摘要：我国水电行业中，因混凝土高质量要求及高山峡谷地区地形条件的限制，选择的砂石料场及加工系统往往距离混凝土供料工作面较远，且水电工程一般所需混凝土量极为巨大，因此一般选择胶带机作为砂石骨料的运输设备。当沿线地形复杂时，基本选择为多条直线型胶带机组合。实际施工过程中，由于地形条件的限制，开挖回填工程量大，结构基础布设位置固定，施工难度较大，施工成本难以控制，也很难保证施工进度目标、质量目标及经济目标。为解决上述难题，乌东德水电站施期砂石加工系统-970混凝土生产系统骨料供料线采用了空间曲线胶带机技术。
关键词：水电工程 地形 空间曲线 胶带机
一.概述
乌东德水电站是金沙江下游河段（攀枝花市至宜宾市）四个水电梯级——乌东德、白鹤滩、溪洛渡、向家坝中的最上游梯级，坝址所处河段的右岸隶属云南省昆明市禄劝县，左岸隶属四川省会东县。乌东德水电站的开发任务以发电为主，兼顾防洪，电站装机容量10200MW，多年平均发电量389.3亿kW•h。
乌东德水电站施期砂石加工系统-970混凝土拌和系统骨料供料线（下称供料线）共计需运输成品骨料约800万t。供料线线路沿途地形复杂，落差大，垂直高差达到156m，水平投影总长约4.5km，由胶带机隧道段和胶带机明线构成，其中隧道段全长约950m，明线段水平长度约3598m。
供料线由CJ1-CJ7共计7条胶带机组成，其中CJ2设计为空间曲线胶带机，其余6条为直线胶带机，采用直线+曲线胶带机布置型式。曲线胶带机沿线根据实际地形，使用了不同转弯半径的空间曲线对较大干扰物进行避让。采用的1条空间曲线胶带机取代了7条直线胶带机，降低了施工及运行成本，提高了骨料质量，取得了较好的经济效益。
二.主要特点
将传统的多条直线胶带机替换成为一条空间曲线胶带机。曲线转弯段可在水平及垂直方向上避开障碍物，转弯段半径可根据障碍物大小，方向灵活调整。降低了施工难度及工程成本，加快了施工进度。
胶带机的支撑结构采用垂直支撑、托梁、挑梁结构型式，桁架为通用结构及特种大跨度的结构型式，可将胶带机布置在公路、沟渠等障碍物上方，使得胶带机与障碍物之间互不干扰。
采用变频控制驱动方式，能方便的实现平稳启动和启动时间可调，大大降低了电机启动对电网的冲击。
设计安装防跑偏保护装置，轻跑偏报警，重跑偏自动停机。采用皮带防跑偏装置能极大降低设备的运行成本，保证了空间曲线胶带机的运行可靠性。
三.设计施工工艺
供料线在选线时充分考虑既有道路位置，施工期间可作为施工便道，方便材料与设备的运输与安装，运行期间可作为胶带机检修道路，减少投资。曲线段的设置综合考虑平面地形及纵断面，线路的选择不仅要经济合理，也要考虑施工的难易程度。
胶带机立柱基础选在易施工且地质稳固的部位，由于地形条件的限制，为减少桁架支撑结构的施工难度，桁架支撑可选用（1）垂直支撑，即根据距地高度的不同选用两管柱，三管柱或四管柱以及多管柱。（2）使用托梁结构形式，在道路或沟渠两侧各安装一个钢管三管柱，然后上方安装横梁跨越公路或沟渠等障碍物，形成门架形式，最后桁架与横梁对接。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆（3）使用挑梁结构，对于空间曲线胶带机中心线位于公路一侧或接近边坡或断崖而无法完成普通基础施工的部位，使用挑梁结构形式，在公路一侧等方便施工部位浇筑不等边四管柱基础，安装挑梁立柱，桁架与其顶部的悬臂梁对接，保证了公路范围内的完整空间或边坡区域的可靠施工。
为尽量减小胶带机高程，所有横梁与桁架均为对接。横梁的上、下弦杆可设置为矩形管，增加其强度。在遇到较大或大型沟、河等地段，可采用大跨度桁架结构型式跨越，根据需要采用高强度材料提高桁架结构的强度，桁架下部立柱设计为下宽上窄的非常规形式，加大柱脚尺寸，用以增加立柱稳定性。立柱高出桁架上部若干米，并在柱顶安装交叉性钢丝绳拉索对桁架进行提拉，进一步提高桁架稳定性。曲线胶带机大部分范围贴近公路或靠近陡崖。相对于同类其他曲线胶带机而言，又运用大量托梁、挑梁等偏心结构，在保证结构强度的前提下，努力适应地形，最大限度减少土石方开挖及对路面、路基的破坏，同时方便了胶带机的检修工作。
采用变频调速具有可控启制动功能的驱动装置，控制输送机的启动和制动，以减小输送带及承载部件的动态载荷。采用变频控制驱动方式，能方便的实现平稳启动和启动时间可调，大大降低了电机启动对电网的冲击。因变频启动可以负载启动，具有频繁的重载启制动、频繁换仓以及小流量供料等优点；且变频启动没有启动频繁的限制，可以在运行过程中进行调速；此外，变频调速还具有节能的优点。由于空间曲线胶带机线路较长，为避免检修及照明电源压降过大，可在胶带机沿线方便布置变压器的部位适量布置几台变压器。可布置一台或多台变压器，为低压驱动设备提供稳定的输出电源。
四.工程施工
为保护胶带及减少胶带跑偏，空间曲线胶带机曲率半径不宜小于800m，爬坡角度不宜大于15度。在供料线设计及金结制安过程中，我单位根据现场实际地形，对胶带机工艺布置进行优化，将原7条直线胶带机优化为一条由4段空间曲线段（3段1000m半径、1段1500m半径）和多段直线段组合成的空间曲线胶带机。
CJ2胶带机（空间曲线胶带机）由阿巧沟处机尾开始，向机头方向依次为：① 462m直线段；② 弧长330m，转弯半径1000m曲线段；③ 弧长210m，转弯半径1000m曲线段；④ 90m直线段；⑤ 弧长208m，转弯半径1000m曲线段；⑥ 148m直线段；⑦ 弧长915m，转弯半径1500m曲线段；⑧ 238m直线段。相邻两段之间均为圆弧过渡，保证胶带机运行平稳。曲线胶带机沿线根据实际地形，使用了不同转弯半径的曲线对较大干扰物进行避让，其中避让陡崖2处、冲沟1处、沉降段1处、较大山体3处。
通过测量胶带机线路上的所有地面高程，再根据地面实际高程对空间曲线胶带机进行设计优化，在保证跨路6m净空的前提下最大限度降低高程，最终形成施工设计工艺图。最终形成的胶带机高度分布为：15m 以上3%（约70m长）；15m～10m之间12%（约300m长）；10m～5m之间57%（约1500m长）；5m以下28%（约730m长），其中包含300m落地中间架段。如此最大限度降低了胶带机高度，最大爬坡角度7.8°，既减少了钢结构工程量及施工难度、风险，又保证了结构稳定性。
五.结语
乌东德水电站骨料供料线采用了多种梁结构及大跨度桁架形式，解决了在地形复杂、海拔起伏落差大等条件下需设置多条直线胶带机的技术难题。采用了4个连续转弯曲线段，使胶带机基本沿道路布置，避开已建成使用的鱼类增殖站、无法施工的冲沟段、地质复杂沉降段，降低施工难度。在阿巧沟段采用近60m大跨度桁架结构，跨过泥石流冲沟，消除洪水、泥石流对骨料输送线的安全隐患。经过优化后，骨料输送线原计划约11个月的建设期，实际施工工期约7个半月，缩短了3个半月，为电站工期提供了有力保障。
参考文献
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论文作者:陈江伟,徐明函
论文发表刊物:《基层建设》2018年第16期
论文发表时间:2018/7/20
标签：胶带机论文; 曲线论文; 桁架论文; 东德论文; 骨料论文; 地形论文; 结构论文; 《基层建设》2018年第16期论文;