龙滩水电工程塔(顶)带机及供料线的使用与管理

第２５卷第４期　２００６年第４期　红水河　ＨｏｎｇＳｈｕｉ　Ｒｉｖｅｒ　Ｖ０１．２５，Ｎｏ．４　ＮＯ．４．２００６　

龙滩水电工程塔（顶）带机及供料线的使用与管理　

刘桂明，邓　刚，高　峰，李朝晖　

（中国葛洲坝集团公司，湖北宜昌４４３０００）　摘要：塔（顶）带机供料线系统设备是集混凝土水平、垂直运输和仓面布料功能于一身的现代新型混凝土入仓设　备，在龙滩工程用于高强度的大坝碾压混凝土浇筑施工尚属首次。文章较详细介绍龙滩工程的该系统设备的结　构、布置和性能参数，及其对运行所存在的主要问题和缺陷的改造和不断摸索总结出的较完善的使用和管理经验，　并将该手段与龙滩工程的其他传统入仓手段作比较，证明了龙滩工程引用该新型系统设备作为碾压混凝土高强度　施工主要入仓手段的成功。　关键词：塔（顶）带机；碾压混凝土施工；应用；管理；龙滩水电工程　中图分类号：ＴＵ６４６；ＴＵ７１３　文献标识码：Ｂ　文章编号：１００１—４０８Ｘ（２００６）０４—０１０２—０４　

１前言　广西龙滩水电站是目前国内在建装机容量仅次　于长江三峡的特大型水电工程，工程主要由大坝、地　下发电厂房和通航建筑物三大部分组成。其大坝工　程分前期和后期两部分，现在施工的前期工程的碾　压混凝土主要集中在右岸大坝，总方量约３６２万　ｍ３，总工期约两年半。如此大的工程量要在这么短　的时间内完成，施工强度非常高，浇筑手段成为能否　实现工程目标的关键。虽然塔（顶）带机供料线系统　在国内外其他工程特别是三峡工程得到成功应用，　但其以往的单台设备实际生产强度还没有达到龙滩　工程的要求，将其引入仍然得冒相当的风险。通过　反复考证研究，龙滩水电开发公司最终还是决定引　进塔（顶）带机及供料线作为右岸大坝混凝土入仓的　主要施工手段。　２塔（顶）带机及供料线设备简述　塔带机及供料线曾在墨西哥惠特斯　（ＨＵ丌ＥＳ）大坝、黄河小浪底工程、三峡工程等得　到应用，但应用规模最大还是在三峡工程，顶带机就　在三峡工程中首次使用。龙滩工程塔（顶）带机供料　线系统共由１台塔带机、１台顶带机和３条供料线　组成，其中塔带机及主要供料线从三峡工程引进，顶　带机为新购进口设备，部分供料线由国产设计制作。　２．１塔带机　如图１所示，塔带机由美国ＲＯＴＥＣ公司生产，　型号：ＴＣ２４００型，由固定式塔机和带机两部分组　成。塔机最大工作半径８０　ｎｌ，最大起重量为６０　ｔ／４０　１ＴＩ内，３０　ｔ／８０　１ＴＩ内，塔身最大自由高度９５　１ＴＩ，　由１０节高９．３　１ＴＩ的圆筒型塔筒和基础节组成，各驱　动均采用液压装置，具备自顶升功能，能够很方便的　自我顶升；带机部分由２条布料皮带机和１条转料　皮带机以及系统爬升机构组成，布料皮带机总长８５　１ＴＩ，带宽７６２　ｍｍ，整个带机系统能够通过液压系统　很方便的自行爬升。整机集混凝土水平、垂直运输、　仓面布料、起重四大功能于一身，具有生产能力强，　生产效率高，覆盖面广的特点。　２．２顶带机　如图２所示，顶带机分别由法国ＰＯＴＡＩＮ公司　（负责塔机）和日本ＮＣ公司（负责带机）联合生产，　型号为　２２００，整体形式与塔带机类似，所不同的　是塔机起重能力略弱，塔身由１３节自由桁架式标准　节组成；２条布料皮带机总长１００　ｍ，带宽８００　ｍｍ，　输送能力较塔带机强，因塔身结构原因其爬升套架　结构较为复杂。塔机顶升和皮带机系统爬升采用液　压装置，其余均采用电动驱动。　

收稿日期：２ｏ０６一Ｏ７—１３　作者简介：刘桂明（１９７２一），男，湖北孝感人，工程师，广西龙滩水电站七局八局葛洲坝联营体三工区主任，从事机电设备及项目管理工作，　Ｅ—ｍａｉｌ：ｌｉｕｇｕｉｍｉｎｇ＠ｖｉｐ．ｓｉｎａ．ｃｏｒｎ；　邓　刚（１９７１一），男，四川广元人，工程师，广西龙滩水电站七局八局葛洲坝联营体三工区设备物资部主任，从事机电设备的管　理工作：　高峰（１９７０一），男，湖北武汉人，工程师，广西龙滩水电站七局八局葛洲坝联营体四工区副主任，从事起重设备的管理工作；　李朝晖（１９６８一），男，湖北武汉人，工程师，广西龙滩水电站七局八局葛洲坝联营体四工区设备部主任，从事起重设备的管理工作。　

１０２　维普资讯 http://www.cqvip.com 刘桂明，邓刚，高峰，等：龙滩水电工程塔（顶）带机及供料线的使用与管理　

图１塔带机简图　

图２顶带机简图　２．３皮带机　供料线由ＲＯＴＥＣ公司生产和国产两部分组　成。ＲＯＴＥＣ部分皮带带宽７６２　ｍｍ，带速３．７　ｍ／ｓ，　其圆筒型立柱分别由西３　５　１ＴＩ、西２．４４　ｍ、西１　８３　ｍ　三种规格组成，除　１．８３　ｍ立柱外，其他立柱所承　载的皮带机桁架均能通过立柱上的套架自行爬升，　满足大坝上升需要。国产部分由拌和楼出料皮带机　（带宽１　２００　ｉＴｉｒｎ）和输送皮带机（带宽８００　ｉＴｌｒｎ，带速　３．６　ｍ／ｓ）组成，出料皮带机带速有１．８　ｍ／ｓ、１．５　ｍ／ｓ、１．２　ｍ／ｓ高中低三档可调，主要以中速运行为　主，３条供料线中１号、２号线分别对应塔带机和顶　带机，３号线则对溜槽受料斗或汽车供料。每条供　料线设计的理论最高生产能力为３３０　ｍ０／ｈ。　３塔（顶）带机供料线的应用　３．１布置　塔带机、顶带机分别布置在右岸大坝１９和１２　坝段，两机相距１４２　ｍ，覆盖８号～２１号坝段共１４　个坝段，对应的１号、２号供料线纵向布置在大坝下　游侧；３号供料线则布置在６号坝段内，负责６号、７　号坝段的混凝土运输任务。３条供料线由右岸３０８、　３６０高程两个拌和系统３座２　Ｘ　６　ｍ　强制式拌和楼　供料，整个系统采用“一楼、一线、一机”和“一楼、一　线”的配合方式，其中３０８系统１号、２号拌和楼可　分别向１号、２号供料线供料，３６０系统３号拌和楼　则可分别向３条供料线供料，拌和楼的生产能力　（３６０　ｍ３／ｈ）与供料线的生产能力基本相匹配，当拌　和楼出现故障时可相互支援。由于拌和楼生产预冷　混凝土时生产能力的降低，也可采取２座拌和楼３　个出机口供一线一机的方法，详细布置见图３。　这种布置方式相对于以往工程的布置有以下几　点不同：　（１）龙滩大坝由于坝厚最高达１７０　ｍ，为保证　最大覆盖区域，塔（顶）带机基本布置在大坝中心位　置，供料线也共有６个立柱布置在大坝结构内，随着　大坝的升高，最终塔（顶）带机的塔身将埋人大坝高　达１１０　ｍ，而供料线立柱也最高将埋人大坝９２　ｍ，埋　入深度之大在以往的工程中是没有的。这必然造成　了系统的后期加高安装工程量和顶爬升任务非常　的大。　（２）由于拌和系统相对位置较高，因此大坝浇　筑有较长时间供料线都呈水平或向下倾斜状态，这　对运行有很大好处，可延长皮带、滚筒、托辊的使用　寿命，减轻运行的负荷。　３．２设备管理　塔（顶）带机供料线一条龙的工作方式决定了其　运行可靠性的重要性，特别是大坝浇筑的中后期，是　大坝许多仓位浇筑的唯一手段，被视为是大坝的生　命线，其任何一个环节出现故障都将对浇筑产生较　大影响，因此设备管理尤其重要。龙滩塔（顶）带机　供料线系统的设备管理主要有以下特点：　（１）严格执行设备监理制度。塔（顶）带机供料　线系统设备总价值达１．３亿元，是世界最先进的混　凝土浇筑入仓设备，其技术的先进和复杂性导致管　理的难度非常的大，为管好、用好这些设备，业主专　门建立并严格执行设备监理制度，由具有丰富专业　监理经验，实力较强的监理单位对整个系统的安装、　调试、运行、维修、顶爬升、改造、拆除等工作全过程　进行监理。　（２）选择精良运行队伍。龙滩工程工期的紧迫　性注定了系统的运行没有练兵的时间，而设备的先进　性和复杂性对运行人员提出了高素质的要求。因此　承包商选择了曾在三峡工程大显身手，拥有丰富运行　经验的队伍，实践证明该队伍完全胜任龙滩工程施工　高强度的要求。　

１０３　维普资讯 http://www.cqvip.com 红水河２００６年第４期　

图３龙滩大坝塔（顶）带机供料线布置图　（３）严格执行强制性的维护、检修制度。设备　的维护、检修工作与施工生产即相辅相成，又相互矛　盾，对维持设备良好状况起重大作用但又会占用一　定的生产时间，因此协调好两者之间的关系至关重　要。根据在三峡的成功经验结合龙滩工程的实际特　点推出了根据设备运行状况执行强制性的维护检修　制度，为龙滩工程的顺利施工起到了重大作用。　（４）重视设备改造。塔（顶）带机供料线系统设　备虽然非常先进，但经过运行仍然发现其存在不足　之处，对此业主非常重视，不惜投入巨资对设备进行　相应改造，使设备得到了进一步的完善。这些改造　主要有：　①供料线全线的安全防护改造。由于拌和楼下　料过大以及皮带可能跑偏的原因，供料线运行时极　易发生洒料现象，混凝土中的骨料从高空洒下对下　面的人员和设备产生严重安全威胁，因此供料线高　空运行的安全隐患很大。为此专门做了供料线全线　悬挂２　ｃｒ１．３．×２　ｃｍ孔径钢丝网的改造，即对供料线下　方的人员和设备做到了安全防护，又兼顾了设备运　行的安全；　②供料线的保温改造。因皮带运输时混凝土摊　开的与空气的接触面积增大，造成了预冷混凝土温　度回升的加快。龙滩工地夏季时间长，太阳辐射大，　１０４　尽管混凝土从拌和楼下料口至仓面最长时间仅３　ｍｉｎ　４０　Ｓ，但还是经常发生预冷混凝土到达仓面后温　度回升超过了６℃，超出了温控的规定要求。为此　业主出资又对供料线进行了保温的改造，采取将供　料线桁架顶部和两侧皮带位置覆盖保温层和反光铝　箔，使皮带在相对封闭的空间内运行，满足了温控的　要求。　③增加了视频监控系统，实现对总长１　８３０　ｍ，　落差最高达１６０　ｍ整个塔（顶）带机供料线系统进行　适时视频监控，有力地保证了系统的正常运行。　３．３浇筑施工　３．３．１布料　碾压混凝土仓面相对于常态混凝土仓面具有仓　面大，结构简单的特点，使用塔（顶）带机通常采用平　铺法的布料方法，要求下料皮筒口距仓面１．５　ｍ左　右，布料皮带机均匀移动布料，混凝土堆积不得过高。　因皮带运输的特点，布料时易产生一定的骨料分离现　象，可在仓面配备专门人员分散集中的粗骨料。　３．３．２　转料　由于塔（顶）带机的结构特点，其布料皮带机的　覆盖范围呈心形状，为使覆盖范围最大化，其心形状　缺口一般都朝向下游方向，同时因为下游布置有供　

料线皮带机，因此下游方向存在一定的覆盖盲区，需　维普资讯 http://www.cqvip.com 刘桂明，邓刚，高峰，等：龙滩水电工程塔（顶）带机及供料线的使用与管理　要在仓内配备３～４台自卸汽车用以转料。为保证　人仓强度，自卸汽车与皮带下料以及自卸汽车之间　的跟进衔接的控制非常重要。在仓面，要求两自卸　汽车停靠紧密，前边汽车接完料离开后后面汽车能　够立即跟上，保证衔接的紧密。在拌和楼上对皮带　的放料可每放完两罐料（一车）后停顿一定时间再接　着放料，以留给自卸汽车充足的跟进时间。如果控　制得好，停顿间隙时间可控制在１０　Ｓ左右，对生产　强度基本不造成影响。　４塔（顶）带机供料线入仓手段与传统　手段的比较　龙滩大坝混凝土浇筑主要采用了皮带机系统、　自卸汽车、门塔机及缆机３种入仓手段，这３种手段　各有其特点和优缺点。其中塔（顶）带机供料线为皮　带运输手段的代表，相对于传统混凝土入仓方式有　着全新的理念，是混凝土施工方式的一次重大变革，　下面就这３种手段在龙滩工程施工中所表现出来的　特点作一下比较。　４．１门塔机及缆机　门塔机及缆机只能提供混凝土的垂直运输功　能，需要与自卸汽车相配合才能实现混凝土的入仓。　由于其入仓强度一般为４０　ｍ３／ｈ，远远不能满足碾　压混凝土的入仓强度需要，因此只适合浇筑仓位较　小的常态混凝土仓。在龙滩仓位较大的常态混凝土　仓则选择了胎带机或国产皮带机输送系统作为人仓　手段，使入仓强度达到１００　ｍ３／ｈ左右。但由于门塔　机及缆机具有费用较低，并兼顾吊运打杂的功能，因　此在大坝施工中还占据着重要的一席之位。　４．２自卸汽车　碾压混凝土的施工允许汽车进入仓内卸料，因　此自卸汽车也作为碾压混凝土施工的主要入仓手段　之一。特点如下：　（１）可靠性较高，运输能力强。由于自卸汽车　运输由多台汽车独立作业，汽车大箱带有储备混凝　土的功能，因此汽车运输具有可靠性高（坏一、两台　汽车对生产影响甚小），入仓强度弹性大，能够满足　短时间高强度入仓需要的优点，可与多座拌和楼配　合浇筑超大面积的仓位，其平均入仓强度取决于拌　和楼的生产能力和汽车的数量。　（２）经济性一般。自卸汽车入仓单就汽车自身　来讲具有运输成本较低的优点，但由于需要不断修　建专门的入仓道路，另外还要配备入仓冲洗系统，其　经济性则大打折扣，特别是在仓面上升至较高高程　时，由于修建入仓道路的难度急剧加大，不但其入仓　成本将大幅增加，而且还会对浇筑施工产生严重　制约。　（３）对混凝土的质量影响较轻。由于将混凝土　集中运输特点，夏季运输预冷混凝土只要严格遮阳，　停留时间短，混凝土的温度回升较低，一般仅回升４　～６￣Ｃ。汽车卸料时骨料分离现象也相对较轻，但由　于汽车必须在仓内行使，对混凝土的质量也会产生　一定的影响。　４．３塔（顶）带机供料线　塔（顶）带机供料线连续的运输方式，以及集水　平运输、垂直运输和布料三大功能于一身优势，具有　其他手段很难具备的特点，主要如下：　（１）生产能力强。塔（顶）带机供料线的最高理　论生产能力３３０　ｍ３／ｈ，可满足６　０００　ｍ２仓位（２～３　个坝段合并）的入仓强度（以６　ｈ浇筑一层，每层３０　ｃｍ计）。　（２）独立性强。使用塔（顶）带机供料线作为人　仓手段，不需要象门塔机和缆机一样需要汽车作水　平运输的配合，也不需要象汽车直接入仓一样需要　不断修建入仓的道路，浇筑时不断提升入仓口的高　度，另外配置冲洗系统等。因没有入仓口的原因备　仓的方式也变得比较简单。　（３）经济性好。虽然前期购买设备的一次性投　入较大，安装拆除的费用也不低，运行费用处于中游　水平，但其成本与巨大的生产能力所产生的效益相　比则微不足道，低高程的仓位可以采用汽车入仓的　方法，但仓位的升高后只能采用塔（顶）带机供料线　入仓了。根据其他工程的使用经验，使用塔（顶）带　机供料线系统与别的手段相比可以提前工期３～５　年以上，从而获得巨大经济效益，而且工程完工后设　备还可以转入下个工地继续使用，使前期的投入得　到充分的运用。　（４）可靠性不高，存在一定的风险性。由于“一　条龙”连续不问断高强度运行的工作性质，“各负其　责”的布置方式，导致使用塔（顶）带机供料线作为人　仓手段具有一定的风险性。因为虽然是进口设备，质　量稳定性较好，但仍不可避免的会出现故障，而一个　环节出现故障就会影响到整个系统，再加上它们的相　互支援性差，势必会对混凝土浇筑产生较大的影响。　（５）对运行队伍的素质要求高。塔（顶）带机供　料线系统作为世界最先进的混凝土浇筑设备，对运　行、维护和检修人员提出了高素质（下转第１１６页）