摘要：由于受進(jìn)場(chǎng)公路和施工成本等因素的制約，高水頭發(fā)電的中小水電站往往是大型施工設(shè)備無(wú)法進(jìn)場(chǎng)或現(xiàn)場(chǎng)條件不易布置。因此，經(jīng)過(guò)技術(shù)改造、簡(jiǎn)單實(shí)用的“土辦法”得到廣泛的應(yīng)用，本文介紹洛古水電站調(diào)壓井豎井滑模施工中應(yīng)用的超高空混凝土入倉(cāng)緩沖系統(tǒng)就是其中一例。
　　關(guān)鍵詞：水墊式，緩沖系統(tǒng)，洛古水電站，應(yīng)用
　　一、 洛古水電站簡(jiǎn)介
　　洛古水電站是一座以發(fā)電為主的混合式電站，電站裝機(jī)2臺(tái)55MW水輪發(fā)電機(jī)組，總裝機(jī)容量110MW。引水系統(tǒng)采用一洞兩機(jī)布置，由進(jìn)水口、引水隧洞、調(diào)壓室、蝶閥室及壓力管道組成。
　　調(diào)壓室采用阻抗+擴(kuò)大上室式調(diào)壓室，露天式井口布置。中心線樁號(hào)引15+830.637，井口高程EL2062m，井底高程1945.60m，總深116.4m。其中大井開(kāi)挖直徑7.2m，C25混凝土襯砌厚度60cm，襯砌后直徑6.0m，井筒深107m（EL2062.0m～1955.0m）；小井開(kāi)挖直徑3.8m，C25混凝土襯砌厚度50cm，襯砌后直徑2.8m，井筒高9.4m（EL1955.0m～1945.6m）。調(diào)壓井井口布置一長(zhǎng)寬均為8.6m，高為4.3m的混凝土框架井蓋，井蓋四周設(shè)置鋼格柵。
　　調(diào)壓室豎井開(kāi)挖基巖面巖石極為破碎，以紫紅色砂巖、泥巖為主，多為Ⅳ～Ⅴ類圍巖，巖壁滲滴水較為嚴(yán)重，豎井超挖超填量大。根據(jù)工程總進(jìn)度計(jì)劃安排，為保證豎井襯砌施工質(zhì)量與安全，縮短施工工期，結(jié)合實(shí)際情況和施工特點(diǎn)，決定對(duì)調(diào)壓豎井大井采取滑模襯砌工藝，調(diào)壓室小井采取人工立模、分層分塊澆筑方案，卷?yè)P(yáng)機(jī)吊罐提升運(yùn)輸。
　　二、施工布置
　　2.1拌和系統(tǒng)布置
　　在調(diào)壓井井口平臺(tái)布置一臺(tái)JZ350混凝土攪拌機(jī)，砂石骨料就近堆放在平臺(tái)料倉(cāng)內(nèi)。
　　2.2風(fēng)水電及通迅系統(tǒng)布置
　　生產(chǎn)用水從后山坡的水渠接取，施工用電從上平洞口變壓器低壓端引接，并在調(diào)壓井滑模操作平臺(tái)及卷?yè)P(yáng)機(jī)附近分別設(shè)置配電箱和開(kāi)關(guān)操作柜，井口設(shè)置2盞探照燈，井內(nèi)采用低壓照明設(shè)施。
　　滑模平臺(tái)與地面聯(lián)系采用電鈴、指示燈和對(duì)講機(jī)配合使用。
　　2.3混凝土入倉(cāng)系統(tǒng)布置
　　混凝土入倉(cāng)系統(tǒng)由入料口、水墊式溜管緩沖容器組成，采用直接從井口平臺(tái)布置一臺(tái)JZ350混凝土攪拌機(jī)現(xiàn)場(chǎng)拌制混凝土，卸入一級(jí)入料口，通過(guò)直徑159㎜溜管溜入一級(jí)緩沖容器，再由一級(jí)緩沖器出料口流出進(jìn)入二級(jí)緩沖容器的入料口，一直輸送到澆注倉(cāng)號(hào)內(nèi)。見(jiàn)《調(diào)壓井混凝土入倉(cāng)系統(tǒng)系統(tǒng)布置圖》。
　　插圖
　　三、緩沖容器的設(shè)計(jì)原理及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
　　按規(guī)范規(guī)定，混凝土入倉(cāng)高度不應(yīng)超過(guò)兩米，超過(guò)兩米應(yīng)掛溜桶(或溜管)。根據(jù)重力加速度的原理，入倉(cāng)高度越高混凝土下降速度越快，骨料分離越嚴(yán)重，沖擊力越大，對(duì)溜桶（或溜管）的損害越來(lái)越大，甚至產(chǎn)生安全問(wèn)題。因此在入倉(cāng)高度達(dá)到一定限度以后，為了保證施工安全和施工質(zhì)量，必須有效地降低入倉(cāng)高度。理論上講，可以由N個(gè)兩米逐級(jí)達(dá)到倉(cāng)號(hào)內(nèi)，但是操作起來(lái)相當(dāng)困難，也不經(jīng)濟(jì)。加設(shè)一定數(shù)量的緩沖容器，可以滿足簡(jiǎn)單、安全、經(jīng)濟(jì)又能保證混凝土施工質(zhì)量的要求，可以解決提高入倉(cāng)高度問(wèn)題,這就是緩沖容器的設(shè)計(jì)理念。
　　顧名思義，緩沖系統(tǒng)是對(duì)起緩沖作用的。根據(jù)水電站壩后消力塘水墊消能工作原理，在高空混凝土入倉(cāng)溜桶（或溜管）下方設(shè)一個(gè)有一定容積、有一定存料深度的容器作為緩沖消能器，把高速下降的混凝土與儲(chǔ)存在容器中的流態(tài)物（砂漿或混凝土）碰撞，在容器流態(tài)物浮力以及粘稠力的作用下急劇減速在容器內(nèi)充分消除其動(dòng)能，并把容器中的部分流態(tài)物從出料口“擠出”，重新進(jìn)入下一入倉(cāng)系統(tǒng)，直至把混凝土輸送到工作面，這就是水墊式緩沖系統(tǒng)的工作原理。其主要有兩部分構(gòu)成：溜管（或溜筒）、水墊式緩沖器。
　　水墊式緩沖器的機(jī)構(gòu)形式簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)形狀可以各異，因現(xiàn)場(chǎng)材料而定，一般為圓形或方形，只要滿足直徑不小于溜桶直徑的2倍就行，其底板設(shè)計(jì)為可開(kāi)啟的，便于放空清理；底板用較厚的高強(qiáng)鋼，上鋪2厘米厚的橡膠墊作為緩沖墊，以免鋼板直接受損。緩沖器布置及結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖。
　　
　　水墊式緩沖系統(tǒng)布置圖及緩沖容器結(jié)構(gòu)圖
　　調(diào)壓井混凝土入倉(cāng)系統(tǒng)系統(tǒng)布置圖中H（m）為各級(jí)入料最大高度；緩沖容器結(jié)構(gòu)圖中h(m)為緩沖容器存料高度，α為緩沖器出料口軸線與容器軸線的夾角。
　　h(m)為緩沖容器存料高度，主要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)安裝設(shè)備、加固條件等確定，一般40~50CM為宜；α為緩沖器出料口軸線與容器軸線的夾角，與砼級(jí)配和易性等有關(guān)，一般35°~50°為宜；D(m)為緩沖容器直徑，不小于溜桶直徑的2倍。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)安裝難易程度，通常來(lái)講H越小，D、h越大對(duì)砼的質(zhì)量保證越有利。
　　根據(jù)動(dòng)能定理及能量守恒定律，在滿足h=40~50CM時(shí)，計(jì)算出H=35~40m；如果考慮底部鋼板承受部分下料沖擊力，入倉(cāng)最大高度可以H可以達(dá)到45~50m，這樣，107米高的豎井，倉(cāng)號(hào)上方15米高處、離井口45米處共設(shè)置兩個(gè)緩沖器就可以解決為題。
　　四水墊式緩沖系統(tǒng)的安裝
　　入倉(cāng)緩沖系統(tǒng)下而上由入倉(cāng)溜管、緩沖器、輸料溜管、入料口組成，安裝遵循自下而上的原則進(jìn)行。具體步驟如下:
　　1、溜為了便于安裝，把溜管加工成每節(jié)長(zhǎng)度不大于3米、把緩沖器加工成型并設(shè)置好吊耳，利用卷?yè)P(yáng)機(jī)吊運(yùn)安裝。
　　2、形成上下施工通道的爬梯及休息平臺(tái)。一般情況下，爬梯及休息平臺(tái)在開(kāi)挖過(guò)程中已經(jīng)形成，值得注意的是結(jié)合混凝土入倉(cāng)系統(tǒng)地布置。
　　3、安裝入倉(cāng)溜管。本段溜管末端配備一節(jié)軟膠管便于移動(dòng)，溜管與溜管用螺栓連接，每?jī)晒?jié)溜管設(shè)置一對(duì)吊耳，用直徑14㎜的鋼繩配相應(yīng)的繩卡單獨(dú)與井壁的系統(tǒng)錨桿牢固連接。
　　4、安裝緩沖器。由于緩沖器較重，安裝相對(duì)危險(xiǎn)，所以緩沖器設(shè)置不少于4個(gè)吊耳并安裝在操作平臺(tái)附近，用直徑16㎜的鋼繩配相應(yīng)的繩卡單獨(dú)與井壁的系統(tǒng)錨桿牢固連接。
　　5、安裝輸料溜管。輸料溜管出口深入緩沖容器30厘米，與緩沖容器不做任何連接，其加固的方式與入倉(cāng)溜管相同。
　　6、安裝入料口及溜槽。入料口是將混凝土導(dǎo)入溜管的裝置，其加固系統(tǒng)是單獨(dú)的、與系統(tǒng)錨桿牢固連接。入料口與溜管實(shí)現(xiàn)軟連接，兩者既具有一定的活動(dòng)性又受其單獨(dú)加固系統(tǒng)約束，不至于產(chǎn)生入料口堵塞時(shí)增加溜管的荷載。

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