三峡大坝塔带机施工方案及砼温度控制

三峡大坝塔带机施工方案及砼温度控制概述：三峡工程混凝土总量达2800万方，2000年的高峰年强度达540万方，月高峰强度为55万立方，其砼总量及浇筑强度均为世界之最。

其中，厂坝二期工程总量为1238万方，2000年年强度达388万方，月高峰强度为45.5万方。

为保证混凝土的高强度施工和快速入仓，三峡大坝混凝土施工方案经过长期的比较和选型，最后确定了以塔带机为主、辅以大型门塔机、胎带机和缆机的综合施工方案。

三峡大坝为混凝土重力坝，大坝底宽约100米，最大坝块宽度达32米，施工期跨过多各夏季，且夏季高峰月强度达到45万方，对砼温度控制提出了极高的要求。

因此大坝温控成为保证大坝施工质量的主要任务之一。

三峡大坝从设计开始就制定了严格而合理的各项温控标准，并采取了优化砼配合比、生产预冷砼及埋设冷却水管等综合性温控措施，取得了较好的效果。

以下将就三峡大坝塔带机施工方案及砼温度控制作简要阐述。

一、三峡厂坝二期工程塔带机施工方案1、塔带机施工工艺塔带机方案实际上就是将皮带机的高速运输与塔机灵活回转布料相结合，使用皮带机将混凝土从拌和楼直接运送到仓面，实现砼高强度快速入仓。

塔带机最早由美国ROTEC公司提出并制造，在惠特斯坝成功应用，创造了最高月强度7.2万方的世界纪录。

塔带机一般采用“一楼、一机、一带”方式，即一座专用的拌和楼，保证拌和供料；一条皮带机供料线，保证混凝土快速运输；一台专用塔机，保证灵活布料。

塔带机采用两段布料皮带进行布料操作，布料皮带的上下倾角一般为＋20o～-15o，并用特制象鼻管下料，下料高度一般为5～8米。

塔带机及供料线一般均设有自动爬（顶）升机构，用于在大坝浇筑到一定高度后自动爬升。

2、塔带机的优点及缺点塔带机的最大优点就是入仓速度快、布料灵活，其效率为普通门塔机的2～4倍。

其缺点在于：当使用塔带机自身来备仓或更换混凝土品种或标号时，其使用效率将大大降低，塔带机的运行和维护成本也相对较高。

3、三峡厂坝二期工程塔带机施工方案三峡厂坝二期工程从右向左分别包括23个泄洪坝段（21m×23）、左岸导墙坝段（32m×1）、15个厂房坝段（38.3m×15）、7个非溢流坝段（20m×7），总长度达1229.5m，厂房坝段后面布置14台70万千瓦大型发电机组。

在大坝上游高程90m拌和系统布置有一座4×6m3及一座4×3m3拌和楼(额定产量510m3/h)，在大坝下游高程79m拌和系统布置有两座4×4.5m3拌和楼(额定产量640m3/h)、120m拌和系统设两座4×3m3拌和楼(额定产量480m3/h)，共同供应大坝浇筑混凝土；在大坝下游高程82m拌和系统布置有1座4×3m3拌和楼(额定产量240m3/h)，主要供应左岸厂房浇筑混凝土。

大坝在左厂7#坝段～泄23#坝段共布置了6台塔（顶）带机，作为主要的混凝土浇筑手段，并在上下游布置多台高架门机和塔机辅助施工。

其中，泄洪1#、7#、14#、21#坝段坝内布置4台ROTEC塔带机，型号为CC2400，其塔臂长度为80m，最大布料半径100m，布料皮带宽度XXcm，最大入仓强度400m3/h，分别从上游高程90m拌和系统和下游79m拌和系统供料；左厂7#、13#坝段共布置两台顶带机，为三菱重工与德国PORTAN公司联合生产，其塔臂长度为80m，最大布料半径100m，布料皮带宽度XXcm，最大入仓强度400m3/h，分别从上游高程90m拌和系统和下游120m拌和系统供料。

除高程79m拌和系统采用两座楼供应3台塔带机之外，其他塔带机均按“一楼、一机、一带”方式配置，其他部位均采用汽车运输、门塔机入仓浇筑方式（三峡厂坝二期工程施工机械总布置见附图一）。

三峡塔带机供料线的运行速度为3.15m/s，以最长的供料线780m计算，混凝土从拌和楼下料口运到仓面的时间仅需4～5分钟。

为保证塔带机浇筑仓号振捣强度，仓面一般均配置2台5臂平仓振捣机，并辅助4～6个手持式振捣棒，在面积狭小的仓面则配置1台8臂平仓振捣机及辅助的手持式振捣棒。

4、三峡塔带机使用效果从混凝土生产、运输、入仓布料及振捣各环节来看，塔带机的生产效率主要受制于仓面振捣速度以及混凝土标号的变化，特别是泄洪坝段3层孔口(见附图二)，结构复杂，孔口周边混凝土品种较多、钢筋密集，同一个仓号不仅有多种标号，还有两种级配，组合的混凝土品种最多的达到4～5种，一般也有2～3种，频繁更换标号不仅影响砼入仓强度，也相应会对砼浇筑质量产生不利影响。

经与设计商议，将深孔边墙砼标号简化为2个。

同时，对塔带机浇筑砼的方法作出具体规定，即尽可能采用平铺法浇筑，确有困难而采用台阶法浇筑时，必须采用较大的台阶宽度（4m～6m以上），以免台阶过窄、接头混淆而产生漏振现象。

对于4＃、5＃塔带机在左厂14＃坝段的施工盲区，初期将胎带机分别布置在左厂14＃坝段坝内及上游，后期延长下游▽42栈桥轨道至左导1#块，用高架门机覆盖下游的盲区，并将左厂坝段上游门机轨道向右延长解决上游盲区的浇筑手段，保证了该盲区部位顺利施工。

因施工初期塔带机供料线不能及时形成，就采用在坝外架设临时供料线、汽车供料的方式进行浇筑，并充分发挥胎带机的作用，将3台胎带机布置到大坝坝内浇筑，满足了施工初期混凝土浇筑需要。

在塔带机供料线正式形成之后，塔带机的作用得到了充分的发挥。

三峡厂坝二期工程从开工以来，共浇筑砼430万方，占塔带机控制区域总工程量的65%左右。

从塔带机分月产量统计来看，单台塔带机的高峰期浇筑强度一般在3.5～4.2万方/月左右，最大月强度为5.02万方,平均2.7万方/月。

其中，塔带机单台最大浇筑量77.5万方，最高月强度为50257万方，最高日产量3270方，最大班产量为1408.5方。

在厂坝二期工程之后，于03年年初安装了两台塔带机用于三期RCC围堰施工，由于三期RCC围堰采用通仓碾压施工，塔带机下料已经不受浇筑振捣工序限制，使塔带机的效率得以充分发挥，其最大入仓强度达到了15万方/月。

由此可见，要充分发挥塔带机使用效率，有必要在简化大坝结构、简化砼标号方面进一步作出改进。

二、三峡大坝砼温度控制三峡地区多年平均气温在16～18℃，夏季气温一般在28～35℃，冬季气温一般在0℃之上，因此夏季混凝土温度控制要求十分严格，冬季则做好保温工作即可。

三峡大坝夏季混凝土温度控制主要采取了使用高掺量粉煤灰降低水泥用量、合理安排施工进度、控制混凝土出机口温度及埋设冷却水管等措施。

1、大坝分缝分块及浇筑层间间歇控制根据大坝设计温度应力计算成果，三峡大坝设定了严格的分层分块及各坝块最高温度标准。

大坝除横缝宽度控制在最大25m之外，还沿坝轴线方向设置了两条纵缝，各坝块长宽比一般控制在1.5～2.5之内，要求浇筑层高在基础约束区内按1.5m、脱离基础约束区一般为2.0m 控制，平均每月2～3层连续均匀上升，层间间歇一般控制在6～10天。

基础约束区的浇筑温度要求不大于12～14℃，脱离基础约束区不大于16～18℃；基础约束区坝内允许最高温度为31～33℃，非基础约束区坝内允许最高温度为35～36℃。

2、原材料优选及配合比优化鉴于三峡大坝高标准温度控制要求，三峡总公司组织设计等单位对大坝混凝土原材料进行了优选试验研究，根据试验结果选定了中热525水泥掺Ⅰ级粉煤灰方案，配合ZB-1A等高效减水剂，使粉煤灰掺量达到35～40%，四级配C15混凝土的水泥用量仅96kg，对降低混凝土发热量具有十分重要的意义。

3、预冷混凝土生产预冷混凝土的生产对降低混凝土浇筑温度具有重要意义，二期厂坝工程中要求夏季基础约束区全部采用出机口7℃混凝土，脱离基础约束区之后采用14℃混凝土。

为保证夏季最高月强度45.5万方的生产强度，二期工程的7座拌和楼全部配置了制冷系统，并首创使用了二次风冷技术。

生产中首先将骨料通过二次筛分进行脱水、级配分选，然后进入一次风冷料仓继续脱水，并采用0～-5℃冷风将骨料冷却到0～2℃；随后骨料通过用皮带经保温廊道运至拌和楼储料仓，用-10～-12℃冷风继续动态冷却，将骨料进一步冷却到-5～-6℃。

在混凝土拌和时根据需要加入冷水或人工片冰进行拌和，满足了高强度预冷混凝土的生产要求。

4、混凝土运输温度控制为减少混凝土运输过程中的温度回升，对所有混凝土供料线设置遮阳顶棚，汽车运输时也设置了滑动式遮阳雨篷，并尽量缩短混凝土运输及汽车等待时间，将运输过程的温度回升控制在3～4℃之内。

5、施工仓面温度控制为降低浇筑温度，重点采取如下措施：①在浇筑仓面设置喷雾装置，能够将环境温度降低5℃左右；②对浇筑下料之前及浇筑之后的区域均及时采用保温被覆盖，以防止日光直射温升；③尽量选择在夜间低温时段浇筑，避开上午10:00～下午4:00的高温时段；④提高混凝土入仓强度，促使浇筑坯层快速覆盖。

6、通水冷却对4～10月份浇筑的大坝混凝土，均预先埋设冷却水管，采取初期和中期通水冷却方式降低坝体内部温度；在坝体接缝灌浆及岸坡接触灌浆部位，须进一步进行后期通水冷却。

冷却水管可采用普通铁管或塑料水管，管径分别为27mm或32～35mm，按1.5×2.0m间距布置在浇筑层层面上。

初期通水一般采用6～8℃制冷水，在混凝土浇筑收仓后12小时内开始通水，并持续10～15天，水管通水流量不小于18升/分钟。

中期和后期通水一般在冬季用河水冷却，河水冷却通水流量20～25升/分钟；中期通水时间1.5～2.5个月，以坝体温度冷却到20～12℃为准，后期冷却以坝体温度达到接缝灌浆允许温度为准。

7、外露面保温三峡地区气温骤降频繁，据统计全年2～3天降温幅度达8～10℃的次数达7～8次，一次最大降温幅度超过14℃。

三峡大坝一般在10月份开始保温，并对底孔、深孔等孔洞进出口进行封闭。

对永久外露面均设置永久保温层，当气温降到0℃以下或气温骤降时，须对新浇砼侧面及顶面进行临时保温。

一般采用聚乙烯泡沫或保温被外贴方式，保温后的混凝土表面等效放热系数按小于等于2.0～3.0W/m2控制。

三、结语。