技术创新

 一、前言
亭子口水利枢纽大坝工程规模大、工期紧、技术复杂、施工强度高，其中近一半混凝土为碾压混凝土，碾压混凝土又具有工序复杂、质量要求高、影响因素多等特点，因此，充分利用现场施工条件，合理进行混凝土浇筑设备布置，是确保特殊条件下无法汽车直接入仓时碾压混凝土按进度保质保量完工的前提条件。本文结合亭子口水利枢纽满管溜槽应用的实际情况，对满管溜槽混凝土输送系统的设计、布置和使用中改进的要点进行系统的介绍，以供其他工程应用时参考。
二、工程概况
亭子口水利枢纽位于四川省广元市苍溪县境内，是嘉陵江干流开发中唯一的控制性工程，是以防洪、灌溉及城乡供水、发电为主，兼顾航运，并具有拦沙减淤等效益的综合利用工程。枢纽工程等别为Ⅰ等，工程规模为大（1）型，枢纽总体布置：左岸非溢流坝段、坝后式电站厂房、底孔坝段、表孔坝段、升船机坝段和右岸非溢流坝段。
亭子口水利枢纽1#~16#为左岸非溢流坝段，混凝土总量约26 万m3，其中碾压混凝土约22 万m3。11#~15#坝段建基面从高程390.00~435.00m 呈四级台阶状分布，依次为390.00m、407.00m、423.00m 和435.00m，上、下游边坡均为岩石陡边坡，无法布置道路直接汽车入仓。因此，结合左岸陡坡条件，拟在11#~14#坝段布置一套满管溜槽输送系统解决11#~15#坝段混凝土垂直输送问题。
三、输送入仓方案优化
1．皮带机+满管溜槽入仓方案
亭子口水利枢纽坝区出露地层为白垩系下统苍溪组（K1c）砂岩、粉砂岩、粘土岩，为确保11#~15#坝段高陡边坡稳定性，防止基础变形，设计同意9#、10#坝段混凝土浇筑至高程453.00m，不同意11#坝段进行混凝土浇筑，因此，原规划11#坝段浇筑至高程453.00m 布置满管溜槽混凝土输送系统的方案必须进行调整。综合考虑现场实际情况及其他工程满管溜槽应用情况，满管溜槽调整为12#~14#坝段布置，11#~12#坝段布置皮带机，满管溜槽料斗通过皮带机受料，皮带机料斗通过汽车受料，仓内满管溜槽出口处汽车倒运入仓，即“自卸汽车+皮带机+满管溜槽+仓面汽车 ”联合运输方案。
本方案设计思路：通过皮带机匀速受料，结合满管溜槽料斗调节功能，使满管溜槽保持匀速满管运行。皮带机+满管溜槽混凝土输送系统实际应用过程中，虽然将皮带机带宽由650mm 改造为800mm，但是皮带机的输送能力仍不能与满管溜槽的输送能力完美匹配，同时受高温季节温控影响，致使混凝土浇筑温度偏高，且不利于骨料分离现象控制，因此，皮带机+满管溜槽入仓方案仍需进一步改进。

2．满管溜槽入仓方案
为充分发挥自卸汽车运输机动性强、满管溜槽效率高、仓面汽车入仓灵活的优势，解决皮带机+满管溜槽入仓方案的不足，直接采用 “自卸汽车 +满管溜槽＋仓面汽车 ”联合运输方案，经与设计协商，在11#坝段与12#坝段横缝处施工一6m×4.5m 混凝土墩墙，将11#坝段满管溜槽延伸至墩墙处，料斗悬挑在混凝土墩墙上，两侧采用钢筋石笼围护形成受料平台，使汽车直接给满管溜槽料斗受料，取消皮带机转运环节。这样，既达到了汽车直接给满管供料的目的，又避免了11#坝段浇筑混凝土后地基变形无法处理的问题。
四、满管溜槽布置与设计
1．满管溜槽布置
亭子口水利枢纽大坝12#~16# 坝段EL398.00m~EL435.00m 及17#~21#坝段EL398.00m~EL413.00m 之间的碾压混凝土采用满管溜槽系统入仓，满管溜槽尺寸为700mm×700mm 箱式溜管，倾角48°，20m3 料斗悬挂在混凝土墩墙上，设计输送强度＞200m3/h，最大安装长度63.5m，落差54m。左岸满管溜槽系统输送布置详见图1。

2．满管溜槽设计
满管溜槽输送系统结构设计包括进料料斗、满管结构、支撑结构和出料弧门等4 个部分。
（1）进料料斗设计
进料料斗容积按照仓面的接料运输车载的 1.5~2.0 倍确定，这样可以保证系统运行时溜槽的连续性以及溜管中始终处于满料状态，亭子口工程运输车辆为12m3，因此，料斗容积取20m3，上口尺寸为3,800×3,800mm，下口尺寸为700×700mm，高度为2,800mm，受料斗罐体钢板厚度为10mm，料斗采用通过料斗支撑架与混凝土基础连接。 （2）满管结构设计
根据设计图纸，满管溜槽输送量约20 万m3，工期8 个月，平均月强度2.5 万m3，最大入仓强度为170m3/h，参考同类工程施工经验，溜管直径在600~1,000mm 之间选择，太小运行易堵管，太大则系统运行荷载大，对桁架结构要求高，制造成本大大提高，结合经济性考虑，溜管直径取700×700mm，溜管壁厚取10mm，同时考虑到特殊情况下，如溜管壁检查、清洗或被磨穿更换等，为方便溜管的检查和更换，溜管取正方形管，四块管壁为尺寸一样的标准件，通过高强螺栓连接，可随时进行更换。满管标准节1.5m，通过高强螺栓连接。
满管溜槽的工作倾角选取48°，在考虑施工仓面每层的上升高度、桁架的长度、地形特征等相关的布置参数的同时，尽量取倾角较大值，以减少堵管几率。
（3）支撑结构设计
满管溜槽支撑结构包括满管支撑架、立柱和料斗支撑架，均采用桁架结构。满管支撑架为平行弦桁架，上、下弦杆为等截面等边角钢，型号∠80×8mm，共4 根，腹杆和斜腹杆均采用等边角钢，型号∠63×5mm，腹杆间距1.2m，斜腹杆连续布置，6m 一榀，采用∠80×8mm 角钢连接；立柱上、下弦杆为等截面圆钢管，型号φ159×6mm，共4 根，腹杆和斜腹杆均采用等边角钢，型号∠63×6mm，腹杆间距1.5m，斜腹杆连续布置，立柱自上而下编号，与桁架之间焊接；料斗支撑架上、下弦杆为等截面钢管，型号φ219×10mm，共4 根，腹杆和斜腹杆均采用双肢等边角钢，型号∠80×8mm。支撑结构随混凝土上升逐节拆除。
（4）出料弧门设计
满管进口处弯管节直接与料斗出口相连接，进口为700×700mm，为防止堵料，料斗出口处设置一小型振动器；出料弧门采用采用10mm 厚钢板加工，出口弧门尺寸800×800mm，既方便下料，又减少磨损，弧门控制由液压装置控制。
五、满管溜槽运行及维护
1．满管溜槽运行
（1）满管溜槽入仓施工工艺

（2）满管溜槽使用前需进行试运行，检查满管充满料后出料弧门开启是否正常，察看运行时满管溜槽的稳定性，确定出口弧门开度为多少时进出料平衡，对存在问题及时予以解决。
（3）满管溜槽运行人员进行专项配置，每班8 人。
（4）满管溜槽运行管理要统一指挥、统一调配。
（5）输送混凝土时，保持料斗内装料量在四分之一以上，根据出料流量的要求控制弧门开度大小，通过控制弧门的开度来满足输送能力要求和物料在溜管中的运行速度。
（6）溜管内物料运行速度应控制小于等于0.5m/s，混凝土在溜管中的运行速度越小，溜管的使用寿命越长。
（7）输送混凝土时尽量保证出料量与进料量平衡，即保证溜管内始终充满料，避免骨料分离现象。
（8）当仓面不能接料时，及时将溜管内的混凝土放空，混凝土在溜管内的存放时间应控制在：碾压混凝土为1h 以内，常态混凝土围0.5h 以内。
2．满管溜槽维护
（1）满管溜槽维护作业条件较差，底板修补、满管翻身、螺栓拆装等均为高空作业。
（2）开仓前对满管溜槽进行检查，对变形的螺栓及时进行更换，发现有磨损的孔洞及时进行修补，液压弧门开启是否正常。
（3）底板磨损超过5mm 时及时进行调换。
六、满管溜槽改进建议
满管溜槽的倾角45°左右均可布置，出料口中心线距离岩体应≥4m，距离大坝边界距离应≥2m，方便取料；溜管板材选用12mm 耐磨钢板效果较好；溜管顶部宜开30cm×30cm 天窗，间隔3~6m 布置，方便堵管时疏通；底部弧门口要比溜管直径大一点，有利于溜管的畅通；受料斗容积不能太小，以确保下料的连续性；人行走道宜两侧布置，底板增加人员操作平台，方便维护；