混凝土管片制作工艺在厄瓜多尔CCS水电站的应用.pdf

工程施工 东北水利水电 2 0 1 4 年第 1 0 期 文章编号】 1 o o 2 0 6 2 4 ( 2 O 1 4 ) 1 O o 0 1 6 一o 2 混凝土管片制作工艺在厄瓜多尔C C S 水电站的应用 李 雷， 王国辉 ( 中国水利水电第六工程局有限公司， 辽宁 沈阳 1 1 0 1 7 9 ) 摘 要】中国水电六局首次在厄瓜 多尔采用双护盾 T B M进行 引水隧洞施工，同时也是第一 次进行混凝土管片制作施工。文章根据双护盾 T B M 对预制混凝土管片的要求， 重点介绍 了预 制混凝土管片的生产工艺流程及主要工序控制要点。 关键词】混凝土管片；预制场； 水电站； 厄瓜多尔 中图分类号 T V 5 3 【 文献标识码】 B 1概况 厄瓜 多尔 C CS水 电站 引水隧 洞采 用双 护盾 T B M，双护盾 T B M 与预制管片衬砌是紧密相连 的，只有采用了管片衬砌技术才能发挥双护盾 T B M在不稳定围岩条件下的优势， 因此预制混凝 土管片的生产在双护盾 T B M 隧洞施工中是不可 或缺的项目。 预制衬砌管片在洞内错缝安装， 衬砌 后引水隧洞内部直径 8 2 m， 管片宽 1 8 0 0 rn rn ， 厚 3 0 0 n l _tn ， 管片在洞内由6 + 1 块拼装一环。 管片形状为四边形， 为 2种通用型管片环， 其 中， 左环： A L ， B L ， C L ， DL ， E L ， F L和 G L ； 右环F A R ， B R ， C R ， E R ， D R， F R 和 G R 。管片通用环的旋转 角度为 1 8 9 4 8 的倍数。管片宽度 1 8 0 0 mm， 厚度 3 0 0 1T I 1T I 。管片设计抗压强度等级 C 4 0 C 5 0 ， 管片 在预制场内采用高精度钢模具浇筑、附着式风动 振捣和蒸汽养护工艺流水线生产。 2 管片生产线设计 2 1管片模具选型 经过对德国( H e e n k n e c h t F o r m Wo r k ) 、 韩 国 ( K o r e a Mo u l d ) 、 法国( C B E) 集团 3家钢模生产线 厂家进行招投标 ，最终确定德国为该项 目管片模 具及生产线供应商。 整套管片模具及生产线包括 ： 1 条流水生产线 ( 4 2 个位置和 1 条工作线与 3 条养护线 ) 及横向输 送系统、 6 套管片模具以及辅助设备 ( 蒸养锅炉系 】 6 统、 混凝土上料系统、 混凝土浇筑室及控制系统、 一 套管片翻转平台、 一套真空吸盘、 两套管片抓斗 等、 监控系统) 。 2 2 管片制作能力设计 整套生产线设计能力： 按每月 6 0 0 m计算， 每 月需要管片 3 3 3 环， 每天需要管片环数 1 3环。管 片生产线设计每天最大产量 1 5 环( 1 0 5 片 ) 。 2 3 模具生产线布设 整个流水线上仅有 4 2 个模具 ( 作业线上有 8 个模具、 1 个模具在运输小车上、 3 条养护线每条 线上有 1 1 个模具 ) ， 完整流水线没有空工位 ， 这样 可以为线上的模具和浇筑室提供更大间距便于作 业。 并且流水线缩短 ， 可以在流水线和厂房方面节 约费用。 2 4 管片制作工艺 管片生产工艺流程基本可以分 3 部分 ：钢筋 骨架制作工艺流程、钢筋混凝土管片制作工艺流 程和管片生产循环作业流程。 管片生产工艺流程， 见图 1 。 3 管片生产 3 1 混凝土配合比设计 预制混凝土管片推荐设计配合比， 见表 1 。 3 2 混凝土入仓 混凝土入仓前下料斗里要储存 2 m 3 的熟料， 且储存时间不能超过 3 0 ra i n 。下料斗的开度要与 2 0 1 4 年第 1 O 期 东北水利水电 工程施工 裹 1预制混凝土管片推荐设计配合比 仓内混凝土流动速度一致。在确认混凝土料进入 模具后方可开始振捣。 严禁空振。 混凝土入仓振捣控制要点：拌合站出料 口混 凝土坍落度控制在 8 1 4锄( 1 0 1 4 c m最佳 ) ； 混 凝土运输罐 自拌合站出料 口至混凝土浇筑室接料 口走行时间 9 0 s ；混凝土浇筑室混凝土入模速度 1 2 m i n ； 混凝土全部振捣时间控制在 5 ra i n ； 混凝 土边入仓边振捣 ， 振捣风压开半风 ， 压力控制在 6 5 P s i( 约 4 5 b a r ) ，下料振捣时间控制在不大于 2 ra i n ； 混凝土下料入仓全部完成后 ， 振捣风压开全 风 ， 压力控制在 8 0 P s i ( 约 5 5 b ar) ， 下料振捣时间 控制在不大于 3 n 。 3 3 料 口平整清理 在进预养室养护之前。要对模具口仓面混凝土 进行平整清理， 将多余的料清除。 应注意仓 口外面 模具的清理 ，清理模具的水不可流入混凝土仓面 上。在出预养室进入主蒸养室之前，要再次对顶面 混凝土平整、 压面， 以减轻吊管片的工作量。 3 4 蒸养工艺 管片蒸汽养护分 4 个阶段入仓、 加热、 恒温、 冷却，蒸汽养护的要求应通过现场试验确定具体 的蒸汽养护系统。严格控制放置时间、 最高温度、 温升速度、 冷却速度。恒温阶段的相对湿度必须不 小于 9 0 。 静养区：管片进入静养区停放 2 O 一 2 2 min ， 之 后进入高温区( 升温区) 。 高温区 ( 升温区) ：实际控制温度在 5 3 3 5 7 2 ， 温升速度 1 5 C h ， 每个管片停留时间为 6 0 6 6 m i n ， 之后进入 中温区。 中温区： 实际控制温度在 5 3 3 5 6 9 ， 冷却 速度 2 0 h ， 每个管片停留时间为 8 O 一 8 8 m i n ， 之 后进入恒温 区。 恒温区： 实际控制温度在 4 5， 每个管片停 留时间为 6 0 -, 6 6 m in ， 之后出仓。 根据现场试验室监测数据分析，管片出仓可 拆模 吊运混凝土强度达到 1 2 MP a 即可。 3 5 开模 、 吊运管片 在确认模具各孔槽亦完全松开后， 就开始准备 起吊管片。吊运管片步骤是： 先用真空吸盘将管片 吸附， 压力调节到规定值后起吊管片 ， 然后再将管 片吊运至翻转平台，将管片进行 1 8 0 翻转。 3 6 管片堆存 1 ) 室内静养及室外存放。管片在翻转平台翻 转完毕后， 搬运至室内堆放场， 用方木支垫。 在厂内 堆放 2 d后管片出厂，以2 0 t 叉车叉装平板拖车 运输 ， 此期间不再进行洒水养护。 2 ) 室外存放。管片在外运时也要注意避免管 片的磕碰 ，管片在室外堆放场也要 3 4片堆放一 叠， 堆放整齐， 以 2 0 t 叉车叉叉卸。 3 7 模具清理 模具打开后下一道工序要清理模具， 喷涂脱模 剂。脱模剂用喷枪喷涂均匀， 脱膜剂涂完要将边角 处富余的脱膜剂清除， 模具未清理或未涂脱模剂严 禁钢筋笼入模。 模具清理工作直接影响模具的使用 寿命。模具内部涂脱膜剂要选用油性脱膜剂， 以免 使模具生锈。安装孔、 定位锁等预埋孔必须涂油。 4 管片拼装及缺陷修补 4 1 拼装缝间隙质量标 准 管片试生产期间，每套钢模都要进行试生产 和三环试拼装。三环试拼装选用不同的钢模生产 的管片进行混和拼装 ，保证每套不同钢模生产的 管片之间的拼装精度都能达到设计要求 ，满足 T B M 推进管片进度要求。进入正式生产后 ， 每套 钢模生产 1 0 0环管片后进行 1 次三环试拼装。 4 2管片缺陷修补 管片预制期间若存在质量缺陷或影响，必须 及时修复。温度变化导致的裂缝没有修复的可能 性。修复所使用的材料的抗压强度和抗拉强度不 得小于管片的设计强度。 深度大于 2 mm， 直径大于 3 m m的气泡孔及 厚度小于 O 2 m m的裂缝可以打磨光滑处理。 深度 和宽度误差不超过 2 0 m m和 1 0 m m 的所用材料 及修复程序： 1 ) 将根据表面孑 L 的位置和数量 ， 打一个孔或 ( 下转第 3 1 页 ) 1 7 2 0 1 4 年第 l 0 期 东北水利水电 水生态环境 纸厂处理后废水排入； 劳动河部分承接鞍山市感 王镇工业、 生活污水和营口市辖大石桥市高坎、 旗 口等 5 个乡镇工农业废水， 于营口市造纸厂处排人 大辽河。大辽河( 营 口段 ) 的农村河段主要用作农 业用水， 各支流均为人工河流 ， 入河处建有河闸， 未见明显污水汇入。除上游来水影响外，大辽河 ( 营口段 ) 水质污染来源主要是各排污沟渠、 排污 口汇入的城市污水。 五年期间， 大辽河( 营口段 ) 主 要污染指标为氨氮、阴离子表面活性剂和高锰酸 盐指数 ， 其中氨氮污染尤为突出， 可见大辽河( 营 口段 ) 呈典型的城市生活污水污染特征。 2 2 受上游来水影响水质污染严重 大辽河( 营 口段 ) 承接沈阳、 抚顺、 本溪、 辽阳 和鞍山 5 个城市的污水 ， 于鞍山、 盘锦、 营口3市 交界三岔河处进入营口地区。每年 7 1 1 月， 上游 来水新鲜水量增多， 水体 自然净化能力提高 ， 污染 物得到稀释 ， 水质污染相对较轻； 4 6 月， 上游来 水较少 ， 大部分 为城市 污水 ， 水质污染 相对较重。 可见大辽河上游城市污水和新鲜水量的多少对大 辽河( 营口段 ) 水质存在显著影响 ， 上游城市污水 是造成大辽河( 营口段 ) 水质污染的最主要原因。 2 3 重点减排工程贡献突出 “ 十一五” 期间， 营 口市主城区西部污水处理 厂建成运行，末期营口市东部污水处理厂已经建 成 ， 逐步取缔人造丝潮沟、 港监潮沟两个入河排污 口， 而且营 口造纸厂、 五矿营口中板有限公司等 6 家 重点废水污 染源污水处理 厂相继 建成投运 ， 大 幅度消减了污染物入河量 ，对改善大辽河 ( 营口 段 ) 水质做出了突出贡献。 3 结语 通过对大辽河“ 十一五” 期间各年度水质综合 评价 ， 进一步了解了大辽河( 营口段 ) “ 十一五” 期 间水质变化趋势及污染特征 ， 经综合分析， 可以得 出如下结论 。 1 ) 大辽河主要污染物氨氮 、 高锰酸盐变化范 围很大， 综合来看， 水质中氨氮和有机污染物污染 较重。水质严重超标 ， 为超V类水质。 2 ) 氨氮污染有逐年加重趋势 ， 而高锰酸盐指 数则逐年转好。其原因主要是由于大辽河流域内 城市污水处理率逐年提高 ，使有机物污染有所减 轻 ，而农业生产中化肥施用量呈逐年上升趋势。 且 农田灌溉及农业养殖等其它生产废水几乎无任何 处理即流入大辽河 ， 使水质氨氮污染加重。 3 ) 主要污染指标氨氮、 高锰酸盐指数、 阴离子 表面活性剂监测值明显随季节变化，尤以氨氮更 为显著。夏季水温高， 冬季水温低 ， 致使氨氮在夏 季监测值明显偏低 ， 而冬季则明显偏高。 4) 海水涨 落对 大辽 河水质影 响也较 大 ， 涨潮 时海水上涌。 各种离子含量大增， 水质碱性增强， 表 现为 D H升高 ，由于海水受污染程度相对河水较 轻， 加之涨潮时水流波动较大 ， 促使水中溶解氧含 量上升， 而氨氮主要来 自河水 ， 所以涨潮时含量下 降。落潮时刚好相反， 污染较轻的海水退去， 补充 进上游来的河水， 河段污染加重， 使溶解氧降低 ， 氨氮 升高 。 【 收稿日期】 2 0 1 4 - 0 7 - ( 上接第 1 7页 ) 切割出较大的块。即在有很多 J x L 的地方找个适 当方法根据J J x L 面积切割出一块。每孔或切割的 最小深度为 2 O mm。每个孔的深应以清理出所有 受损部位为止， 甚至可以穿过钢筋。 2 )孑 1 或块切割完整后， 用 气或才 。涂S i k a d u r - 3 2 P ri m e r N A + B进行表面处理。 3 ) 涂完 S i k a d m 3 2 P r i me r N A+ B， 立即用准 备好的砂浆填补。用小铲将材料填充到孔内， 直到 整个老混凝土表面被覆盖。 4 ) 当砂浆硬化后 ， 用砂纸将表面打磨光滑。 5 结语 混凝土管片制作质量的好坏直接影响引水隧 洞管片的安装精度、 外观质量 ， 只有加强管片制 作各工序控制 ， 才能最大程度发挥管片模具生产 线的流水线优势，更好地服务于双护盾 T B M 掘 进施工。 【 收稿 日期1 2 0 1 3 -1 0 - 31