大岗山水电站左岸缆机供料平台设计与施工-论文.pdf

2014年第10期(总第139期江西建材水利工程大岗山水电站左岸缆机供料平台设计与施工■王国胜糕葛洲坝集团第一工程有限公司，湖北宜昌443002摘要：大岗山水电站缆机主供料平台位于大坝左岸，依附左岸坝顶以下边坡马构柱主要采用‘p29916mm的无缝钢管和L16010角钢，顶部盖梁道，供料平台所处边坡陡峭，岩石破碎，采用多跨连续贝雷梁结合上部钢HW350350采用Q345B，其余杆件材料均采用Q235。筋混凝土桥面板的结构形式进行设计与施工，成功解决缆机供料平台支为保证自卸车行驶安全及卸料需要，在路面外侧设置45cm高防撞撑和加固问题。墙。关键词：大岗山水电站缆机供料平台3．1钢结构供料平台设计计算3．1．1设计荷载1工程概述恒载：只考虑结构自重，未考虑结构伸缩影响，也不考虑预应力、基1．1工程概况础变形(整个结构设置在岩质边坡上，不考虑沉降)等因素；大岗山水电站坝址位于四川省大渡河中游雅安市石棉县挖角乡境可变荷载：设计荷载按45t自卸汽车队，按挂车一100校核，同时考内，电站枢纽主要由挡水建筑物、泄洪消能建筑物、引水发电建筑物等虑空料罐侧向撞击力；汽车冲击力、离心力、人群荷载按规范考虑；组成。挡水建筑物采用混凝土双曲拱坝，最大坝高210．00m，泄洪建筑其它可变荷载：对于钢筋混凝土桥面板方案，可认为桥面板平面内物由坝身四个深孔和右岸一条泄洪洞组成，引水发电建筑物布置于左刚度无限大，且与l135m马道平台每隔2m设置锚杆连接，每根锚杆锚岸，为地下厂房，电站装机容量2600MW(4×650MW)，最大水头178．固力约147KN，可以抵抗汽车纵横向制动冲击力；由于钢栈桥变形能力0m，最小水头156．8m，额定水头160．Om，发电引用流量1834m／s(4X强，按规范要求设置伸缩缝，不考虑温度影响力和支座摩阻力；458．5m／s)，保证出力636MW，年发电量l14．30亿kW．h。抗震设计：按抗震设防烈度为8度，设计基本地震加速度值为0．2大坝挡水建筑物采用混凝土双曲拱坝，坝顶高程1135．0m，建基面考虑。高程925．0m，最大坝高210．Om，坝顶厚10m，坝底厚52m，最大中心角3．1．2建立模型及受力计算94．15。，坝顶中心线弧长635．467m，坝体混凝土工程量约325万m。采用空间有限元法对钢栈桥进行计算分析，建立结构计算模型。1．2缆机供料平台概述底部采取固结，风荷载等可等效于集中荷载施加在最外侧桁架节点上。为满足大坝施工需要，本工程共布置2个缆机供料点：右岸EL．车辆行驶至跨中时弯矩最大，行驶至支点时反力最大，按此两种工1135m为辅助供料平台、左岸EL．1135m为主供料平台。其中右岸EL．况进行计算。1135m辅助供料平台作为大坝施工用材的吊装平台，左岸1135m高程3．1．3荷载计算取值(按最不利18m跨度)平台作为主供料平台，主要用于混凝土的运输，同时作为钢衬、闸门及对于单片贝雷梁恒载取7．8KN，梁间距0．7m，节点距离0．75m，因启闭机的运输吊装等。下面主要以左岸主供料平台为例说明。此综合考虑人群恒载后取4．6KN；2缆机供料平台布置对于集中荷载，冲击系数为0．357；自卸汽车前轴荷载90KN，后大岗山大坝布置有4台跨度为677m的平移式无塔架缆机，主要轴荷载180KN，宽度为2．5m，则有5片贝雷梁参与工作；承担大坝混凝土入仓、坝内金属结构安装和施工期材料设备的垂直运对于单片贝雷梁，自卸车前轴荷载为24KN，后轴荷载为49KN；同送入仓等工作。理可计算出挂车对单片贝雷梁的荷载为36KN；由于大坝混凝土生产系统布置于大坝下游左岸边坡EL．1135高程对于空料罐侧向冲击力，由贝雷梁通过桁架传递到25cm厚混凝土(同坝顶高程)开挖出来的台地上，因此在减小混凝土水平运输距离、保桥面板，最终传递到边坡上的构造措施上，混凝土面板与1135m马道相证入仓温度要求的前提下，将混凝土浇筑缆机供料平台沿左岸已开挖连，平面内刚度可视作无限大，足以抵抗料罐侧向冲击力；的拱肩槽和上下游边坡进行布置，并与边坡开挖时预留的3～5m宽马使用常用设计软件“PNPK”，内定恒载分项系数1．2，活载分项系道平台相结合，在马道外侧采用钢结构支撑加贝雷梁承重和现浇混凝数1．4；土面板进行加宽。3．1．4结构验算3缆机供料平台设计根据《装配式公路钢桥设计图》及交通部、公路规划设计院设计的缆机供料平台由“卸料平台”和“料罐平台”组成，用于满足缆机浇JTQSOO12—65、JTJ025—86钢结构图纸进行验算满足要求。筑混凝土。考虑混凝土浇筑的需要及缆机控制范围和施工的难易程3．2缆机供料平台结构设计与施工度，将缆机供料平台上下游方向纵向长度设计为210m。由于大坝坝顶3．2．1混凝土柱基、贴坡梁和锚杆(束)施工高程为EL_l135，根据现场实际情况及汽车卸料方便和9．6m吊罐停混凝土贴坡梁及结构柱基础均布置于已开挖的拱肩槽及上下游边靠的要求，将“卸料平台”的高程确定为EL．1135m，“料罐平台”高程确坡上，因边坡较陡(1：0．3～1：0．4坡比)，为保证供料平台结构的安全定为l129．951m。9．6m吊罐的直径为2．5m，为了保证吊罐停放的稳定，在结构柱基础、贴坡梁和锚杆(束)施工前，按照设计要求采用全需要，“料罐平台”的宽度设计为3．9m。在EL．1135高程马道外侧钢站仪进行测量放样定位，锚杆(束)孔位偏差不大于50mm，孔位用红油平台加宽8～16m，与马道合并后宽度为18～21m。栈桥设计采用多跨漆标注。柱基施工采用YT一28手风钻造孔，小型松动爆破的方式开挖连续贝雷梁结构，共计21轴。跨径布置间距为12～18m不等。并形成结构柱基础倒坡，爆破后的柱基人工采用风镐开挖基础平台，并钢栈桥平台支墩：采用无缝钢管和型钢组成的格构柱，通过贴坡柱清理冲洗干净；柱基与贴坡梁按照设计结构的要求采用分段进行混凝基础及贴坡梁立于岩质边坡上，沿高度方向设置多层锚杆(束)承担格土施工，模板采用组合钢模板，混凝土浇筑采用0．5m。强制式搅拌机拌构柱传递的荷载；制，人工用斗车运输混凝土，在1135m高程马道上架设溜筒入仓，仓内贝雷梁结构：钢栈桥梁系采用贝雷梁桁架组合而成的上承式连续人工持；O软轴振捣器振捣，混凝土浇注完毕后6～18h，洒水养护。梁系装配式钢桥，跨径布置为12m～18m不等，采用多组单层双排贝雷在边坡结构柱基础和格构柱的连墙件(设置在贴坡梁上)部位设置桁架，梁间距0．7m，贝雷梁宽度3．5m；的38锚杆束和啦8锚杆施工，采用YQ一100B潜孔钻造孔，采桥面：钢筋混凝土桥面板，厚度25em，整个平台不设纵坡，设置坡用先插杆后注浆的施工方法，M30水泥砂浆注浆机灌注，确保注浆密向马道内侧0．2％的横坡排水，排人马道内侧截水沟。实。锚杆和锚杆束的长度分别为9和12m，人岩7．5和10．5m(锚杆结构材料：贝雷梁采用l6锰和30铬锰钛优质钢材加工而成。格束10．5m，锚杆7．5m)，垂直于边坡布置。通过岩石基础(下转第98页)·96· 气、水泥供应等不利因素的影响，实际作业工期约为51d。相对原方案来的764mm提升到794mm；大幅缩短了施工工期，由原来的90d压缩工期90d，优化后的方案约缩短工期近一半。到51d。(3)经济效益分析(3)优化后的方案节省了工程投资约563．9万元，并相应减少了后①材料费用：原双排单管方案介质用量：270(kg／m)×23(m／根)×续项目各项措施费用。4032(根)：25038t；按水泥350元／t，费用350×25038=876．3万元。(4)优化方案实施后，随机在堰上布设两个围井，通过围井注水试优化后单排双管方案介质用量：580(km)×23(m／根)×1120(根)=验检测了防渗墙渗体的渗透系数在1．21x10～～2．58×10cm／s之14940t；按水泥350元／t，费用350×14940=522．9万元。间，符合设计围井检测法需小于5×10cm／s的要求，其它指标也均满②人工费用：原双排单管方案人工费：单套设备人工26人；按人工足设计。60元／d．人，费用26×60×8×90=112．3万元。现单排双管方案人工(5)优化后的方案，实际施工周期达到了预期目标。经后期围堰抽费：单套设备人工30人；按人工6O元／d．人，费用30×60X8x51=73．水后，水闸于施工实际使用情况看来，围堰防渗体系运行情况良好，为4万元。工程的顺利推进奠定了必要的基础。③机械台班使用费：包括高喷台车、钻机、高压泵、空压机、水泵、搅拌机和发电机等，单套设备的日租借费用约为2000元／班．套。柴油发参考文献电机费用也相应节省，单套设备用油0．5t／d，油价0．7万元／t。[1]谢修检，舒光跃，刘贵书．单管高压旋喷桩防渗墙在高唐水电站围原方案台班使用费用为：2000×8×90=144万元，柴油费用：0．5×堰施工中的应用[J]．湖南水利水电，2010，O1：4—6．8×90×7000=252万元。[2]赵孟津，张鸿伟．高压旋喷桩防渗墙在水工建筑物中应用实践[J]．现方案台班使用费用为：2000×8×51=81．6万元，柴油费用0．5中国水运(下半月)，2012，06：165—166．×8x90×7000=142．8万元[3]韩昌海，杨宇，骆少泽．青草沙水库下游水闸水力特性试验分析研④其他费用：优化后方案还节省了后续项目赶工措施费用。究[J]．水利水电技术，2011，02：25—28+48．⑤费用合计：工艺变更后费用节省563．9万元。其中，材料费353．[4]陆忠民，吴彩娥．青草沙水库堤坝工程关键技术研究与实践[J]．4万元，人工费38．9万元，机械费用62．4万元，发电费109．2万元。综人民长江，2013，21：28—31+36．上所述，优化后的方案大幅减少了投资，且缩短了工期。[5]李力军，陈小刚．高压旋喷桩在青草沙取水泵闸工程中的应用[J]．6结束语人民长江，2009，12：39～40．(1)由原“双排单管方案”调整为“单排双管方案”后，大幅较少了[6]张志华．上海青草沙水库输水泵闸围堰防渗墙施工技术[J]．安徽工程量，节省了投资并满足了紧张工期情况下的施工工艺要求。水利水电职业技术学院学报，2010，03：34—36．(2)优化后的方案提升了帷幕的止水效果，防渗墙的有效厚度由原(上接第95页)完善信息自动化管理。利水电，2007，(5)：l一2．[2]徐伟伟．水利水电工程地质勘测方法与技术应用[J]．科技创新与参考文献应用，2012，(1O)：2—3．[1]艾怡纯．信息技术在水利水电工程造价管理中的应用[J]．湖南水(上接第96页)与贴坡梁和基础柱钢筋混凝土之间的粘结力和锚杆来lOt、5t载重汽车和转运台车等辅助运输手段承担加工厂内的材料、半承担荷载，基础柱及贴坡梁混凝土采用C30混凝土。成品、成品的装卸车及场内转运工作。②安装现场的运输。采用40t3．2．2桥面混凝土设计与施工平板车由场内运输至左岸1135．OOm平台，由30t缆机吊运安装。左岸钢栈桥供料平台采用钢筋混凝土桥面板(中16@2020era间(3)钢栈桥运输与吊装。①钢栈桥安装单元最大吊装重量一般不距布置)，厚度为25cm；在栈桥钢结构安装验收完成后，开始进行桥面大于30．0t，使用40t平板车以平运方式运至左岸1135．Om高程平台临板的混凝土施工。桥面板设计分块原则：在上下游方向上，按照钢栈桥时存放，由缆机配合预组装；安装采用缆机和50t汽车吊配合翻身，并贝雷梁的跨距(12～18m)来进行分块；在左右方向上分成两块，即在已由缆机吊运安装。②栈桥装车前，平板车上预先布置好专用支撑垫梁，开挖形成的l135m高程马道上按栈桥的跨距(12～18m)来分块，马道避免运输途中栈桥构件产生变形，栈桥构件与垫梁间加垫木或橡皮，以外侧的贝雷梁支撑部分另分成一块，但该块与马道的搭接长度不应小保护环缝坡口。③栈桥装车时，其重心应尽量与平板车中心一致，捆绑于lOOcm。马道外侧的贝雷梁支撑与马道的搭接部位采取在1135m高使用4个5t手拉葫芦。运输行车速度宜保持在20km／h范围内，并配程马道边设置锚杆(蛇8L=9m外露3m)与混凝土面板钢筋焊接以形备专业人员押车。成整体，确保运行期间的结构安全。面板施工时，底模采用57cm的(4)钢栈桥安装施工。①先安装栈桥基础埋件，合格后交付基础混方木做支撑，上部铺设五合板。混凝土浇筑采用0．5m强制式搅拌机凝土施工；拌制，人工用斗车运输混凝土人仓浇筑，仓内人工持中50软轴振捣器②基础施工完成并达到设计要求强度后开始安装立柱；③立柱施振捣。混凝土浇注完毕后6～18h洒水养护。工采用缆机配合吊运，立柱吊运安装完成后尽快安装柱问连接系，以形3．2．3钢结构供料平台施工成相互连接的整体；④钢盖梁、钢板梁安装施工在一个立柱单元形成钢栈桥主要部件包括钢立柱、钢板梁及钢盖梁，均在钢结构加工厂后，采用缆机配合吊装；⑤高强螺栓连接施工按照施工图纸和规范要求制造、防腐。预组装和面漆涂装在左岸1135．OOm马道平台上进行。执行。⑥安装焊缝采用手工电弧焊接工艺。(1)钢栈桥制造加工与防护。钢结构平台的型钢等结构部件在加4结束语工厂加工，加工好的型钢部件，按型号分类码放。加工厂在发放钢架时大岗山水电站大坝缆机供料平台所处边坡陡峭，岩石较破碎，施工按钢架规格和安装的顺序进行。钢架运至工作面后，须用枕木做支垫难度大，根据实际设计采用多跨连续贝雷梁上铺钢筋混凝土桥面板的存放，严禁堆放在有水和潮湿地面上，并做好标识。钢结构构件安装结构形式，成功解决缆机供料平台支撑以及加固问题，结果证明此结构前技术员必须仔细检查其规格型号，检查无误后方可使用。设计是安全稳定的，施工实践和后期运行也充分证明了这一点。同时(2)栈桥制安的起重、运输方案。①加工厂内起重手段。主要选用加快了施工进度，缩短了供料平台施工工期，确保了工程质量，节约了1台50t门式起重机和50t移动式汽车吊等起吊手段，以及40t平板车，施工材料和施工成本。·98·