CN108193692A - 超百米满管碾压混凝土输送系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了超百米满管碾压混凝土输送系统及方法，双曲拱坝坝体沿着垂直和水平方向都采用曲线结构，所述双曲拱坝坝体的坝基与河床之间采用常态混凝土三级配，所述常态混凝土三级配和河床之间采用高压固结灌浆柱以及常规固结灌浆柱相连；沿着双曲拱坝坝体从下至上依次设置有第一灌浆排水廊道、第一排水廊道和第二排水廊道，在双曲拱坝坝体的中部位置设置有冲沙孔，所述双曲拱坝坝体的顶部设置中墩，所述中墩之间设置有溢流孔道，所述溢流孔道上安装有溢流弧形闸门。此拱坝结构能够较好的适应喀斯特地质条件，同时采用双曲的结构很好的利用力学结构，保证了大坝的稳定性和安全性，还能够大大的缩短施工周期。

Description

超百米满管碾压混凝土输送系统及方法

技术领域

本发明属于碾压混凝土双曲拱坝施工技术领域，尤其涉及超百米满管碾压混凝土输送系统及方法。

背景技术

万家口子水电站工程坝址位于北盘江干流革香河上，是北盘江干流的第四个梯级电站。电站挡水建筑物为抛物线型碾压混凝土双曲拱坝，最大坝高167.50m，为目前世界上最高的碾压混凝土双曲拱坝，受坝址区山高坡陡、峡谷险峻的地形限制影响，坝体混凝土在浇筑至EL.1350.0m 后，采用满管和汽车方式进行入仓。坝体EL.1350.0m~ EL.1452.5m高程之间共布置两条直径为800的满管，平均倾角47°，单条满管总长超百米，承担坝体EL.1350.0m以上约65万方碾压混凝土输送任务，平均月浇筑强度要求在4～5万m³。

碾压混凝土是一种干硬性混凝土，一般采用通仓薄层连续施工，对入仓强度、混凝土和易性、骨料分离、可碾性要求较高。由于满管系统输送高差大，线路长，在保证碾压混凝土质量及达到不堵塞、不分离基础上，要想提高混凝土输送能力，对工艺、材料、设备性能、现场管理等方面都有新的要求。

目前，在坝体利用修筑道路自卸汽车入仓浇筑至一定高程后，需寻求其它既能满足入仓强度要求，又能满足碾压混凝土施工条件，保证质量的合理入仓方式。通常采用三种方案，即塔带机、真空负压溜槽、满管三种入仓方式。

其中采用塔机带和皮带的组合方式在使用过程中，存在的问题：（1）塔带机工作半径小，最大幅度只有80m，而大坝总长达426m，难于覆盖；（2）受本工程高陡地势及仓面与拌和楼相对位置影响，皮带机安装路线长，且难于布置；（3）购置费用比其他方案高，安装和运行维护的成本也相对较高；（4）易发生骨料分离。

采用真空负压溜槽和汽车组合的方式在使用过程中，存在的问题：（1）支撑体系需一次到位，前期投入高；（2）不同级配混凝土料下滑速度难以区分控制；（3）管身与料斗的密闭性要求高，管内真空条件难实现；（4）管身易磨损；（5）维护成本较高。

采用满管输送方式在使用过程中，虽然支撑体系需一次到位，前期投入高，但是能够有效的防止骨料分离等问题。因此，综合考虑采用满管输送。

但是在实际考察过程中，发现对于此种超长的满管输送，在使用过程中，存在以下几个方面的问题：“满管输送出的混凝土骨料分离大”和“满管出现堵管”累计频率达72.1%，在0%～80%之间，属A类因素，即影响超百米满管输送能力的主要问题所在，只要尽量减少“满管输送出的混凝土骨料分离大”和“满管出现堵管”这两个问题出现，就能大幅度提高超百米满管碾压混凝土输送能力。

发明内容

本发明的主要目的在于提供超百米满管碾压混凝土输送系统，此混凝土输送装置能够用于碾压混凝土的超长距离和高程的输送，在输送过程中在保证了输送能力的同时，有效的减少了满管输送出的混凝土骨料分离大的问题，进而保证了输送质量；此为，通过采用上述的输送装置，能够有效的减少满管出现堵塞的问题，进而保证了输送的可靠性。

为了实现上述的技术特征，本发明的目的是这样实现的：超百米满管碾压混凝土输送系统，它包括用于拌和混凝土的碾压混凝土原料系统，所述碾压混凝土原料系统通过输送道路与混凝土入仓装置相连，所述混凝土入仓装置与多根平行布置的满管输送系统相连，所述满管输送系统支撑安装在输送架的顶部，并沿着坝体右岸不同高程布置，所述满管输送系统的底部末端延伸布置在待浇筑坝体的正上方。

所述碾压混凝土原料系统包括设置在输送道路两侧的钢筋石笼，所述输送道路的入口位置设置有地磅，所述地磅与磅房相连，并计量地磅的称重重量；所述地磅内部的场地设置有第一料罐和第二料罐，所述第一料罐和第二料罐之间设置有第一拌和楼，在第二料罐之后还依次设置有第三料罐、第四料罐、第五料罐、第六料罐；所述第三料罐和第四料罐之间设置有第二拌和楼，所述第五料罐和第六料罐之间设置有第三拌和楼，在第六料罐的尾部设置有变电房。

所述第一拌和楼、第二拌和楼和第三拌和楼所在位置的侧边依次设置有外加剂库房、第一桁架基础、第一配料仓基础、第二桁架基础、第二配料仓基础、第三桁架基础、第三配料仓基础和第四桁架基础。

所述输送道路上设置有回车场。

所述混凝土入仓装置包括入仓高台，所述入仓高台设置在输送道路的末端，在入仓高台的边缘设置有挡车坎，所述入仓高台的外侧壁上并列固定安装有一号下料斗和二号下料斗。

所述满管输送系统包括一号满管和二号满管，所述一号满管和二号满管平行布置，所述一号满管和二号满管的入料端分别与混凝土入仓装置的一号下料斗和第二下料斗对接，所述一号满管的中部安装有一号控制阀门，所述二号满管的中部安装有二号控制阀门，所述一号控制阀门之后连接有三号满管，所述二号控制阀门之后连接有四号满管；所述三号满管和四号满管平行布置，在其尾部分别安装有一号出口闸门和二号出口闸门。

所述一号控制阀门和二号控制阀门采用相同的结构，在一号控制阀门所在位置的进料端设置有非标准节，在其出料端设置有垂直加速段，所述一号满管所布置的坡度W小于三号满管所布置的坡度Z；所述坡度W不小于45°。

所述满管输送系统整体固定安装在满管支架的顶部，所述一号出口闸门和二号出口闸门与自卸式汽车对接。

所述一号满管、二号满管、三号满管和四号满管的侧管壁上等间距安装有多个振动电机，在其顶管壁上竖直连通有多个等间距布置的排气管。

所述一号控制阀门、二号控制阀门、一号出口闸门和二号出口闸门都采用闸板阀，所述闸板阀的阀板通过齿轮齿条传动机构开启和关闭，在阀板的侧壁上安装有齿条，所述齿条和齿轮啮合传动，所述齿轮安装在减速电机的输出轴上。

任意一项所述超百米满管碾压混凝土输送系统的输送方法，包括以下步骤：

Step1：启动碾压混凝土原料系统，通过所述的多个拌和楼进行碾压混凝土的拌和，在拌和的过程中，通过外加剂库房向混凝土中添加外加剂；

Step2：通过运输车，将拌和楼拌和之后的碾压混凝土沿着输送道路输送到混凝土入仓装置的入仓高台上；

Step3：通过运输车将碾压混凝土倾倒入一号下料斗或二号下料斗内部，并通过下料斗进入到相应的一号满管或二号满管；

Step4：在碾压混凝土下料过程中，通过调节一号控制阀门或二号控制阀门进而调节下料速度，保证下料过程不会发生骨料分离；

Step5：待碾压混凝土到达三号满管或四号满管的底部时，开启相应的一号出口闸门或二号出口闸门，将碾压混凝土下料在自卸式汽车；

Step6：再由自卸式汽车将碾压混凝土输送到碾压坝的仓面，进而进行碾压筑坝施工。

本发明有如下有益效果：

1、通过采用上述的满管碾压混凝土输送系统有效的解决了现有碾压混凝土坝在坝体碾压筑坝过程中所存在的问题，保证了整个碾压混凝土的拌和和输送，在输送过程中，有效的解决了发生堵管和骨料分离的问题，保证了输送质量，同时提高了输送效率，最终保证了整个碾压混凝土坝的质量，有效的降低了施工成本。

2、通过在满管上设置排气管，有效的解决了满管下料不均匀连续，管内易出现真空，导致管身颤动的问题，通过设置排气管，保证了排气能力，将管内气流顺畅排出。

3、通过所述的振动电机，有效的缓解了满管发生堵塞的问题。达到了加振消堵效果明显而又不至于动力过大发生挤压振实的效果。另外，调整平板闸门变速箱速比至800转/min，闸门启闭动力得到了增强，更适用于本工程混凝土输送时的闸门启闭。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1是本发明整体布置平面图。

图2是本发明碾压混凝土原料系统布置结构图。

图3是本发明图1中一号满管和三号满管沿P-P截面剖视图。

图4是本发明图1中二号满管和四号满管沿Q-Q截面剖视图。

图5是本发明3中S局部方法图。

图6是本发明混凝土入仓装置局部方法图。

图中：输送道路1、回车场2、运输车3、入仓高台4、挡车坎5、一号下料斗6、二号下料斗7、二号满管8、一号满管9、一号控制阀门10、二号控制阀门11、四号满管12、三号满管13、一号出口闸门14、二号出口闸门15、钢筋石笼16、地磅17、磅房18、外加剂库房19、第一桁架基础20、第一配料仓基础21、第二桁架基础22、第二配料仓基础23、第三桁架基础24、第三配料仓基础25和第四桁架基础26、第一料罐27、第一拌和楼28、第二料罐29、第三料罐30、第二拌和楼31、第四料罐32、第五料罐33、第三拌和楼34、第六料罐35、变电房36、实验室用房37、已施工挡墙38、自卸式汽车39、满管支架40、垂直加速段41、非标准节42、坝体右岸43、排气管44、振动电机45；

A~N，相应位置控制点。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施方式做进一步的说明。

参见图1-6，超百米满管碾压混凝土输送系统，它包括用于拌和混凝土的碾压混凝土原料系统，所述碾压混凝土原料系统通过输送道路1与混凝土入仓装置相连，所述混凝土入仓装置与多根平行布置的满管输送系统相连，所述满管输送系统支撑安装在输送架40的顶部，并沿着坝体右岸43不同高程布置，所述满管输送系统的底部末端延伸布置在待浇筑坝体的正上方。通过采用上述的满管碾压混凝土输送系统有效的解决了现有碾压混凝土坝在坝体碾压筑坝过程中所存在的问题，保证了整个碾压混凝土的拌和和输送，在输送过程中，有效的解决了发生堵管和骨料分离的问题，保证了输送质量，同时提高了输送效率，最终保证了整个碾压混凝土坝的质量，有效的降低了施工成本。

进一步的，所述碾压混凝土原料系统包括设置在输送道路1两侧的钢筋石笼16，所述输送道路1的入口位置设置有地磅17，所述地磅17与磅房18相连，并计量地磅17的称重重量；所述地磅17内部的场地设置有第一料罐27和第二料罐29，所述第一料罐27和第二料罐29之间设置有第一拌和楼28，在第二料罐29之后还依次设置有第三料罐30、第四料罐32、第五料罐33、第六料罐35；所述第三料罐30和第四料罐32之间设置有第二拌和楼31，所述第五料罐33和第六料罐35之间设置有第三拌和楼34，在第六料罐35的尾部设置有变电房36。所述第一拌和楼28、第二拌和楼31和第三拌和楼34所在位置的侧边依次设置有外加剂库房19、第一桁架基础20、第一配料仓基础21、第二桁架基础22、第二配料仓基础23、第三桁架基础24、第三配料仓基础25和第四桁架基础26。通过采用上述的碾压混凝土原料系统能够进行碾压混凝土的拌和，由于现有的碾压混凝土坝的混凝土在输送过程中，过于黏稠，经常堵塞满管，因此，在制备碾压混凝土时，在外加剂厂家派驻现场技术员协助下，历经多次试验，最终调配出保塑剂适宜添加量，使其组分减少50%，使得碾压混凝土黏稠现象得到明显改善，运输车辆倾倒卸料顺畅，基本无残留，满管亦下落顺畅，粘管现象极大改善，达到了对策目标。

进一步的，所述输送道路1上设置有回车场2。通过所述的回车场2能够方便在运输过程中进行倒车或者错车。

进一步的，所述混凝土入仓装置包括入仓高台4，所述入仓高台4设置在输送道路1的末端，在入仓高台4的边缘设置有挡车坎5，所述入仓高台4的外侧壁上并列固定安装有一号下料斗6和二号下料斗7。通过所述的入仓高台4能够方便的将运输车上的碾压混凝土倾倒入下料斗内部，进而方便其后续的输送。

进一步的，所述满管输送系统包括一号满管9和二号满管8，所述一号满管9和二号满管8平行布置，所述一号满管9和二号满管8的入料端分别与混凝土入仓装置的一号下料斗6和第二下料斗7对接，所述一号满管9的中部安装有一号控制阀门10，所述二号满管8的中部安装有二号控制阀门11，所述一号控制阀门10之后连接有三号满管13，所述二号控制阀门11之后连接有四号满管12；所述三号满管13和四号满管12平行布置，在其尾部分别安装有一号出口闸门14和二号出口闸门15。通过采用上述的满管输送系统能够用于碾压混凝土的输送，而且采用双线布置保证了输送效率。

进一步的，所述一号控制阀门10和二号控制阀门11采用相同的结构，在一号控制阀门10所在位置的进料端设置有非标准节42，在其出料端设置有垂直加速段41，所述一号满管9所布置的坡度W小于三号满管13所布置的坡度Z；所述坡度W不小于45°。通过采用上述的坡度设计保证了满管输送的顺畅，同时能够有效的缓解在输送过程中的骨料分离的问题。

而且，通过所述的垂直加速段41有效的解决了其发生骨料分离的问题。

进一步的，所述满管输送系统整体固定安装在满管支架40的顶部，所述一号出口闸门14和二号出口闸门15与自卸式汽车39对接。通过所述的自卸式汽车39能够进行最终的运输。

进一步的，所述一号满管9、二号满管8、三号满管13和四号满管12的侧管壁上等间距安装有多个振动电机45，在其顶管壁上竖直连通有多个等间距布置的排气管44。通过所述的排气管44能有效地排出管体多余空气，使得下料顺畅，管身晃动情况亦得到明显改善。通过所述的振动电机45能够对一号满管9、二号满管8、三号满管13和四号满管12进行有效的振动，进而有效的缓解了其发生堵塞的问题。

进一步的，所述一号控制阀门10、二号控制阀门11、一号出口闸门14和二号出口闸门15都采用闸板阀，所述闸板阀的阀板通过齿轮齿条传动机构开启和关闭，在阀板的侧壁上安装有齿条，所述齿条和齿轮啮合传动，所述齿轮安装在减速电机的输出轴上。通过采用上述的闸板阀工作过程中，能够方便的控制闸门的开启和关闭，当需要对其进行关闭或者开启时，只需要启动减速电机，通过减速电机带动齿轮，再由齿轮与齿条配合带动闸板进而开启所述的闸门。

实施例2：

任意一项所述超百米满管碾压混凝土输送系统的输送方法，包括以下步骤：

Step1：启动碾压混凝土原料系统，通过所述的多个拌和楼进行碾压混凝土的拌和，在拌和的过程中，通过外加剂库房19向混凝土中添加外加剂；

Step2：通过运输车3，将拌和楼拌和之后的碾压混凝土沿着输送道路1输送到混凝土入仓装置的入仓高台4上；

Step3：通过运输车3将碾压混凝土倾倒入一号下料斗6或二号下料斗7内部，并通过下料斗进入到相应的一号满管9或二号满管8；

Step4：在碾压混凝土下料过程中，通过调节一号控制阀门10或二号控制阀门11进而调节下料速度，保证下料过程不会发生骨料分离；

Step5：待碾压混凝土到达三号满管13或四号满管12的底部时，开启相应的一号出口闸门14或二号出口闸门15，将碾压混凝土下料在自卸式汽车39；

Step6：再由自卸式汽车39将碾压混凝土输送到碾压坝的仓面，进而进行碾压筑坝施工。

实施例3：

在本实施例中，所述的A~N的点位布置为：分别为X点位和Y点位。

A（6428. 062 4973. 857）、H（6419. 538 4967. 491）；

B（6412. 862 4977. 908）、I（6418. 154 4969. 619）；

C（6409. 539 4974. 664）、J（6415. 243 4970. 396）；

D（6427. 030 4969. 992）、K（6408. 814 4913. 943）；

E（6420. 661 4971. 694）、L（6405. 903 4914. 721）；

F（6414. 091 4973. 449）、M（6406. 629 4859. 540）；

G（6412. 968 4969. 246）、N（6403. 717 4860. 318）；

通过采用本发明的装置，与传统的方法对比具有以下的优势：

经济效益：

（1）直接经济效益

传统输送过程中，发生满管堵死，需将问题管节拆除、人工风镐清理混凝土结团后，再装回，安拆工作由右岸门机配合进行。安拆、清理等人工费、设备费每次约3000元。再改进之前平均每个月发生堵管次数22次，改进之后每个月降低至6次，堵管导致的歇仓费用损失不计，单堵管处理费用一个月节约资金约4.8万元。

若满管输送出的混凝土骨料分离大，人工辅助分散粗骨料外，每台班仓面还需增设1台1.6m³液压反铲用于混凝土料的仓面二次搅拌，反铲依靠左右岸门机进出仓面，每台班增加费用约3600元。再改进之前平均每个月发生堵管次数27次，改进之后每个月降低至7次，则一个月里节约骨料分离处理资金约7.2万元。

单月节约处理“满管输送出的混凝土骨料分离大”、“满管出现堵管”问题的费用总计约12万元。

（2）间接经济效益

满管改进期间不断优化改进，因浇筑期间处理堵管、处理碾压混凝土骨料分离等情况占用时间减少，歇仓情况少，单位时间产能得到了有效提高，工期效益明显。经对比，单班产量提升达44.6%。

社会效益：

改进后的满管堵塞、骨料分离情况少，不致于在施工过程中经常出现歇仓现象，从而起到了保证大坝混凝土施工质量的关键作用，该套装置与运行管理技术可推广至陡峭的“V”字形坝肩和坝体缺口混凝土浇筑等同类型工程，具有同等的经济效益。

改进之后每月大坝碾压混凝土共计浇筑33个台班，每个台班作为一个检查次，最后调查结果统计发现，影响超百米满管碾压混凝土输送问题出现频率降至3.0%。该月内超百米满管碾压混凝土输送总量约6.2万m³，单位时间产能达到1879m³/台班，再次得到了提高。

上述的实施例仅为本发明的优选技术方案，而不应视为对于本发明的限制，本发明的保护范围应以权利要求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案为保护范围。即在此范围内的等同替换改进，也在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.超百米满管碾压混凝土输送系统，其特征在于：它包括用于拌和混凝土的碾压混凝土原料系统，所述碾压混凝土原料系统通过输送道路（1）与混凝土入仓装置相连，所述混凝土入仓装置与多根平行布置的满管输送系统相连，所述满管输送系统支撑安装在输送架（40）的顶部，并沿着坝体右岸（43）不同高程布置，所述满管输送系统的底部末端延伸布置在待浇筑坝体的正上方。

2.根据权利要求1所述超百米满管碾压混凝土输送系统，其特征在于：所述碾压混凝土原料系统包括设置在输送道路（1）两侧的钢筋石笼（16），所述输送道路（1）的入口位置设置有地磅（17），所述地磅（17）与磅房（18）相连，并计量地磅（17）的称重重量；所述地磅（17）内部的场地设置有第一料罐（27）和第二料罐（29），所述第一料罐（27）和第二料罐（29）之间设置有第一拌和楼（28），在第二料罐（29）之后还依次设置有第三料罐（30）、第四料罐（32）、第五料罐（33）、第六料罐（35）；所述第三料罐（30）和第四料罐（32）之间设置有第二拌和楼（31），所述第五料罐（33）和第六料罐（35）之间设置有第三拌和楼（34），在第六料罐（35）的尾部设置有变电房（36）。

3.根据权利要求2所述超百米满管碾压混凝土输送系统，其特征在于：所述第一拌和楼（28）、第二拌和楼（31）和第三拌和楼（34）所在位置的侧边依次设置有外加剂库房（19）、第一桁架基础（20）、第一配料仓基础（21）、第二桁架基础（22）、第二配料仓基础（23）、第三桁架基础（24）、第三配料仓基础（25）和第四桁架基础（26）。

4.根据权利要求1所述超百米满管碾压混凝土输送系统，其特征在于：所述输送道路（1）上设置有回车场（2）。

5.根据权利要求1所述超百米满管碾压混凝土输送系统，其特征在于：所述混凝土入仓装置包括入仓高台（4），所述入仓高台（4）设置在输送道路（1）的末端，在入仓高台（4）的边缘设置有挡车坎（5），所述入仓高台（4）的外侧壁上并列固定安装有一号下料斗（6）和二号下料斗（7）。

6.根据权利要求1所述超百米满管碾压混凝土输送系统，其特征在于：所述满管输送系统包括一号满管（9）和二号满管（8），所述一号满管（9）和二号满管（8）平行布置，所述一号满管（9）和二号满管（8）的入料端分别与混凝土入仓装置的一号下料斗（6）和第二下料斗（7）对接，所述一号满管（9）的中部安装有一号控制阀门（10），所述二号满管（8）的中部安装有二号控制阀门（11），所述一号控制阀门（10）之后连接有三号满管（13），所述二号控制阀门（11）之后连接有四号满管（12）；所述三号满管（13）和四号满管（12）平行布置，在其尾部分别安装有一号出口闸门（14）和二号出口闸门（15）。

7.根据权利要求6所述超百米满管碾压混凝土输送系统，其特征在于：所述一号控制阀门（10）和二号控制阀门（11）采用相同的结构，在一号控制阀门（10）所在位置的进料端设置有非标准节（42），在其出料端设置有垂直加速段（41），所述一号满管（9）所布置的坡度W小于三号满管（13）所布置的坡度Z；所述坡度W不小于45°。

8.根据权利要求6所述超百米满管碾压混凝土输送系统，其特征在于：所述满管输送系统整体固定安装在满管支架（40）的顶部，所述一号出口闸门（14）和二号出口闸门（15）与自卸式汽车（39）对接。

9.根据权利要求6所述超百米满管碾压混凝土输送系统，其特征在于：所述一号满管（9）、二号满管（8）、三号满管（13）和四号满管（12）的侧管壁上等间距安装有多个振动电机（45），在其顶管壁上竖直连通有多个等间距布置的排气管（44）；

所述一号控制阀门（10）、二号控制阀门（11）、一号出口闸门（14）和二号出口闸门（15）都采用闸板阀，所述闸板阀的阀板通过齿轮齿条传动机构开启和关闭，在阀板的侧壁上安装有齿条，所述齿条和齿轮啮合传动，所述齿轮安装在减速电机的输出轴上。

10.采用权利要求1-9任意一项所述超百米满管碾压混凝土输送系统的输送方法，其特征在于包括以下步骤：

Step1：启动碾压混凝土原料系统，通过所述的多个拌和楼进行碾压混凝土的拌和，在拌和的过程中，通过外加剂库房（19）向混凝土中添加外加剂；

Step2：通过运输车（3），将拌和楼拌和之后的碾压混凝土沿着输送道路（1）输送到混凝土入仓装置的入仓高台（4）上；

Step3：通过运输车（3）将碾压混凝土倾倒入一号下料斗（6）或二号下料斗（7）内部，并通过下料斗进入到相应的一号满管（9）或二号满管（8）；

Step4：在碾压混凝土下料过程中，通过调节一号控制阀门（10）或二号控制阀门（11）进而调节下料速度，保证下料过程不会发生骨料分离；

Step5：待碾压混凝土到达三号满管（13）或四号满管（12）的底部时，开启相应的一号出口闸门（14）或二号出口闸门（15），将碾压混凝土下料在自卸式汽车（39）；

Step6：再由自卸式汽车（39）将碾压混凝土输送到碾压坝的仓面，进而进行碾压筑坝施工。