| 奇迹是如何创造的 | ||
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| http://www.sina.com.cn 2003年04月09日10:07 中国三峡工程报 | ||
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本报记者 田宗伟 1999年、2000年、2001年三峡工程分别完成混凝土浇筑458万立 方米、548万立方米、410万立方米。在最高浇筑强度的2000年，其月浇筑 强度达55.35万立方米、日浇筑强度达2.2万立方米。此前，混凝土年、月、 日浇筑的世界纪录是前苏联古比雪夫工程所创造，分别为313万立方米、38.9 万立方米、1.9万立方米。于此可见，三峡工程混凝土浇筑的年、月 这奇迹是如何创造的呢？ 创造奇迹是需要多方面的条件的。就三峡工程混凝土浇筑而言，第一，总体施工 方案必须正确；第二，施工设备能够满足高强度浇筑的需要，为创造奇迹提供可能； 第三，原材料与仓面准备、浇筑温度控制和养护等一系列保证质量的施工技术措施都 必须跟得上；第四，科学的施工计划、合理的施工工艺、强有力的施工组织。当然， 必要的前提条件是，三峡工程混凝土工程量巨大，进度安排所需强度高。 三峡工程的上述纪录包含了三峡大坝和双线五级般闸两处的混凝土施工量，但双 线五级般闸的量只是很小的一部分，因此，本文仅以三峡大坝混凝土浇筑为例，试图 通过上述几个方面的分析介绍，来回答这个问题。 三峡工程的混凝土规模 三峡工程混凝土浇筑总量为2800万立方米，其工程规模在世界水利工程史上 遥遥领先。在上述混凝土浇筑总量中，有1800多万立方米集中在第二阶段工程 中。而1999年－2001年又是三峡第二阶段工程混凝土浇筑的持续高峰年。根 据施工进展及总进度的安排，1999年和2001年都必须完成混凝土浇筑400 多万立方米、2000年更是要完成500多万立方米。 快速施工方案的确立 三峡工程以前，我国水利工程混凝土施工多以大型门塔机为主要浇筑手段。当年 葛洲坝工程施工就布置了50多台幅度为40－60米、起重量为10－20吨的大 型门塔机。三峡工程如果也采用大型门塔机为浇筑手段，则需要布置120多台。但 三峡工程的施工场地比葛洲坝工程还小，布置120多台大型门塔机难度很大。而 且，即使能够布置，混凝土骨料砂浆从拌和楼到浇筑仓面需经过多个中转环节，供料 效率低下。又由于多个拌和楼、多个门塔机、多个浇筑仓面的组合错综复杂，容易错 料，更是增加了施工管理的难度。 对于三峡工程施工方案的研究，在三峡工程论证和初步设计阶段就开始了，中国 三峡总公司成立后又组织大量人力花了大量的时间继续研究。经过广泛比较、深入论 证，最终选定了塔（顶）带机为主，辅以大型门塔机和缆机的施工方案。选定这个方 案的指导思想是，塔（顶）带机浇筑一条龙作业，生产效率高，适应于连续高强度的 混凝土施工。于是，采用塔（顶）带机承担三峡二期大坝工程混凝土施工的主要任 务。大型门塔机和缆机则作为辅助设备，负责金结安装、备仓、仓面设备转移和浇筑 部分混凝土的任务。拌和能力的配备适当留些余地，以充分满足塔（顶）带机对混凝 土供料的需求。塔（顶）带机的供料线采用一机一线，以确保每一台在任何时候都能 运行。 施工设备的性能及布置 为三峡二期大坝工程提供混凝土的拌和系统共有4个，它们是布置在79米、9 0米、120米、82米高程的四个拌和系统。这些拌和系统的常态混凝土生产能力 为每小时1960立方米，它们皆能生产7℃混凝土。三峡二期大坝工程的主要浇筑设 备有：6台塔（顶）带机、4台胎带机、7台MQ2000型门机、2台25吨摆塔 式缆索超重机、1台K1800型塔式起重机、1台MQ6000型门机、2台30 0吨履带吊。6台塔（顶）带机由与拌和系统相连的胶带运输线供料，其他设备则由 汽车运输供料。在这些浇筑设备中，有4台塔带机布置在泄洪坝段，2台顶带机布置 在左厂9号和12号坝段，厂房部位布置有4台MQ2000型门机，4台胎带机、 2台300吨履带吊等可以移动的设备则不固定在某一点，根据需要灵活调配。2台 25吨摆塔式缆索起重机主塔设于左非溢流8号坝段185米高程、副塔设于导流明 渠纵向围堰坝段160米高程，可覆盖整个二期大坝的长度，宽度可覆盖从坝轴线上 游15米至坝轴线下游65米共80米的范围，为厂坝二期工程提供了一个空中走 廊。 上述浇筑设备的性能都比较优越。4台塔带机可随大坝上升而不断顶升，其混凝 土运输线的上料皮带亦可随塔带机的升高而升高。4台塔带机的最高浇筑高度为16 0－185米，其月浇筑能力达5万立方米。4台胎带机的理论生产能力为每小时输 送三级配混凝土270立方米、每小时输送四级配混凝土150立方米。摆塔式缆索 起重机上下摆幅各25米，最大提升重量20－25吨，小车横移速度每秒7.5 米，20吨载重时最大提升速度每秒2.2米。设备如此优越的性能为混凝土快速施 工提供了可能。 混凝土生产的基本流程分析 三峡大坝不仅规模巨大，而且结构复杂。大坝从左岸至右岸方向设有若干坝段， 每个坝段自上游至下游又分若干坝块，每个坝块由低向高又分几十个乃至上百个浇筑 层，一个浇筑层即构成一个混凝土浇筑仓位。 某一个混凝土仓的施工，必是来自于混凝土的仓面准备和混凝土的拌和及运输两 个方面的工作同步进行。仓面准备的工作有模板架立、钢筋安装、预埋件埋设、开仓 前组织，混凝土的拌和及运输包括原材料准备、混凝土拌和、混凝土制冷、混凝土运 输，当这两个方面的工作汇集到一起时，便可进行仓面混凝土浇筑了。仓面混凝土浇 筑的工序有浇筑仓面组织、下料、平仓、振捣和工作缝面处理等。到了这时，混凝土 的生命得以诞生。随后的工作则是混凝土护理，包括表面养护、表面处理、通水冷却 和表面保护等。如此循环推进，大坝便这样一仓一仓、一块一块浇筑起来。 浇筑每一仓混凝土都必须经历上述各道工序，三峡大坝每天约有20个以上的仓 位都要经历相似的程序，其工序的复杂程度由此想见，其施工的组织难度不言而喻。 下面分别从原材料的准备、混凝土的拌和运输、仓面浇筑、后期养护及生产计划 编制、施工质量监控等方面予以分析介绍。 原材料的优选及 快速生产和配合比优化 浇筑三峡大坝所需砂石骨料数量巨大、质量要求高。经比较，三峡工程基础岩石 的抗压强度、非碱活性及容重等指标优越。利用三峡工程基坑开挖的1300万立方 米岩石，堆存后在古树岭人工骨料加工系统加工成碎石，不仅有利于三峡工程总体土 石方平衡的需求和施工强度的提高，还可减少弃碴占地和环境污染，节省砂石料开采 运输费用。 但由于基坑开挖料制砂黑云母超标，只能作粗骨料，故又在离工地4公里的下岸 溪开辟了一个料场。古树岭、下岸溪两个料场的人工碎石设计能力为每小时2175 吨，人工砂设计能力为每小时782吨。满足了大坝浇筑对骨料的需求。 人工砂石骨料质量的高低，还取决于含水率、粉含量和骨料的粒形。为了保证混 凝土质量，人工骨料的含水率须稳定地控制在6％以下，骨料粒形要求针片状含量控 制在15％以下，骨料中的粉含量控制在10％－17％的范围内。 施工中，通过对骨料进行自然堆放脱水和真空脱水、离心脱水、筛分脱水，使骨 料的含水量达到了要求。通过引进和优化破碎机及制砂设备、改进制砂工艺、将回收 石粉在骨料进入成品仓时掺入，使成品人工砂满足了砂石粒形和粉含量的要求。 大坝混凝土的热学、力学性能与耐久性还与水泥的特性及各原材料的配合比例关 系密切。 经综合比较，浇筑三峡大坝选用的水泥是氧化镁含量3.55％的具有微膨胀性 质的中热525号硅酸盐水泥。利用其中方镁石后期水化体积膨胀的特点，使混凝土 具有微膨胀性，以部分补偿混凝土降温阶段体积收缩，有利于防止基础约束区混凝土 裂缝的产生。 三峡大坝并非仅用石头、水泥加水浇筑而成。为了提高混凝土质量，降低混凝土 用水量，同时也为合理降低成本，拌和时还加入了能够改善混凝土和易性的一级粉煤 灰和有助于混凝土缓凝、高效减水的减水剂以及能够提高混凝土耐久性的优质引气 剂。 砂石、水泥、水、粉煤灰、减水剂、引气剂如何搭配才能拌制出高质量的混凝土 呢？经多家科研单位试验，得出了混凝土用水量、抗压强度、极限拉伸与水胶比和粉 煤灰掺量等各参数之间的关系。三峡大坝各标号混凝土的不同混凝土配合比，便依照 这些试验成果并根据混凝土的技术指标要求确立和选择。浇筑三峡大坝所使用的配合 比能满足设计的要求。 还有一点需要说明的是，确立和选择三峡工程混凝土配合比时，考虑得最多的是 大坝混凝土的耐久性，而不是混凝土的强度。通过选用优质缓凝高效减水剂、Ⅰ级粉煤 灰及具有微膨胀性质的中热水泥、掺用引气剂控制混凝土含气量、降低水胶比，降低 了花岗岩人工骨料混凝土用水量，减少了胶凝材料用量，降低了绝热温升，减轻了温 控负担，提高了混凝土的抗冻、抗裂和碳化性能，通过限制原材料碱含量和混凝土总 碱量等碱骨料反应预防措施，确保了三峡大坝混凝土的耐久性。
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