振冲加密技术在三峡工程二期围堰中的研究及应用阮守照1 前 言三峡工程二期围堰施工是三峡重大技术难题之一,围堰填筑最大水深60m,最大挡水头85m,防渗墙最大深度73.35m,形成蓄洪库容20亿m3,是大江基坑内大坝和电站厂房安全施工的重要屏障。堰体主要填料为风化砂、石渣料、块石料、砂卵石料,防渗采用塑性混凝土防渗墙上接土工合成材料,下接帷幕灌浆复合防渗结构。防渗墙施工穿过的主要地层有风化砂填筑体、平抛垫底砂卵石层、河床淤积层、全强风化带、弱风化或微新岩石。其中风化砂大部分为水下抛填,密实度低、变形模量小。提高水下抛填风化砂体的密实度是保证防渗墙造孔过程中槽壁稳定和改善防渗墙应力应变状况,确保防渗墙顺利施工和堰体稳定安全的重要措施之一。
振冲加密技术在三峡工程
二期围堰中的研究及应用
阮守照
1 前 言
三峡工程二期围堰施工是三峡重大技术难题之一,围堰填筑最大水深60m,最大挡水头85m,防渗墙最大深度73.35m,形成蓄洪库容20亿m3,是大江基坑内大坝和电站厂房安全施工的重要屏障。
堰体主要填料为风化砂、石渣料、块石料、砂卵石料,防渗采用塑性混凝土防渗墙上接土工合成材料,下接帷幕灌浆复合防渗结构。防渗墙施工穿过的主要地层有风化砂填筑体、平抛垫底砂卵石层、河床淤积层、全强风化带、弱风化或微新岩石。其中风化砂大部分为水下抛填,密实度低、变形模量小。提高水下抛填风化砂体的密实度是保证防渗墙造孔过程中槽壁稳定和改善防渗墙应力应变状况,确保防渗墙顺利施工和堰体稳定安全的重要措施之一。
为了对振冲加密方案的可行性、设备能力、加密效果等问题进行研究论证,进而确定大规模施工的设备选型和各项技术指标,于1996年6月11日~9月6日在施工现场进行了生产性试验。1997年2~4月,完成了3个预进占段的振冲加密任务,并成功应用进口的150kW大功率液压驱动振冲器加密风化砂,使施工效率提高一倍。1997年10月26日~12月28日,完成了主河床段全部振冲加密工程。
2 生产性试验
2.1 试验设计方案
主要内容和目的为:
(1)通过右岸干地回填风化砂和左岸水下抛填风化砂的振冲加密,与振前的风化砂物理力学性质比较,研究BJ - 75kW振冲器加密30m深的设备能力和加密效果。
(2)在右岸下游围堰接头做不填料振冲加密,回填风化砂振冲加密和回填卵(碎)石料振冲加密的对比试验,确定填料种类。
(3)在右岸下游围堰段通过不同的布桩形式和施工参数做振冲对比试验,确定施工工艺和施工技术指标。
(4)根据右岸下游围堰接头段的试验成果,调整右岸上游接头段的施工参数,以满足液压铣槽机的施工要求,调整左岸上游接头段的施工参数,以适应后期高压旋喷灌浆试验的施工要求,并且进一步研究振冲加密效果。
设计要求振冲加密后的风化砂标贯击数大于15击,干密度最小值大于1.75g/cm3,平均值大于1.08g/cm3。
2.2 设计方案及调整
在施工过程中,根据施工现场的实际情况,做了局部调整,两种方案对比见表1。
表1 两种方案施工参数对比表
施 工 方 案 桩数(根) 距防渗墙轴线距离(m) 孔距(m) 排距(m) 加密电流(A) 流振时间(s) 填 料
右下A区 原方案 10 1.5 2 2 95 15 不填料
调整后 振冲桩造孔后无法自行加密,本区试验桩取消
右下B区 原方案 10 1.5 2 2 95 15 填风化砂
调整后 3 1.5 2 1.75 90,95 10 填风化砂
右下C区 原方案 22 2 2 1.75 100 15 填石料
调整后 22 1.5 2 1.75 100 10 填石料
右下D区 原方案 22 1.75 2 2 95 15 填石料
调整后 22 1.75 2 2 95 10 填石料
右下段 原方案 226 1.75 2 2 95 15 填石料
调整后 243 1.5 2 1.75 100 10 填石料
右上段 原方案 289 1.75 2 2 95 15 填石料
调整后 254 1.5 2 1.75 100 10 填石料
左上段 原方案 88 1.75 2 2 95 15 填石料
调整后 88 1.5 2 1.75 100 10 填石料
3个试验段中右下段为振冲试验的主要部位,右上和左上段为生产性试验,其施工参数根据右下段的试验成果确定。
2.3 生产性试验施工
主要应用国产75kW电机驱动式振冲器,采用不同的布桩型式、不同的施工参数及施工工艺对抛填风化砂进行振冲加密,并对振冲前后的风化砂做原位及取样试验,评定加密效果,为二期围堰风化砂的振冲加密确定设计参数、施工方法及施工参数。
(1)1996年6月11日开工至9月6日结束,左右岸3个接头段振冲加密生产性试验进行得都比较顺利,各段完成的情况见表2。
表2 振冲加密试验工程量
日 期(月·日) 段 次 桩 号 桩数(根) 总进尺(m) 总填料量(m3) 最大桩长(m) 平均桩长(m) 平均填料量(m3/m)
06.11~07.17 右下段 1+056.5~0+910.5 268 4665.7 3508 30 17.4 0.752
07.30~08.14 右上段 0+998~1+137.95 254 4187.7 3759.2 30 16.4 0.90
08.25~09.06 左上段 0+098~0+155.9 88 1715.4 1167 22.6 19.5 0.68
(2)振冲加密工效分析。振冲加密的工作效率与抛填风化砂体的初始密实度、粗颗粒含量和加密深度有着密不可分的关系,详见表3。
2楼
表3 振冲加密试验结果
段次 风 化 砂 特 征 加密区域 加密深度(m) 平均效率(min/m) 平均造孔时间(min/m) 平均加密时间(min/m) 平均填料量(m3/m)
右下段 颗粒较细,P5含量15%,干密度1.89g/cm3 D区 25~30 5.6 2.3 3.3 0.74
C区 20~25 5.3 2.4 2.9 0.75
其余部位 20m以下 4.08 2.04 2.04 0.752
右上段 颗粒较细,P5含量12%,干密度1.83g/cm3 深桩区 25~30 4.18 2.0 2.18 0.89
长桩区 20~25 4.35 2.14 2.21 0.85
短桩区 20m以下 2.98 1.75 2.23 0.90
左上段 颗粒较粗,P5含量25%,干密度1.88g/cm3 Ⅲ区 21~22.6 5.59 1.52 4.07 0.68
Ⅱ区 18~21 5.78 1.70 4.08 0.69
Ⅰ区 14.5~18.2 4.11 1.63 2.48 0.68
2.4 试验成果分析
2.4.1 右下段振冲试验分析
(1)填料种类比较分析。右下接头段振冲试验A区设计为不填料加密区,B区为回填风化砂加密区,C区、D区为回填卵(碎)石加密区。
在A区的试验施工中发现造孔时振冲孔的孔壁能保持直立,孔壁砂土塌落不明显,振冲加密电流远低于设计加密电流,且能保持稳定,因此,设计、监理及施工各方均认为不填料振冲加密,仅靠风化砂自身塌陷补料加密是不可行的,决定不填料试验不再进行。
B区的试验施工中,首先采用与试验段抛填料品质大致相同的风化砂作为补料(P5含量为12%~15%),因无法达到加密标准而改用粗颗粒的风化砂料(P5含量为30%~50%)。
试验结果对比见表4。
表4 各种不同回填料加密试验结果对比
填料种类 加密时间(min) 加密电流(A) 填料数量(m3/m) 备 注
卵 石 2.9 100 0.7 C区的平均值
风化砂 4.0 90 0.8 4m以上达不到加密标准
风化砂 9.3 95 1.6 6m以上达不到加密标准
试验结果表明:①三峡坝区花岗岩风化砂不同于河砂,在振冲作用下不能自行加密;②以粗颗粒风化砂做回填料振冲加密风化砂填筑体在技术上是可行的,但施工效率低,用料量大,成本较高且不能满足工期要求;③根据所需台班及材料用量,回填风化砂的综合费用与填石料比较接近。
(2)3种布桩型式比较。右下接头段采用了3种布桩型式和施工参数做了对照比较,以确定理想的方案。
D区:桩距2m,排距2m,等腰三角形布桩,加密电流95A。
C区:桩距2m,正三角形布桩,加密电流100A。
B区:桩距2m,正三角形布桩,加密电流95A。
3种布桩型式振冲后的干密度对比曲线如图1所示。
由图1可知,C区的振冲加密效果优于D区与B区,因此在现场试验过程中,设计、监理和施工单位一致同意采用C区的布桩形式和施工参数作为整个试验的施工方案。
(3)不同布孔型式和施工参数比较。检测试验中,试验孔的选择也有3种型式,分别在3根桩之间、2根桩之间和距防渗墙0.5m处。图2以右下试验段为例,表明振冲桩不同距离的振冲加密效果,图中D1与C3曲线表明3根桩之间的加密效果,D2与C2表明距防渗墙轴线0.5m处的加密效果,D3与C1表明2根桩之间的加密效果。
由图2可以看出,这3处加密效果没有明显区别,因此,可以说振冲加密的相互叠加效果是非常明显的,在以后的布桩中这点尤为重要,可以考虑内排振冲桩适当地远离防渗墙轴线,以避免如果振冲桩偏斜进入防渗轴线,在防渗墙施工时发生坍塌。
2.4.2 振冲效果分析
3个接头段中右上和右下全部为干地分层回填,左上10m以上为水上分层回填,10m以下为水下抛填,施工条件的不同造成风化砂体的密实度差异较大。
但无论振前的条件如何,经过振冲加密后,抛填风化砂体的干密度、密实度、弹性模量和整体均匀性都有较明显的改善。
(1)干密度。图3、图4和图5分别为右下、右上、左上接头段风化砂振冲加密前后干密度的对比曲线,图中虚线表示振前风化砂干密度不同深度的最小值,实线表示振后风化砂干密度不同深度的实测值。
由3组振前振后的干密度对比曲线可以很明显地看出:①振冲前风化砂干密度随深度不均匀分开,离散性较大,一般随深度的增加而减小。②振冲后风化砂干密度离散性较小,即1.75~2.04g/cm3,在整个深度范围内没有必然减小的趋势,比较均匀,平均值大于1.85g/cm3。干密度低于1.8g/cm3仅为表层无法振冲密实部位。③经振冲处理后,风化砂的干密度均大于振冲前,不存在密度小于1.75g/cm3的层位,风化砂的整体均匀性得到提高,满足了设计要求。
(2)标贯与动探。3个接头段振前振后标贯与动探的试验结果见表5。
表5 振前振后标贯预动探的试验结果
试验部位 标 贯 击 数 (击) 动探(N63.5)击数(击)
振冲前最小~最大/平均 振冲后最小~最大/平均 提高率(%) 振冲前最小~最大/平均 振冲后最小~最大/平均 提高率(%)
右下接头段 4~45/22.11 12~42/25.52 15.5 7~38/20.13 7~44/22.22 10
右上接头段 8~30/16.33 10~44/20.75 26.9 3~42/15.38 5~30/16.68 8.5
左上接头段 12~33/19 10~40/22.4 17.9 4~22/12 5~30/15 25
表5中试验数据均是取全孔加权平均,而振冲后标贯与动探击数的每孔最小值都分布在深度2m以上振冲加密的欠密实层,如果单纯考虑2m以下风化砂密实度,则振冲后提高得更为明显。
(3)旁压模量。采用法国梅纳尔旁压仪精确度高。就试验手段来讲,旁压试验用于确定风化砂的物理力学性质,比室内干密度试验和原位动力测试都有更高的准确性和科学性。
3个试验段旁压试验结果见表6。
表6 试 验 成 果 表
施工部位 工况或区域 旁压模量Em(kPa) 变形模量E0(kPa) 承压力fk(kPa)
右下试验段 振冲前3孔 4.71~15/8.16 14.41~45.0/24.5 165~475/306
振冲后C区3孔 3.40~17.6/11.3 10.2~52.8/33.9 151~716/387
提高率(%) 38.5 38.4 26.5
右上接头段 振冲前3孔 4.87~16.2/9.20 14.6~64.8/27.6 143~485/325
振冲后5孔 6.36~23.2/13.92 19.10~69.6/41.8 202~719/431.5
提高率(%) 51.3 51.4 67.7
左上接头段 振冲前3孔 4.93~13.65/7.91 14.85~40.95/23.74 214~518/30.15
振冲后5孔 5.805~23.222/11.16 17.415~69.666/33.44 248~584/362.3
提高率(%) 41.10 40.86 20.7
由表6可看出,经75kW振冲器加密后,风化砂体的弹性模量、变形模量以及承载力都有大幅度的提高,而且各项参数在振前的离散性较大,深度越深,其物理力学性质越差,而振冲加密处理正好解决了这一问题,使得风化砂抛填体的整体力学性质得到了极其明显的改善。
3 河床段主体工程施工
3.1 设计方案
根据生产性试验,针对堰体填筑的实际情况,设计对振冲加密方案做了进一步调整,主要有:
(1)靠近防渗墙的两排振冲桩距防渗轴线距离由1.5m扩大到2.0m,避免因振冲桩偏斜进入防渗槽孔,影响防渗墙施工。布桩形式仍为2m正三角形布桩,要求桩位偏差小于10cm,桩斜偏差小于1%。
(2)内排桩填料规格为0.5~2.0cm碎石,外排桩填料为2~8cm碎石。
(3)为增加深槽段防渗墙背水侧抗力、增大墙体稳定安全度,在上游围堰桩号0+454~0+616m和下游围堰0+420~0+550m背水侧最外振冲桩以外,以1.75m排距、2m桩距增加3排振冲桩。
(4)优先选用大功率、导向性好、精度高的液压驱动150kW振冲器,振冲加密油压18MPa,工作转速2000r/min,留振时间10s。振冲深度较浅的部位采用BJ - 75kW振冲器施工,振冲加密电流95~100A,留振时间10s。
(5)深度要求穿过抛填风化砂和河床覆盖层,上游围堰振冲顶面高程为73m,桩号0+454~0+616m(深槽段);下游围堰振冲顶面高程为70m,桩号0+420~0+550m(深槽段),加密深度均为35m。其余部位振冲加密应尽量深入至全风化岩层顶板。
(6)质量要求。标贯击数不小于15击,或动探击数不小于10击,干密度平均值不小于1.80g/cm3,最小值应不小于1.75g/cm3,振冲检测合格率大于90%。振冲后按振冲加密桩数的2%布置检测钻孔。
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3楼
3.2 振冲加密施工
二期围堰河床段风化砂体振冲加密施工分为两个阶段,第一阶段为1997年1月28日~4月28日进行左右岸3个预进占段振冲加密施工,第二阶段为1997年10月26日~12月28日进行上下游围堰主河床风化砂体振冲加密施工。
3.2.1 预进占段施工
3个预进占段风化砂填筑体振冲加密施工情况见表7。
表7 风化砂填筑体振冲加密施工情况
施工部位 施工时间(年·月·日) 振冲器类型 桩数(根) 总进尺(m) 总填料量(m3) 平均填料量(m3/m) 桩深(m) 平均桩深(m) 每米造孔时间(min) 每米加密时间(min) 每米成桩时间(min)
右下预进占段 (1997.01.28~02.13) 75kW电动 90 1535.5 1745.0 1.745 10~22 17.06 2.39 5.30 7.77
左下预进占段 1997.04.21~04.29 75kW电动 82 1609.3 1633.0 1.01 12~24 19.63 1.08 2.84 3.91
右上预进占段 1997.02.02~02.19 150kW电动 128 2574.2 222.5 0.86 18~24 20.11 1.21 2.39 3.60
3.2.2 主河床段施工
(1)施工技术参数。①液压驱动130~150kW振冲器:工作转速1500~2000r/min、造孔油压17~30MPa、加密油压26~28MPa、造孔水压0.8MPa、加密水压0.5MPa;②电动75kW振冲器:造孔电流45~150A、加密电流100A、留振时间10s、造孔水压0.4~0.8MPa、加密水压0.3~0.6MPa。
(2)施工过程。上游围堰振冲加密完成的桩号为0+420~0+867m,其中深槽段布桩9排,左右岸漫滩段布桩4排,1997年11月16日开工,1997年12月28日全部完工,共振冲1304根桩,进31410延米,填料26191m3,加密风化砂体157050m3。
下游围堰振冲加密完成的桩号为0+227~0+801m,其中深槽段布桩7排,左右岸漫滩段布桩4排,1997年10月26日开工,1997年12月25日全部完工,共振冲1346根桩,进尺37446延米,填料32319m3,加密风化砂体187230m3。
二期围堰主河床段振冲加密施工情况见表8。
表8 主河床段振冲加密施工情况
施工部位 机组序号 完成桩数(根) 进尺(m) 填料量(m3) 加热风化砂体积(m3) 施工时间(年·月·日)
上游围堰 上75kW-A 397 10206 9441 51030 1997.11.16~12.28
上75kW-B 324 7158 5278 35790 1997.11.26~12.28
上75kW-C 204 5430 5350 27150 1997.12.02~12.28
上130kW 310 6955 5378 34775 1997.11.16~12.13
上150kW 69 1661 1472 8305 1997.12.25~12.28
小计 1304 31410 26919 157050 1997.11.16~12.25
下游围堰 下75kW-A 205 5094.5 4856 25472.5 1997.12.09~12.25
下130kW 120 2931.5 2260 14657.5 1997.12.15~12.25
下150kW-A 642 18640 15881 93200 1997.10.26~12.24
下150kW-B 379 10780 9332.5 53900 1997.10.31~12.09
小计 1346 37446 32319 187230 1997.10.26~12.25
合 计 2650 68856 59238.5 344280 1996.10.26~1997.12.28
(3)施工效率。液压驱动130~150kW振冲器造孔时间15~30min,加密时间60~80min,成桩总计时间80~90min(25~30m孔);电75kW振冲器造孔时间20~30min,加密时间60~80min,成桩总计时间90~100min。
3.3 振冲加密质量检测
按振冲桩数的2%布置检测孔,孔位由监理工程师根据施工情况布置。检测项目要求在振冲加密深度范围内每5m孔做一组原位测试及土工试验,包括旁压试验、标贯、动力触探;取一组原状土样做室内土工试验,包括干密度、含水量、颗粒级配分析。
(1)上游围堰振冲加密检测成果。加密后风化砂的标贯击数全部在15击以上,平均击数大于20击;干密度除两个土样(细淤沙)在1.6g/cm3左右外,其余点均在1.8g/cm3以上,平均值大于1.95g/cm3,振冲加密效果满足设计要求。
(2)下游围堰振冲加密检测成果。加密后风化砂的标贯击数绝大部分在15击以上,平均击数大于20击;干密度除个别点(粉细淤砂)在1.6g/cm3左右外,其余点均在1.8g/cm3以上,平均值在1.90g/cm3,振冲加密效果满足设计要求。
对比两条围堰的振冲加密效果,上游围堰的加密效果更好,主要原因是抛填风化砂的品质不同。下游围堰抛填料中心细砂的含泥量略高,抛填后密度较小,且加密效果不明显;而上游围堰抛填料为中粗砂,抛填后密实度稍高,且在振冲器的激振力作用下加密效果明显。
4 工程质量评定
上游围堰施工桩号0+420~0+934m,共完成振冲桩1432根,进尺33986.3m,折合加密风化砂169993.15m3。振冲加密共分77个单元工程,监理评定优良工程70个,合格工程7个,优良率91%。
下游围堰施工桩号0+180~0+854m,共完成振冲桩1518根,进尺40630.8m,折合加密风化砂197694.2m3。振冲加密共分78个单元工程,监理评定优良工程76个,合格工程2个,优良率97%。
5 结 语
二期围堰风化砂性状异于天然河砂,且取料场地不同,风化砂自身物理力学性质差别较大,并受抛填水深大、施工工期紧等条件的限制,风化砂堰体存在很大的不均匀性,如何在短时间内完成风化砂的加密,是难度较大的课题。总结两年来的施工经验,我们认为,生产性试验是整个施工组织中不可缺少的重要环节,它为二期围堰风化砂体振冲加密设计和施工提供了丰富的经验,确定了设计参数、施工方法及施工参数;预进占段施工为快速优质完成主体工程振冲加密,进行大规模施工积累了经验。
二期围堰振冲加密工程经过全体人员紧张艰苦的施工,终于高优质圆满完成,从而保证了1997年12月底防渗平台全线形成,为后期防渗墙施工创造了良好的条件。
(原载《葛洲坝集团科技》1998年第4期)
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三峡工程导流明渠截流安全控制
杨锡银 吴洪杰
导流明渠截流具有工程规模大、工期紧、合龙工程量大、截流水力学指标高、截流准备工作受通航条件制约等施工特性,其截流总体难度在世界截流史上实属罕见。因此,如何确保导流明渠截流施工中的人身、设备安全,将直接关系截流的成败,必须做到确保截流万无一失。
1 截流危险源分析及安全对策
导流明渠截流存在着很多的危险源,每个危险源在施工过程中都可能造成事故。如果我们认真进行分析,找出危险源,并针对每一个危险源制定出相应的对策,就可以避免或减少事故的发生。经综合分析来看,导流明渠截流主要危险源有龙口段垫底加糙安全、截流施工设备安全、截流戗堤坍塌、用电安全四个方面,对其主要采取以下安全对策。
1.1 龙口段垫底加糙施工安全对策
(1)钢架石笼和合金钢网石兜的制作要牢固可靠,满足承载要求,填充钢架石笼和合金钢网兜的块石不得过小,防止吊装转运过程中,石块从石笼和网兜中漏出来。
(2)钢架石笼和合金钢网石兜的吊装必须由有经验丰富的起重工指挥,在起吊及回转过程中,吊臂及起重物下严禁站人。
(3)运输船要谨慎驾驶,严格执行“内河交通安全管理条例”及“内河避碰规则”,船上要配备足够的救生圈及救生衣等救生设施,船上施工人员必须穿救生衣。
(4)在抛投钢架石笼和合金钢网兜时,要在船上设置醒目的信号标志,以防与过往船只发生碰撞,运输船舶应在海事局的监督船的指挥下作业,并严格遵守《内河交通安全管理条例》的规定。其旗信、声信、灯信等指示按规定设置且齐全有效。
1.2 施工设备安全对策
(1)驾驶员要严格遵守设备安全操作规程,禁止无证人员从事设备的操作,且要求定人定机,对设备要及时维护、保养,保证设备的完好,严禁设备“带病”运行。
(2)设备的制动、转向、灯光等装置要完好可靠,配备有效的灭火器,灭火器应放置到易于取放的位置。
(3)运输设备进、出围堰必须按规定路线行驶,并严格控制车辆的行驶速度,在戗堤上车速不超过5km/h。
(4)在自卸汽车装满后,应将车顶边沿的浮石扒落,以防车辆在行驶过程中,浮石落下伤人。
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5楼
1.3 防堤头坍塌安全对策
(1)截流施工现场实行封闭管理,禁止无关人员进入截流施工现场,进入戗堤的施工及管理人员都必须穿救生衣。
(2)自卸汽车卸料时要与堤头保持5m以上的安全距离,采取自卸汽车堤头集料、推土机赶料的抛投方式,设备堤头作业时必须将车门打开,操作人员必须按规定穿救生衣。
(3)自卸汽车卸料应由专人指挥,指挥人员必须由经过培训的职工担任,指挥人员要相对固定,不得随意更换,指挥时要使用旗语和哨子,指挥人员在夜间要穿反光衣。
(4)安排专人日夜“三班”对堤头巡视,检查堤头是否存在裂缝,如发现有坍塌症状,要立即通知堤头人员和设备撤离至安全地带。
(5)戗堤侧边2.5m为安全警戒距离,拉上安全警戒绳,设立安全警示标志。戗堤现场必须配备钢丝绳、插销、救生设备等应急器材,并放置于离戗堤和上下游醒目的位置。
(6)严格控制堤头的集料高度,防止因卸料高度过大使抛投石料分离而产生架空现象,从而导致边坡失稳坍塌。
1.4 用电安全对策
(1)现场所有供用电线路,都必须使用电缆,禁止使用胶质线和花线,高压电缆(6.3kV)接头数量,必须符合规范要求,100m内不允许超过4个接头,电缆质量必须满足安全要求。
(2)所有电器末端开关处,必须使用满足安全要求的漏电保护装置,现场动力线与照明线要分开,并按规定进行标识,同时要与现场的风水管分开并标识。
(3)电线在跨路口时,应尽可能采取埋设的方式,防止车辆拉挂线路,其埋设深度应大于40cm。
(4)严格实行用电搭火安装许可制度(包括低压),一个单位需要在另一个单位线路上搭火,必须经线路所在单位电工班或电工负责人同意并办理手续,在指定点搭火,严格按电工作业安全规定进行搭火、接线等作业。
2 安全管理体系及主要管理措施
2.1 健全安全管理体系,明确安全责任
健全的安全管理体系可以保证安全工作正常开展,为此,指挥部建立了以指挥长为安全第一责任人的安全管理责任体系,明确各级人员的安全责任。指挥部、截流项目部及施工单位都配备了截流的专职安全监察员,各作业队、班组也分别设置了专(兼)职安全员,形成了自上而下的安全管理网络,导流明渠截流安全管理网络见图1。另外,根据截流相应职责划分的质量安全组、机电物资组、施工技术组、后勤保障组、经营计划组都有明确的安全职责,做到了“安全生产、人人有责”。
2.2 主要管理措施
(1)“以人为本”,教育为先。在安全管理工作上,指挥部一直坚持“以人为本”的理念,因为人是“人、机、环境”三大因素中最活跃、最基本的因素,事故多半是因为人的不规范行为造成的。规范人的行为、提高人的安全素质和安全意识是解决安全问题的基本着手点。为此,指挥部组织各施工单位对参与截流的现场管理人员、司机、堤头指挥人员分别进行专项安全培训,提高大家的安全素质和安全意识,牢固树立“安全第一”的思想,确保截流安全。
(2)开展“安全月”活动,营造安全氛围。指挥部在2002年11月份导流明渠截流期间组织开展了以“知法、守法”为主题的“安全月”活动,活动以学习贯彻《安全生产法》为中心,通过在截流期间同步开展“安全月”活动,使截流施工的各项安全工作得到顺利的开展,安全规章制度能够贯彻执行,大家搞好安全工作的积极性空前高涨,营造出浓厚的安全氛围,开展“安全月”活动为截流安全工作起到了保驾护航的作用。
(3)开展干部对口班组安全管理活动,提高班组管理水平。为了促进班组安全建设,指挥部在截流期间大力推广班组安全建设先进管理经验,在指挥部范围内开展了副科级以上干部到班组进行对口安全管理,并制定了《干部对口班组安全管理实施细则》,明确了对口安全管理必须达到“五个一”的工作目标,即:每周帮助班组纠一次违章,查一个隐患,落实一项制度,指导班组开展一次危险预知活动,达到保一方平安的目的。
(4)实行封闭管理,创造安全文明施工环境。安全文明的施工环境是安全生产的前提条件,为此,指挥部对截流现场实行封闭管理,大力加强对截流现场环境的整治工作。为避免非施工人员及车辆进入截流施工现场,在现场入口处设置执勤岗亭,由保卫人员日夜“三班”在现场负责值班保卫工作,禁止一切非施工人员和车辆进入三期围堰,进入围堰的人员必须佩戴上岗证,进入围堰的车辆要有特别通行证,现场还设置了安全警示牌和车辆限速牌,为截流现场创造秩序井然的施工环境。
(5)观摩模拟截流演习,增加感性认识。为了掌握导流明渠截流堤头坍塌情况,采取合理的进占速度及抛投方式,指挥部组织有关参与截流的人员在宜昌长科院观看了模拟截流演习,演习的水利学指标和填筑料等均按1:80的比例模拟导流明渠截流,通过观摩模拟截流演习,既增加了大家对截流的感性认识,又获取了宝贵的理论数据,为成功实现截流提供了安全保障。
3 结 语
导流明渠截流已成功实现,在水电工程施工及安全管理等方面留下了很多值得思索和回味的东西,既有成功的经验,也有值得改进和完善的地方。相信在今后的三峡三期工程施工安全管理工作中,建设者一定能认真吸取截流成功的经验,改进和完善不足之处,坚持“零违章”管理,就一定能够实现三期工程“零安全事故”的管理目标。
(原载《葛洲坝集团科技》2003年第2期
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6楼
三峡二期工程厂坝帷幕化学灌浆
王建功
1 概 况
1.1 帷幕灌浆布置
三峡二期工程厂坝(TGP/CⅣ-4-I&ⅡB标)渗控工程采用封闭帷幕及抽排方案,上游基础廊道布置一道主帷幕,下游基础廊道布置一道封闭帷幕,形成封闭抽排区域,内布排水孔进行排水,降低坝基扬压力。
帷幕灌浆孔一般单排布置,地质缺陷及相对强透水部位双排布置,钻孔孔深一般30~50m,最深100~130m,基础廊道高程15~49m。
1.2 工程水文地质条件
大坝基岩以前震旦纪微风化闪云斜长花岗岩为主,岩质坚硬,岩石完整,岩石声波波速VP一般均大于5000m/s。受断层、裂隙发育影响,特别是细粒花岗岩岩脉发育部位,岩石风化加剧,性状较差,透水性增大,岩石裂隙主要沿两个方向呈网络状、高倾角发育(NNE向及NNW向),形成X剪裂隙,构成非均质、各向异性灌浆介质。
由于三峡工程坐落于葛洲坝库区,形成库中坝。水库水位一般在高程66~69m。特殊的水文、工程地质条件使二期工程厂坝帷幕灌浆具有以下特点:①涌水现象较为普遍,尤其是孔口高程较低的深槽坝段部位,最大涌水达26L/min;②岩石微细裂隙发育,且多呈闭合状,灌浆介质的非均质、各向异性影响水泥浆液灌浆效果,部分孔段出现“大透水率,小注入量”现象。
2 丙烯酸盐化灌孔布置
帷幕幕体上部、大坝混凝土与基岩接触段地下水渗流运动最剧烈,渗径最短,容易产生渗透破坏。根据水泥帷幕灌浆成果分析,对上部浅层帷幕灌浆出现的“大透水率,小注入量”孔段,设计采用改变灌浆浆液材料进行处理。采用真溶液丙烯酸盐浆材进行灌浆。丙烯酸盐化灌孔根据水泥帷幕灌浆成果分析确定,非连续性布置。
3 主要技术指标
3.1 丙烯酸盐浆液
丙烯酸盐浆液及凝胶性能见表l。
表1 丙烯酸盐浆液及凝胶性能
序 号 项 目 指 标 测 试 方 法
1 粘度(20℃) <2Pa·s(厘泊) 毛细管粘度计
2 胶凝时间 几分钟到几十分钟 目 测
3 胶体渗透系数 <5×10-7cm/s 渗透仪
3.2 灌浆压力
主帷幕灌浆压力为2.5MPa;封闭帷幕灌浆压力为1.5MPa。
4 浆液配制
4.1 浆液检测及试验
化学材料浆液灌浆前,对其有关的性能指标进行检测,主要包括浆液粘度、胶凝时间、胶体渗透系数等,满足要求后灌浆。
根据施工现场不同部位、不同时间、不同的环境温度变化情况,分别进行不同铁氰化钾浓度配比的胶凝试验,取得相关数据资料,指导施工。三峡二期工程厂坝基础廊道不同温度环境条件下胶凝试验成果见表2。
表2 胶 凝 试 验 成 果 表
浆液浓度(%) 气温(℃) 铁氰化钾用量及胶凝时间(min)
0.02% 0.03% 0.04% 0.05% 0.06% 0.07% 0.08% 0.09% 0.1%
12 1215161718 20 322925 5440332419 7153403128 8070514734 10283585540 12486736547 56 65
15 18 21 27 39 50 62 75
浆液粘度测定采用毛细管粘度计,浆液的密度用天平测定,pH值用pH试纸测试。
4.2 浆液配制
浆液先配成甲、乙两液。甲液中按设计参数溶有丙烯酸盐、NN′一次甲基双丙烯酰胺、促进剂三乙醇胺;乙液中溶有过硫酸铵。甲液乙液各占体积的一半。
浆液的胶凝时间用铁氰化钾调节,铁氰化钾先配成10%的水溶液后加入甲液中。
5 灌浆施工
5.1 灌浆方法
采用循环式阻塞器阻塞在基岩以上混凝土内0.5m处,进行纯压式灌浆。
5.2 丙烯酸盐浆材
采用齿轮泵灌注。灌浆过程中要对浆液及灌浆泵进行冷却,浆液冷却采用双层储浆桶通水冷却,灌浆泵采用表面通水降低泵体温度的方法进行冷却。
5.3 浆液胶凝时间选择
浆液胶凝时间根据灌浆段的灌前压水透水率(q)大小确定。
(1)当q≤5L/min时,浆液胶凝时间采用50~60min。
(2)当5L/min<q≤10L/min时,浆液胶凝时间采用40~50min。
(3)当q>10L/min时,浆液胶凝时间采用20~30min。
5.4 配浆量控制
灌浆时将甲液、乙液分批混合,第一批混合浆液以满足管路和钻孔占浆再加开始15min的吸浆量(根据灌前压水透水率计算)为限。以后每批混合浆液浆量以满足10min的吸浆量为限。
5.5 结束标准
在设计灌浆压力下,连续3个读数小于0.1L/min后,结束灌浆。最后一批混合浆液胶凝1h后,松开阻塞器,拔管。
灌浆结束后,采用扫孔的方法清除孔内化学浆材及凝胶体,然后用水灰比(重量比)0.5∶1浓浆、“置换和压力灌浆法”进行封孔。封孔时间不少于1h,封孔压力与灌浆压力相同。
6 灌浆成果分析
三峡二期工程厂坝化灌孔187个,灌浆958.75m,平均单位注入量3.52L/min,单孔段最大单位注入量51.87L/min,没有再发生“大透水率,小注入量”的现象。
化学灌浆结束后,通过钻孔压水检查、钻孔孔内录像进行质量检查,压水透水率平均值由灌前0.553Lu降到0.057Lu,岩石透水性降低。孔内录像比较真实地揭示了丙烯酸盐浆液凝胶体在岩石中沿细微裂隙呈脉状充填,胶结较好。
7 结 语
水泥帷幕灌浆及丙烯酸盐浆液帷幕灌浆成果资料、质量检查结果分析表明,真溶液丙烯酸盐浆液较水泥浆液具有较好的可灌性,尽管水泥浆液是稳定浆液、经过湿磨并掺加减水剂改变浆液性能,但仍属有颗粒(D95<40μm)的悬浊液,对细微裂隙的可灌性、灌浆效果有其局限性。丙烯酸盐浆液属非颗粒的真溶液,其粘度略大于水,渗透性能与水接近,左非连接段及左坝肩全强风化地层,水泥帷幕灌浆经过V序孔施工,仍难以达到设计要求,通过丙烯酸盐化灌孔灌浆,灌后检查全部合格,说明丙烯酸盐浆液可适应于岩石细微裂隙发育、全强风化地层防渗灌浆需要,弥补水泥浆液的不足,提高岩石的防渗能力。
(原载《葛洲坝集团科技》2002年第4期)
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7楼
三峡二期工程泄洪坝段金属结构机电安装的管理实践
张为明 黄 勃 汪 飞
1 概 述
泄洪坝段由上至下布置有22个表孔、23个深孔、22个底孔等3层孔洞,前、后布置金属结构埋件有底孔4道、深孔3道、表孔2道泄水及检修、封堵钢结构埋件及闸门、泄洪坝段左、右两侧还布置有排漂孔各1道,累计共205套及配套钢衬;布置的金属结构设备有:弧形钢闸门47扇、平板闸门60套、液压式启闭机47套,配套液压泵站14个及机电设备47台套,5000kN坝顶门机3台、共计金属结构总量约4.9万t。另外有4个变电所、3个深井泵站、1个集控室、3个卫生间及通风、消防、照明、埋件等机电设备安装。按合同要求,要在1999~2002年连续3~4年大方量、高强度的混凝土施工间隙中,在施工环境差、施工干扰大、施工手段极为紧张的条件下,把如此大量的金属结构设备(其中47.2%是埋件)优质安全地安装调试好,这无疑对金属结构安装建设者无论是组织管理、施工技术,还是质量、安全、文明施工的管理都是极具挑战性的世界性难题。实践证明,我们在配合完成创世界纪录的混凝土浇筑和接缝灌浆的同时,也创造了金属结构安装423t/d、2500t/月、1.86万t/年的同一坝段的世界纪录,连续4年实现了质量、安全的“双零”目标,圆满地兑现了合同工期。
2 施 工 组 织
2.1 管理体制
在2000年10月以前,泄洪坝段项目部是一个纯管理型机构,其施工任务由公司后方有关单位承担,一定程度上缓解了后方部分单位生产任务不足的矛盾,但给三峡工程在建项目造成了一定的管理难度。对此,在三峡二期工程永久设备安装高峰到来之前,公司对在三峡的管理体制按照项目法施工的要求,剥离了前、后方关系,组建了泄洪坝段项目部,专门负责泄洪坝段金属结构机电安装任务,达到了精干、高效、统一指挥的项目管理要求,随之泄洪坝段项目部按“扁平化金字塔”管理原则进行了机构改革,组建了五部一室和七个厂队,并明确了各自分工,较好地实现了体制转换和平稳过渡。
2.2 制度建设
面对如此高难度、高强度、高精度的现代化施工,面对三峡这一世界第一的民族工程,要抓好施工组织、质量、安全、成本、文明施工等全方位的工作,在三峡创出品牌,仅靠人治是体现不了科学管理的要求的,对此,无论是在体制改革之前,还是之后,项目部都十分重视制度建设,一是组织干部职工学习三峡工程的有关要求和上级的一系列规章制度;让职工全方位了解项目部所承担的三峡工程项目的特点、要求和重要意义;二是针对所承担的项目特点,制定了施工管理、质量、职工安全培训、临时工管理、技术创新、工艺创新、成本、文明创建等各项管理制度,着眼于靠制度规范人的行为,克服“头痛治头,脚痛医脚”的局面,靠制度保持政策的连续性、规范性和时效性;并在实践中不断总结新经验,创造新办法。
2.3 施工管理
施工管理是项目管理中极为重要的环节,施工管理组织的好坏直接关系到合同的正确履约。金属结构机电安装涉及到浇筑混凝土、排架搭设、凿毛、埋件吊装、调校、浇筑二期混凝土、打磨、防腐等众多工序,工序复杂,涉及面广。牵涉到设备到货、安装手段使用,各工种的协调配合,监理、业主的验收等诸多环节。项目部在施工管理中的主要做法是:一是提前做好施工组织设计和各项施工技术措施;二是编制好一、二、三级施工组织网络图,并在实际生产中确定了各分阶段的组织目标,强化目标管理意识,采用形象圈点图、施工程序图、周计划考核表等方式加强计划执行程度的检查、监督、纠正,并采取“奖罚兑现”的方式强化计划执行的严肃性;三是建立了每日、两日、周月例会和现场例会制度;这些会议有些是全局性的必须召开的,有些是根据生产情况围绕某个目标阶段性召开的;四是以生产为中心,维护主管生产副经理和施工管理部权威的基础上,实行领导分工负责,按项目分布的特点,实行主管副经理全面负责和分管领导分片负责相结合的双重管理制度;五是强化经济利益和生产目标挂钩的激励约束机制,实行悬挂奖金、周考核制度,调动职工的积极性;六是实行部位和手段提前申请制度,减少施工管理的协调难度;七是针对工序复杂、部位多、矛盾多、场面大的特点,为便于灵活掌握每日、每部位的施工情况,便于信息反馈,减少指挥不熟悉部位的盲目指挥,采用了每部位的“卡片”制度;八是成立专门队伍解决施工的特殊矛盾,如在6~9月的高温季节成立了专门堵水队解决门槽调整过程中的流水现象;成立专门的排架搭设队负责特殊部位的小型排架的搭设等等。
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8楼
3 施工技术管理
三峡工程是世界上最大的水利工程,金属结构设计中采用了许多新颖结构,面对混凝土浇筑、金属结构安装、接缝灌浆高峰重叠的矛盾,混凝土浇筑与金属结构安装相互干扰,争抢部位、争抢手段的矛盾十分突出,设备到货方面,共有国内十多个厂家参与了泄洪坝段金属结构的制作,制作水平各有差异,到货工期大多比招标计划有所滞后,因此,针对这些问题,搞好技术攻关和技术创新,对兑现合同工期,保障施工过程中的质量和安全显得十分重要。
3.1 主要管理措施
针对三峡二期工程金属结构安装的特点,项目部的主要管理措施是:一是健全技术管理网络,配备从作业班组、作业队到项目部的技术人员,做好各级技术交底工作。二是提前做好各项施工组织设计和各单项施工技术措施。三是做好施工过程中根据部位特点、手段安排、到货情况的施工技术方案的改进和优化,如底孔工作门吊装方案根据部位特点和手段布置情况,分别采用了MQ2000港机、K1800塔机、STDQ/1800高架门机、TB2400塔带机单机吊装,以上设备与自制钢梁合抬、抬车拖运与钢梁土法吊装等7种方案施工;深孔工作门采用了300t上游拖运闭孔拖运、高架门机闭孔上游拖运、两台缆机台抬、单缆与自制钢梁合抬、先装闸门再装门槽的“倒装法”等多种方案进行施工,既满足混凝土上升的需要,也解决了设备到货、门槽与二期混凝土的矛盾,满足了金属结构安装的需要。四是做好技术方案的超前研究与规划,做到接任务的同时即开始技术方案的同步研究;做施工组织设计的同时,即明确技术攻关的项目,做好施工过程中技术方案的重点和难点研究,如深孔不锈钢复合钢衬制安、焊接工艺研究;深孔工作闸门安装工艺的研究等等,均做到了超前规划、超前研究,施工中取得了较好效果。五是采取特殊奖励政策,制定了《技术创新、工艺创新奖励办法》以及技术干部月考核津贴制度,充分调动技术干部及广大干部职工的积极性和创造性,组织了对优秀技术方案的评比,实行重奖科技成果制度,激发广大技术干部做好技术方案的积极性和创造性。六是做好技术干部和技术积极分子的再教育及培训工作,提高技术干部的水平,如举办技术干部培训班、技能培训班和技术提高选修班等。
3.2 主要技术方案
3.2.1 深孔不锈钢复合钢衬制安、焊接工艺研究
三峡二期工程金属结构安装工程在国内水工界首次大规模采用了不锈钢复合钢板作衬砌。深孔一期钢衬砌是空间尺寸为18m×11m×7.5m的庞然大物,深孔工作门侧板全部采用不锈钢复合钢板制造,而且供货厂家分几家,材料成分各异,要求精度极高,从工程开工之初,我们即开始攻关研究,经过努力,终于在下料、加工、焊接、现场安装等方面取得了成功的经验。
3.2.2 深孔工作门埋件及门体安装方案优化
改原拟定的下游闭孔拖运为上游拖运和双缆抬吊敞孔吊装(上游拖运完成10孔,敞孔吊装完成13孔),采用了先装闸门再装门槽的倒装法,改深孔二期钢梁安装为一期埋设、改深孔底坎二期埋设为一期埋设成功地解决了混凝土一期浇筑、设备到货、手段配置、闸门门槽与二期混凝土浇筑等多重矛盾,加快了深孔工作门埋件及闸门、混凝土浇筑的进度,为下游手段的拆除和转换,下游基坑破堰进水创造了条件。
3.2.3 底孔工作门及埋件安装及吊装工艺的研究与优化
底孔工作门的吊装工艺如前述,不再赘述。底孔工作门埋件采取了先在185m高程拼装厂分片拼装焊接成整体,再行安装,减少了吊装的频数和现场焊接的工作量,保证了焊接质量。
3.2.4 液压启闭机综合调试技术
三峡二期工程泄洪坝段布置有47台套液压启闭机,其中深孔和底孔均采用了“1泵3机”和“1泵4机”结构,排漂孔采取双缸同步结构,现已完成了深孔和底孔的液压启闭机调试。项目在土建环境不良、工期紧迫的条件下,制定了周密的调试方案,液压回路采用闭环循环冲洗,电控系统采用计算机专用软件,在较短时间内圆满完成了任务。
4 质量、安全管理
4.1 质量管理
“三峡工程无小事”,三峡工程的质量标准远高于国标和部颁标准,又由于三峡工程在设计上采用了许多新材料和新颖结构,三峡工程在质量上要求严格。在质量管理上,经过广大干部职工的努力,通过严格的管理,取得了一定的成绩。已安装验收投入运行的导流底孔弧形工作闸门经过低水头挡水考验滴水不漏,已验收的126个单元工程优良率达100%。导流底孔工作门及埋件焊接工程荣获“全国优秀焊接工程”。归纳起来,我们的做法如下。
(1)全体职工转变思想观念、端正态度是基础。经常性的质量教育活动为“创精品工程”打下了良好的基础,组织员工系统学习了《三峡工程的验收规范》,学习历次质量专家组成员和领导的讲话,每一个入场职工的入场教育成了必修课,让一流质量的观念深入人心。
(2)健全质量管理网络体系,加强制度建设,强化管理人员的责任是保证。根据工程特点和任务分布,项目部从领导到施工人员,从班组到项目部建立了横向到边、纵向到底的质量管理网络;制定了《质检员明白卡》、《质检员日志》、《焊工明白卡》、《开焊申请制度》、《作业程序指导书》、《工艺过程流转卡》、《泄洪坝段工艺作风整顿实施细则》等,规范每个员工的行为,坚持每周质量巡检和质量讲评制度,做好了每个工序的过程控制;做到奖罚并重,明确了责任。
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9楼
3)搞好员工培训,提高员工整体素质是关键。几年来,项目部先后举办了铆工、焊工、起重工、电工、液压启闭机安装工等技能培训班;举办了技术干部培训班和技术干部提高选修班;举办了职工上岗前技能和综合知识培训班,合格后上岗,俗称“洗脑”教育。
(4)大力开展技术创新、工艺创新、科技成果、创精品工程活动,为施工质量提供技术支撑。
(5)质量教育制度化、规范化,逢会讲质量,事事讲质量,坚持每周巡检评比,经常在开展工艺作风整顿活动,扎实开展好IS09000系列TQC以及质量月活动,培育项目部的质量文化。
(6)奖罚兑现,强化责任制,对质量做得好的及时奖励,差的及时处罚(如对底孔工门一线进行了特别奖励。
(7)做好工艺控制,做到事前预控、中间检查和事后检查三到位。
4.2 安全管理
水电施工企业的安全管理是项目管理中十分薄弱的环节,实行“安全零事故”目标是每个项目经理追求的目标,在实践中很难做到。截至目前,项目部已连续四年实现了安全零”死亡事故的突破,归纳起来,主要有以下几点。
(1)以思想教育为首,向职工灌输“安全是生命,安全责任重于泰山”的观念,努力营造人人讲安全、事事讲安全,从我做起,从每时每刻做起的人性化安全氛围,每一位进来员工,无论来自何方,从事何种岗位,都要接受上岗前“安全洗脑”,三级安全教育;组织职工学习《安全生产法》、《十项硬性规定》等系列安全生产法规。
(2)扎实有效地开展形式多样的安全生产活动,如安全生产月、有奖竞猜、领导对口帮助、危险预知示范教育安全演讲、安全生产法知识竞赛等活动,强化安全生产氛围。
(3)做好“班前5min活动”和“危险预知活动”。项目部制定了统一的班前5min记录本和危险预知牌,将这两项活动制度化、规范化,并作为月班组考核和年终评比的重要依据。
(4)完善安全生产的监督机制。项目部坚持每周一次的安全例检和讲评制度,注重维护安全人员的权威,还有针对性组织设备、防火、季节性的经常性的专项安全大检查,对查出的隐患明确整改期限,并制定明确的奖罚标准,对安全员和班组实行了月考核制度,奖罚分明。
(5)强化特种作业的安全管理(如起重、焊工、驾驶员的安全管理),所有特种作业人员都持IC卡上岗,经常性组织专业知识培训和安全教育培训班,提高员工素质。
(6)加强对生产作业的技术性指导,以优良的技术方案确保施工安全,项目部对每项作业都制定了作业指导书,每项工程开工前都进行了专项技术交底,并在实践中组织对技术交底记录的评比,加强对技术交底效果分层次人员的检查,以验证技术交底的规范性和真实性。
(7)加强对重点作业、危险作业的安全管理规划、现场检查和指导,如深孔工作门闭孔吊装、坝顶门机安装等制定了专门的作业指导书,成立专门的吊装安全组织机构,派专人进行现场监督和检查,确保了安全。
(8)加强对民工和合格劳务组织的监控和管理,规定凡民工作业均要有专门的职工带班,民工的上岗培训、持证上岗、劳保着装、班组安全教育均与职工同等对待;并设置专门的民工安全检查员,负责民工安全的巡检和执法。
(9)加强对安全的总结、评比和效果评价,项目部建立了年检、月检、周检制度,对好、坏两方面即奖即罚,项目部基本做到了重奖重罚、奖惩兑现。
5 成 本 管 理
追求利润最大化,是项目管理和企业管理的重点。成本管理是项目管理中的重要内容。项目部举办了“成本月”活动,组织班组长及各队成本核算员进行成本知识宣贯,每个队配备了专门的成本核算员,建立了成本档案管理系统,每月召开成本分析会,实行成本与职工奖金挂钩制度,推行联责计酬和联产计酬责任制,加强对物资采购、民工管理等大宗成本投入的管理,规定凡1万元以上物资采购需报办公会审批,民工实行流动制度,并与各队月产值、奖金挂钩,对设备、物资管理,成立现场巡逻队进行检查,加强对重点易用物资,小型工器具的管理等等。
6 结 语
管理是企业永恒的主题,追求利润最大化是企业的根本目标。在水电施工企业,全面推行项目管理,实现由粗放型管理向精细型管理的转变已是大势所趋、历史的必然。随着时代的发展、社会的全面进步,项目管理的内容越来越全面丰富,内涵更深刻。在项目管理的实践中不断总结新经验、新方法是每一位水电企业管理者和企业管理的探索者的义不容辞的责任和义务。我们将与时俱进,开拓创新,为水电建设事业做出新贡献!
(原载《水电站机电技术》2003年第2期)
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10楼
三峡工程大坝混凝土快速施工方案及工艺研究
戴会超 周厚贵
1 概 述
三峡工程大坝为混凝土实体重力坝,最大坝高181m,枢纽工程混凝土浇筑总量达2800万m3。如此巨大的混凝土工程施工总量,导致了三峡工程混凝土施工浇筑的高强度施工。
1.1 混凝土施工强度
三峡工程混凝土浇筑高峰集中在二期工程,其混凝土浇筑总量达1860万m3。根据施工总进度的安排及实际施工进展,1998年为118万m3,1999年为458万m3,2000年为548万m3,2001年为403万m3,2002年计划完成142万m3。施工高峰时段主要集中在1999~2001年。其中,以2000年的混凝土浇筑强度为最高,要求年最高浇筑量达到500万m3,月最高达到40万m3,日最高达到2.0万m3以上。
1.2 混凝土施工手段
根据对浇筑强度和施工场地分析,采用传统的门塔机浇筑施工手段是不能满足浇筑强度要求的,必须寻找新型高强度的浇筑手段。
另外,大型门塔机浇筑方案从拌和楼出机口到浇筑仓,均采取间歇式给料方式,供料的中转环节多,供料效率低下,多座拌和楼与多座门塔机再与多个浇筑仓之间生产组合错综复杂,易于错料,更增加了施工管理的难度。
1.3 混凝土施工工艺
三峡大坝沿纵向分若干坝段,沿坝段分若干坝块,沿坝块分几十个升层,每个升层又分若干浇筑层。一个升层即构成混凝土的一个浇筑仓位。一个混凝土仓的施工全过程是从两个同步进行的流程开始的,一个流程是混凝土浇筑的仓面准备,另一个流程是混凝土生产及运输。当两个流程汇集到一起时,便形成仓面混凝土浇筑流程。紧后的流程则是混凝土护理。如此循环推进,三峡第二阶段工程高峰期大坝施工部位将出现20多个仓面同步浇筑的景象。
由此可见,采用传统的混凝土浇筑工艺如散装钢模板、人工手持式振捣等已远不能满足如此高强度和十分复杂的混凝土浇筑需要,必须相应采取新的施工仓面配套和施工工艺。
2 大坝混凝土快速施工布置及方案
以塔(顶)带机为主,辅以大型门塔机和缆机的施工方案总体思路是:塔带机浇筑一条龙作业,生产效率高,适应连续高强度的混凝土施工,承担混凝土浇筑的主要任务;配备大型门塔机、缆机等作为辅助设备,负责金结安装、备仓、仓面设备转移和浇筑部分混凝土等任务,避免因塔(顶)带机的工况转换而影响效率。拌和能力的配备留有一定余地,以利塔(顶)带机效率的充分发挥。塔(顶)带机供料线布置为一机一带,确保塔(顶)带机运行的可靠性。
2.1 混凝土拌和设备
4个混凝土拌和系统,共7座拌和楼,常态常温混凝土总生产能力为1960m3/h。各拌和楼均能生产7℃冷混凝土。
(1)布置在基坑下游79m高程拌和系统设置2座4×4.5m3自落式拌和楼,每座楼生产能力为320m3/h。此系统主要供应泄洪坝5~23号坝段混凝土浇筑。
(2)布置在左岸厂房坝段上游面90m高程拌和系统设置2座拌和楼。4×6m3自落式拌和楼生产能力为320m3/h,4×3m3自落式拌和楼生产能力为240m3/h。此系统主要供应泄洪坝段1~5号坝段、导墙坝段及左厂坝段11~14号坝段混凝土。
(3)布置在左非泄洪流坝段下游120m高程拌和系统设置2座4×3m3自落式拌和楼,生产能力为2×240m3/h。此系统主要供应左非泄洪流坝段及左厂1~10号坝段混凝土。
(4)布置在左岸进厂房公路左侧82m高程拌和系统设置1座4×3m3自落式拌和楼,生产能力为240m3/h。此系统主要供应左岸厂房混凝土。
2.2 混凝土浇筑设备
主要设备有6台塔(顶)带机,塔带机与拌和楼连接的6条总长3800m的胶带混凝土输送线,4台胎带机,7台MQ2000型高架门机,2台25t摆塔式缆索起重机,1台K1800型塔式起重机,1台.MQ6000型门机,2台300t。履带吊。
(1)泄洪坝段。在坝轴线下游76m顺坝轴线方向布置4台塔带机,主要用于该部位的混凝土浇筑,在坝轴线下游121m顺坝轴线45m高程的轨道上布置1台K-1800型塔吊和1台.MQ2000型高架门机,其工作任务是:前期协助混凝土施工,后期以吊装金属结构为主。
(2)厂房坝段。坝轴线下游44m顺轴线布置2台顶带机,主要用于左厂7~14号坝段混凝土浇筑,坝轴线下游65m顺轴线120m高程的施工栈桥上布置2台MQ2000型门机,专门用于输水压力钢管和水轮发电机埋设件的吊装。
(3)厂房部位。在厂房下游面距坝轴线195m的30m高程顺坝轴线方向的轨道上布置4台MQ2000型高架门机,用于左岸厂房部位的混凝土施工。
(4)缆索起重机的布置。2台摆塔式缆索起重机为厂坝第二阶段工程施工提供了一个空中走廊,主塔设在左非泄洪8号坝段185m高程上,副塔设在导流明渠纵向围堰坝段160m高程顶部,跨度1416m,在坝轴线长度方向可控制整个厂坝第二阶段工程的长度,宽度可控制从坝轴线以上15m至坝轴线以下65m,即2台缆机可控制上下游方向80m宽度,且在工作区域宽度方向相互搭接20m。
(5)公用设备。第二阶段工程厂坝部分分3个标段,由3个施工企业负责施工。4台胎带机、2台300t履带吊等业主拥有的移动性强的设备不固定在一个标段使用,根据施工需要可灵活调配。
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11楼
3 大坝混凝土快速施工仓面配套及工艺
采用塔(顶)带机浇筑混凝土,其浇筑强度将成倍地提高,因此,对浇筑仓面各项资源配置无论是容量还是数量都将明显增加,对仓面组织管理水平的要求也将显著提高。
3.1 塔(顶)带机浇筑的仓面配套
3.1.1 仓面设备配套
(1)平仓机。一般每1个塔(顶)带机浇筑仓配置1台平仓机和平仓铲,死角部位辅以人工平仓振捣。
(2)振捣机。对于素混凝土或钢筋不太多的混凝土浇筑仓,通常配备1台8头平仓振捣机加3~4部手持式振捣棒或者1台5头平仓振捣机加4~5部手持式振捣棒。对于钢筋非常密集或有水平钢筋网和过流面等比较特殊的仓位,振捣要求比较高,一般不配平仓振捣机,直接配5~8部手持式振捣棒用人工振捣。
(3)喷雾机。在高温季节浇筑混凝土时,每仓配备2~3部摇摆式喷雾机。
3.1.2 仓面人员配套
(1)施工人员应按照仓位情况进行合理配置,一般素混凝土仓、少筋混凝土仓配备8~12人,多筋混凝土仓、水平钢筋网仓、过流面混凝土仓配备11~16人。
(2)仓面配备值班木工、钢筋工、预埋工、电工和止水专职人员。各工序值班、带班人员至少1名到位,并挂标识牌。
(3)仓面上配置专人分散集中的粗骨料。
3.1.3 仓面工具配套
(1)每个浇筑仓至少配置2桶、2瓢、3锹用以仓面处理。
(2)为防止混凝土浇筑过程中的骨料分离及骨料集中现象,每个浇筑仓至少配备2把专用耙。
(3)配备2~3只真空吸水管,用以随时吸除仓面的混凝土泌水或集水。
(4)配备2台洒水器,用以收仓后对仓面洒水养护。
3.1.4 其他器材设施配套
(1)在混凝土开仓前,保证风、水、电通畅。
(2)采用平铺浇筑法施工时,浇筑仓应准备保温被待用,随着平仓振捣的进展,及时覆盖保温被,保温被之间应有10cm的搭接长度,以确保保温效果。
(3)雨季施工时,仓面配有彩条布和钢筋等材料,搭设活动防雨棚等。
3.1.5 仓面组织管理
为保证塔带机浇筑混凝土一条龙正常运行,需建立一个组织严密、运行高效、信息反馈及时的仓面组织管理系统。
(1)综合协调系统。对混凝土一条龙施工提供技术、质量、安全、机电设备保障,确定拌和楼、浇筑手段及开仓时间,协调浇筑过程中出现的各种矛盾,组织处理突发事情。
(2)浇筑系统(仓面指挥)。仓面指挥由浇筑队长担任,负责浇筑仓面的组织指挥,对仓位的要料、下料、平仓振捣、温控、排水等负责,确保混凝土浇筑质量。
(3)操作系统。由调度室负责组织、协调,确保各操作系统正常运行,拌制合格的混凝土,并使混凝土准确、快速入仓。
3.2 仓面工艺设计
3.2.1 设计原则
仓面条带布置要尽量简化,标号切换次数尽可能少,塔带机运行线路要短且易于操作,整个下料过程要易于实现,资源配置要充分,来料流程要优化。
3.2.2 浇筑方法及强度要求
(1)平浇法。该方法适合于塔带机高强度、快速运送混凝土的特点。在低温季节,除仓面钢筋特别多、结构特别复杂部位外,均采用平浇法浇筑。在高温季节,对于仓面面积小于500m2采用塔带机人仓时,亦采用平浇法施工,浇筑时铺层厚度可按照35~55cm下料。
(2)台阶法。对于仓面面积大、钢筋密集、结构复杂的仓位,经监理批准后可使用台阶法浇筑,以满足温控及覆盖前混凝土不初凝等条件要求。台阶的一次铺料宽度控制在8~10m以上,接头部位台阶宽度不小于3~4m。
3.2.3 仓面设计的内容
仓面设计标准格式包括以下内容:
(1)仓面情况。包括仓面所在坝段、坝块、高程、面积、方量、混凝土级配种类要求、仓位施工特点等。
(2)仓面预计开仓时间、收仓时间、浇筑历时、入仓强度、供料拌和楼。
(3)仓面资源配置,包括机具、工具、材料、人员数量要求。
(4)仓面设计图,图上标明混凝土分区线、混凝土种类标号、浇筑顺序等。
(5)混凝土来料流程表。
(6)对仓面特殊部位如止水、止浆片周围、钢筋密集、过流表面等重要部位指定专人负责混凝土浇筑质量工作。
(7)对特别重要部位必须编制专门的施工措施。
(8)仓面“浇筑情况评述”,收仓后,由质检人员和监理工程师对该仓混凝土浇筑情况进行简要评述,对可能存在的浇筑质量问题提出处理意见。
仓面设计由浇筑单位提出,一式六份,经监理批准后除班长、质检员及监理随身带外,还应视情况复印送给有关部门(如拌和楼试验室、塔带机操作人员等)。
3.3 塔(顶)带机浇筑新T艺
混凝土快速优质施工,给浇筑工艺提出了更新更高的要求,因此,除对模板工艺、钢筋工艺、预埋工艺外,还对许多传统工艺进行了改革。
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