王薇 黄树鹏

万家口子水电站挡水大坝高167.50m，在碾压混凝土双曲拱坝中目前属于世界上第一高。为解决坝址区山高坡陡、峡谷险峻，入仓施工道路布置困难的问题，通过对混凝土垂直运输方式的比较，研制并采用了超百米级的满管系统作为碾压混凝土输送入仓手段，成功实现了坝体碾压混凝土的优质、经济、快速施工，并取得良好的技术、经济和社会效益。该超百米级满管的设计与运行使用注意事项值得类似工程借鉴。

水利水电工程施工;碾压混凝土;垂直运输;满管

万家口子水电站挡水建筑物为碾压混凝土双曲拱坝，坝高167.50 m，属此坝型中目前已/在建中的世界第一高。因受坝址区深“V”形峡谷陡峻地势的限制，坝体在通过填筑道路进行自卸汽车入仓浇筑至1350.0m高程后，需再寻求其他合理的入仓方式以满足入仓强度要求，以及碾压混凝土施工条件和施工质量要求。

结合万家口子水电站工程现场实际，从经济性、质量保证程度等方面综合考量，因满管区别真空溜管、塔带机等其他垂直运输手段具有：混凝土料运输线路短（仅500.0m）;只需修筑坝顶一个卸料平台;管身磨损小，可再回收利用;购置、安装和运行维护成本相对较低;管身中料的运动速度低，易于控制;可有效防止骨料分离等显著优点，最终确定采用满管+自卸汽车方式进行坝体碾压混凝土入仓施工。

万家口子大坝碾压混凝土入仓的工艺流程：右岸拌合系统集中拌制混凝土，通过自卸汽车接、卸料到右岸坝头满管顶部进料斗，进入满管，经底部出口阀门控制出料，仓内自卸汽车转运入仓。

满管系统布置于大坝1350.0 m～1452.5 m高程之间，倾角约47°，整个系统长度超百米。布置有φ800满管共四段，其中1#、2#满管接右岸坝头料斗，布置于1408.3 m～1449.0 m高程，负责1408.0 m至1452.5 m高程混凝土的入仓;3#、4#满管通过电动平板阀门与调节料斗分别与1#、2#满管相接，布置于1350.0m～1406.5m高程，负责1350.0 m至1406.0 m高程混凝土的入仓。

满管结构设计包含有以下四个部分：料斗、控制阀门、管身及其支撑结构。

为了保证混凝土连续下料和达到满管的效果，坝头设计一容积约为20 m³的进料斗。1#与3#满管、2#与4#满管之间各设置一10 m³调节料斗。料斗均为钢结构，管体钢板材质为16Mn，板厚10 mm。料斗临空面设置0.6 m宽的周边平台，安装1.2 m高栏杆进行拦护。料斗顶部设置防雨棚。

右岸坝头进料斗、调节料斗以及出料口处均设一平板阀门，阀门的启闭动力均采用电力。

满管标准圆形管节长为1.5 m，断面尺寸为φ800 mm;与料斗相连或与阀门相接处设弯段、渐变段。满管管身由8 mm厚16Mn钢制成，标准管节分整圆管身和分半管身两种，两种管身间隔布置。

满管底部主要的支承受力杆件为I12钢架，其搭设参数为1.1 m×3.0 m×2.0 m（横距×纵距×步距），其纵向利用φ48×3.5钢管形成剪力撑进行稳固;同时，满管底部竖向每5m设一φ273×8钢管，横担使用型钢I10，纵横连系梁使用型钢I12;每2 m布设一道φ20斜拉拉筋;满管底部采用φ48×3.5钢管满堂搭设脚手架以辅助支承上部荷载，并兼作为整个支承结构的施工用排架;支承架两条满管中间位置由φ48×3.5钢管形成约1.0m宽人行步梯，步梯护栏高1.0 m，并每间隔9 m设置一道休息平台。

碾压混凝土属干硬性贫水泥混凝土，需要流水化连续浇筑，对混凝土的施工强度、和易性、可碾性等要求较高。由于满管系统输送高差较大，线路较长，要保证碾压混凝土质量，做到不堵塞、不分离，并提高输送能力，对其操作工艺、材料、性能以及现场运行管理等各方面都有较高的要求。通过总结，得出以下满管设计与运用注意事项：

（1）干硬的碾压混凝土料下落过程中与管身接触会发生摩擦阻力，会对管身造成一定的磨损，故满管管身的材质应选用高强、耐磨的材料。操作时严格按照“满”管运行，可以降低磨损程度。满管运行间隙，需安排专人以目测、敲击等方式检查底面钢板是否有磨损或击穿，以便及时处理：底面增设钢衬板、翻转或更换管节。对满管系统每月定期进行不少于二次的保养。

（2）满管设计使用整圆管身和分半管身两种。因满管底部较易磨损、击穿，设计分半管身目的在于：当管底面磨穿时，将顶面翻转至底面即可继续送料。此外，分半管身还可充当检修门，以便及时检查和清理出管内的废碴、弃料，保证管路的畅通。分半管身设计加工时只需在整圆管身基础上增加中部连接板及相应加劲板。为拆装方便，管身每节或每半节间均采用法兰螺栓连接，其间设置橡胶垫。

（3）满管设置倾角应大于45°。经架设满管1340.0 m～1350.0 m高程试验段运行后得知，满管设置倾角小过45°时，输送碾压混凝土料的流动性极差，极易发生堵管，大于45°后明显得到改善。

（4）由于超百米满管运输线路较长，故需结合坝体变坡或实施通道情况在中部增设调节料斗，进行满管“串联”。万家口子项目满管系统在中部1406.0 m～1408.0 m高程间每管增设有一级10 m³料斗，用于排除管内多余气体，调节混凝土下落速度，及起二次混合的作用。

（5）为便于满管自下而上安装，设计利用支承结构中的I12钢充当滑槽，管身通过坝头的吊车牵引钢丝绳进行缓慢下滑而完成初始定位，而后人工进行就位后调整，管身底部连接板与I12钢间最终经“L”型Φ32钢筋焊接固定。

（6）满管管身必须设置有充足的通气孔。通气孔若设置不足或过小，将无法顺畅排出管内气流（特别是在头车卸料时）。管内气压流上窜容易将混凝土料顶死于管身内而使其无法顺利下落，对物料的输送极为不利，而且排气不畅还会引起管身颤动及通气孔飞料，从而影响满管自身结构安全及周边人员、机械安全。实践证明，每节管身均须设置通气孔，且通气孔钢管由原设置Φ48，L=10 cm调整成Φ110，L=5 cm（管顶焊接φ12钢筋以避免飞料）后，能有效地排出管体多余气体，使得下料顺畅，减轻管身晃动。

（7）阀门需避免变速箱速比设置过大而导致开启动力不足。实践中，阀门变速箱速比由1240转/min调整为800转/min后，启闭动力较能适应碾压混凝土输送时的阀门启闭。

（8）满管各料斗、出口及管身需根据部位的不同设置不同功率的附着式振捣器，以起到加振消堵的作用。实践中，满管各料斗及出口处每侧设1台0.75 kw的附着式振动器，管身每5 m设1台0.5kw的附着式振动器，可以起到加振消堵而又不至于因动力过大而产生挤压振实影响下落的效果。

当加振和人工敲击也无法消堵时，需立即通知拌合系统暂停拌料，并尽快拆管进行人工钢钎、铁锹消堵。满管运行值班人员需备好拆管用的扳手、氧割等工具，配备对讲机与拌合系统及仓面要料人员保持沟通。

（9）满管在输送碾压混凝土料前必须润管。下料前，关闭满管出口闸门，引φ100钢管往进料口内充水，直到管身全部满水湿润。

（10）“满”管后方能开启出口阀门进行卸料。来料需保持进料斗存储混凝土量在其斗容的1/3～1/4左右，通过调整出口阀门开合度控制满管整体出料速度，确保尽量匀速，以避免发生物料脱节。保证“满”管输送，是防止骨料分离，减少管身磨损的关键环节。混凝土在“满”管中的运行速度控制在0.3～0.5 m/s时，运行较易掌控。

（11）碾压混凝土料普遍粘稠度过大易粘管，应通过实验确定适宜的混凝土外加剂配比，在混凝土外加剂中合理减少保塑剂添加量，可使碾压混凝土黏稠现象得以改善。

（12）进料点、中转点、出料点均需安装信号灯。万家口子项目满管系统安装有红、绿、黄三色信号灯，红灯亮为停料，绿灯亮供应碾压混凝土二级配料，黄灯亮供应碾压混凝土三级配料。每个点配一个电铃，出料点每卸满一车料后打铃，运料车辆方能驶离。进料点、中转点电铃仅在出现故障或遇到紧急情况时方打响电铃。

（13）满管输送混凝土量要按仓面需要提前算好，停料时及时通知拌合系统值班人员。当需停止供料时，应及时放空满管内的混凝土料。为减少混凝土料的VC值损失，并防止堵管，料在满管中的存放时间需控制在1 h之内。放空后要及时清洗满管系统的料斗和管身，清洗的脏水要通过车运或其他方式引到仓外，以免污染混凝土仓面。

（14）高温季节，满管需采用橡塑复合等隔热材料包裹严实，以起到温控的作用。

（15）为避免汽车接料困难及发生混凝土离析，应使满管出料口中心距离大坝边坡岩体大于2.5m，碾压混凝土自出料口卸料的自由下落高度不超过1.5m。

（16）每层混凝土浇筑完成后，随浇筑面升高进行拆管和支承结构加固，卸料弯头上移，按照初装要求进行安装加固。

（17）滿管系统用电需做到规范，绝缘良好。用电线路加设绝缘管套，夜间保证照明充足，进料点、出料点设置反光材料以避免遭受机械设备的碰撞。

万家口子水电站大坝超百米满管系统制作成本低，运输路线短，输送能力高，经其输送后的碾压混凝土骨料分离不明显，碾压泛浆效果好，技术、经济指标均较为优越。该系统的投入使得坝体1350.0m高程以上总共约66万m³碾压混凝土输送任务顺利完成，单位时间产能达到3630 m³/d，经过后期坝体取芯及各项试验结果表明，碾压混凝土各项检测指标均满足规范和设计要求，顺利实现大坝2017年2月下闸蓄水目标。

万家口子水电站大坝超百米满管系统设计与运行管理技术已获得《超百米满管碾压混凝土输送系统》（ZL 2018 2 0275741.4）、《碾压混凝土坝的碾压混凝土满管输送进料装置》（ZL 2018 2 0271297.9）、《一种用于碾压混凝土输送的满管及支撑结构》（ZL 2018 2 0271537.5）3项实用新型专利授权，对深“V”形陡峭坝基或是坝体缺口等相似类型工程碾压混凝土浇筑极具推广价值。

[1] 高宇，盘春军，卢山.万家口子水电站碾压混凝土双曲拱坝工程综述[J].红水河，2020，39（1）：1-6.

[2] 杜汉清.碾压混凝土垂直输送施工技术研究与应用[J].建筑工程技术与设计，2014（10）：110.

[3] DL/T 5144-2015.水工混凝土施工规范[S].

（China Energy Engineering Group Guangxi Hydroelectric Construction Bureau Co.， Ltd.， Nanning  Guangxi  530001）

： With its height of 167.50m， the water-retaining dam of Wanjiakouzi Hydropower Station is currently the world's highest RCC double-curvature arch dam. Because high hills， steep slopes and precipitous valleys are covered around the dam site area， it is very difficult to lay out the construction road connecting to the working face. By comparison of vertical concrete transportation methods， over 100-meter full pipe transportation system have been developed and adopted as a means of transporting RCC into the working face， which has achieved good technical， economic and social benefits. Practice has proven that the method is worthy of reference for similar projects.

： construction of hydraulic engineering; RCC; vertical transportation; full pipe