡工程每100万m3混凝土平均消耗的功率1200万kW/h而言,Yewa工程的能量消耗为230万kW/h。
由于该系统优先采用水冷骨料方式,冷却结果稳定,为研究改进我国混凝土出机口温度规定世界最低的情况,提供更可靠的可能性。而混凝土出机口温度微量的调整对整体的能耗的节约也是巨大的。
水处理系统一直是困扰我国水冷骨料工艺发展的一个瓶颈,利勃海尔专家向与会代表介绍了一种立体水处理系统,在合理利用地形的同时减小占地及工程开挖,由于处理后的水的浪费量减小到总水量的2%以内,这部分的水耗及能耗损失均降低到同空冷停机除霜的水耗及能耗损失相当的水平。处理后的淤泥的浓度可达60~65%,后可通过翻斗车运至废料堆场堆放或通过高效挤压装置,制作成固体储存或重新利用,达到零排放环保的目的。
另外利勃海尔专家还介绍了针对锦屏水电工程大坝混凝土拌和及冷却全套系统方案,该方案大量减少了工程开挖量的同时降低工程中的使用能耗,由于采用新型水冷工艺,保证连续出料及生产,提高混凝土效率,又避免了能量的损失。另外该系统采用的模块化设计实现了设备使用的最大效率。
该系统为我国低温混凝土生产提出一条新的思路。]]>


