2.2 混凝土运输
混凝土的运输包括水平运输和垂直运输。混凝土采用的运输方式及设备的选择常因地形、运输距离、浇筑强度、建筑物的结构特点、形式及气候条件等的不同而各异。应根据具体条件综合进行研究，选择既经济又合理的运输方式和设备。由于施工条件的不同，采用混凝土运输工具的组合方案可能多种多样，但最后应对各方案进行技术经济比较，然后确定最经济、合理的方案。
2.2.1 技术要求
为了保证混凝土的浇筑质量和混凝土浇筑的顺利进行，对混凝土的运输工作有下列要求：
（1）选择混凝土运输设备及运输能力，应与拌和、浇筑能力、仓面具体情况相适应。
（2）混凝土在运输过程中，应保持其均匀性，不允许有离析现象。
（3）应采取有效措施，缩短运输时间及减少转运次数，保证混凝土运至浇筑地点以前不发生初凝。可根据混凝土的性质、气温等条件规定允许的最大运输延续时间。掺普通减水剂的混凝土运输时间，参照表2－2所规定适宜的运输时间，如超出时，应积极采取相应措施。
表2－2 混凝土运输时间表
（4）混凝土在运输过程中，应保持混凝土的设计配合比。盛料容器应不吸水、不漏浆；冬季、雨天、气温过高、风大时，应有遮阳、保温及保护措施。
（5）混凝土在运输过程中，应采取措施使混凝土入仓温度能满足设计文件的要求。冬季采取保温措施，夏季采取降温措施。
（6）采用泵送、溜槽输送、皮带机及其他方式运输混凝土时，应符合规范及相关的设计技术要求。
（7）在同时运输两种及以上不同品种的混凝土时，应在运输设备上设置明显的区分标志。
（8）混凝土的自由下落高度不宜大于1.5m，当超过1.5m时应采取缓降措施，以防止骨料分离。
2.2.2 水平运输
水平运输指从拌和楼（站）运至浇筑地点的混凝土运输，常用的水平运输方式主要包括：汽车运输、轨道运输、皮带运输、泵送运输等。
（1）汽车运输。主要有搅拌罐运输车、自行式侧卸车、改装式自卸汽车等。
1）主要特点：汽车运输混凝土机动灵活，能和大多数起吊设备和其他入仓设备配套使用；对地形变化适应大，道路修建的费用较低，准备工作简单；能充分利用已有的土石方施工道路和场内交通道路；汽车运输混凝土存在能源消耗大、运输成本较高的缺点；运输距离不宜过长。同时，在路面平整度较差时，容易因颠簸振动造成混凝土密实，造成卸料困难。
2）类型和适用条件。
搅拌罐运输车特点：进料和卸料较慢，对混凝土最大骨料粒径有限制，设备技术说明中一般规定运送混凝土的最大骨料粒径不大于40mm，但在实际中运送混凝土的最大粒径达到60～80mm。因此，搅拌运输车适用于运送三级配以下的混凝土。
自行式侧卸车特点：料罐体形状采用特殊设计，便于快速卸料，可采用后方向或侧向卸料，与起重机不摘钩吊罐方式配合，加快了混凝土运输速度，料斗容量范围较大为3～12m3，可配合多种类型的混凝土拌和楼。
专用混凝土运输车易于保证混凝土拌和物的质量、运量大、卸料快捷，但价格高、对道路有一定的要求，适合在混凝土温控严格、施工条件较好的工程中使用。部分工程中使用专用混凝土运输车情况见表2－3。
表2－3 部分工程中使用专用混凝土运输车情况表
改装式自卸汽车特点：通常采用加深斗容、加装遮阳防晒装置、加装震动卸料装置，改装车厢后挡板等措施，将8～20t的自卸汽车改装后运输混凝土。改装的自卸汽车运输混凝土，适用于前期土石方施工设备闲置较多的工程和工程初期混凝土运输系统还不够完善的情况。
（2）轨道运输。一般有机车拖平板车立罐和机车侧卸罐两种。
1）特点：需要专用运输线路，运行速度快，运输能力大，适合混凝土工程量较大的工程；使用混凝土立罐运输，对混凝土和易性影响小，减少温度回升；较汽车运输能源消耗少，运行成本较低；铁路线路的转弯半径和线路坡度对地形、地貌的要求较高；铁路线路中的交叉、道口、停车线、冲洗设施、加油设施的布置复杂；运行、调度要求高；系统建设周期长，在工程初期需配合辅助运输手段。
2）类型和适用条件：国内广泛采用的传统轨道运输方式是，用1台80～150马力的内燃机车头，牵引3～5台载混凝土罐的平台车，组成“三重一轻”和“四重一轻”的车队编组，有轨机车编组见图2－1。国内一些工程引进的专用混凝土运输车，均采用罐体和平台车组合在一起的整体罐车，侧向卸料，将混凝土侧向卸入起重机不摘钩的吊罐内，节省了摘、挂罐的时间。实际施工时应根据工程情况，选择合适的机车、平车和线路标准。如岩滩水电站工程使用的有轨混凝土罐车见图2－2，部分工程使用轨道式混凝土运输车和机车情况见表2－4。
图2－1 有轨机车编组示意图
图2－2 岩滩水电站工程使用的有轨混凝土罐车示意图
表2－4 部分工程使用轨道式混凝土运输车和机车情况表
（3）皮带运输。带式输送机运输主要包括：皮带运输机、塔带机、胎带机、顶带机等。
1）特点：混凝土从拌和楼直接输送入仓，加快了入仓速度；设备轻巧简单，对地形适应性好，占地面积小；能连续生产，运行成本低，效率高；混凝土运输距离不宜过大，宜在1000m以内；一次性投入较大。
2）类型和适用条件。
皮带运输机：皮带运输机主要特征是大槽角、深断面和高带速，以及为适应混凝土运输采取的一系列特殊措施。适合混凝土工程量集中，混凝土运输强度高的大体积混凝土施工。
塔带机：塔带机是塔式起重机和带式输送机的结合，具有在大范围内进行混凝土布料的功能，适合在混凝土工程量集中的高坝中使用。三峡水利枢纽工程中使用的ROTECTC－2400型塔带机见图2－3，由塔身、起吊臂和皮带机三部分组成。
图2－3 ROTECTC－2400型塔带机示意图
胎带机（车载液压伸缩节胶带机）：胎带机可用来浇筑建筑高度不大的导墙、护坦、闸室底板和厂房基础等部位。小浪底水利枢纽工程使用的CC200－24型胎带机（见图2－4）。
图2－4 CC200－24型胎带机示意图（单位：m）
顶带机：三峡水利枢纽工程中使用的顶带机，采用钢管立柱，插入已浇混凝土的预留孔内，皮带式输送机能以立柱作支撑360°旋转下料，多节皮带桁架可作仰俯、伸缩运动，部分皮带式混凝土混合运输设备的技术参数见表2－5。
（4）泵送运输。混凝土泵的类型有拖泵和自行式混凝土泵车。混凝土泵适用于方量少、断面小、钢筋密集的薄壁结构或用于如导流底孔封堵等其他设备不易达到的部位浇筑混凝土。要求混凝土坍落度较大，一般为8～14cm，骨料最大粒径不大于导管直径的1/3。但泵送混凝土中水泥用量较大，因而成本较高。混凝土泵技术发展较快。目前，已有超高压系列泵车，可输送三级配混凝土、水平输送距离1200m、垂直输送高度350m的拖式泵车。常用的混凝土泵车有HBT60、HBT80、HBT120几种，其技术参数见表2－6。
表2－5 部分皮带式混凝土混合运输设备的技术参数表
表2－6 部分混凝土拖泵主要技术参数表
2.2.3 垂直运输
混凝土浇筑垂直运输一般是以起重机械吊混凝土罐入仓为主，主要起重机械类型有缆机，门机、塔机、履带式起重机和轮胎式起重机等。
（1）缆机。
1）特点：浇筑控制范围大，运行效率高，可连续浇筑至坝顶设计高程；设备可布置在坝体之外的岸坡上，与主体工程之间无干扰；不受导流、度汛和基坑过水的影响；可提前安装、投产，及早形成生产能力，有利于初期施工。使用时间长，生产效率高。按工程的具体条件和要求，先进行施工布置，然后委托厂家设计、制造缆机设备，投入大，费用高，通用性较差，制造安装周期长，缆机轨道基础的开挖和混凝土浇筑工程量一般较大，且都位于坝体之外岸坡上，尤其是工程初期施工道路及施工设备不宜跟进，使缆机的安装工作困难较多。坝体范围内，容纳缆机的数量有限，当无法满足高强度混凝土生产需要时，需配备适当数量的门塔机作为辅助设备。
2）类型。常见类型有平移式缆机、辐射式缆机、固定式缆机、摆塔式缆机等，国内已建和在建的水利水电工程采用的缆机，多为平移式和辐射式，少数工程采用固定式和摆塔式。
平移式缆机：覆盖范围为矩形，可适应不同坝型，并可根据工程规模在同组轨道上布置若干台，可较接近坝顶边缘布置，采用较小的跨度，但基础准备工程量大，当两岸地形条件不利时，需架设栈桥或采用爬坡轨道。
辐射式缆机：一端固定，一端弧形，覆盖范围为扇形，特别适合于拱坝和狭长形坝型的施工，往往要比平移式缆机的跨度大［见图2－5（a）］。
固定式缆机：工作范围为一条直线，一般只用于辅助作业、安装金属结构及局部浇筑混凝土［见图2－5（b）］。
图2－5 缆机平面布置示意图
摆塔式缆机：摆塔式缆机两端采用桅杆式高塔架，塔架底部支于球铰支座上，用活动拉索使其塔架沿上、下游方向摆动，将主索覆盖范围扩大为扇形和矩形，摆塔摆动的角度一般为8°～10°，摆塔式缆机的塔架一般为单桅杆型（见图2－6）。
图2－6 摆塔式缆机图
3）适用条件。缆机适用于地形狭窄的工程，当坝址两岸地形差异较大，坝型为拱坝等较薄的体形时，可选用辐射式缆机；当两岸地形对称，坝型为重力拱坝或重力坝等底宽较大的体形时，宜选用平移式缆机。拉西瓦水电站工程拱坝混凝土运输，选用的3台辐射式缆机，其副塔可沿轨道上下游方向运行。国内部分水利水电工程缆机使用情况见表2－7。三峡、拉西瓦、溪洛渡等水电站工程使用缆机的主要技术参数见表2－8。
表2－7 国内部分水利水电工程缆机使用情况表
表2－8 三峡、拉西瓦、溪洛渡等水电站工程使用缆机主要技术参数表
（2）门（塔）机。
1）特点：门（塔）机各机构运行速度快，运行灵活方便，吊罐入仓对位准确，生产效率比较稳定；门（塔）机的起重高度和工作半径有限，在高坝施工中，需搭设栈桥；受导流方式的影响较大，运行过程中要受到汛期洪水的威胁；拆卸及安装快、起重量大，通过改变滑轮组可提高吊重。
2）类型。
门（塔）机：普通门式起重机起重量为10～60t，起重高度为20～70m，适合在中小工程的河床式厂房、泄水闸等部位使用，也可作为大型工程混凝土浇筑施工辅助手段。根据工程资料统计，各型号门机的生产能力如下：MQ540/30型为0.45万～0.6万m3/月；MQ600/30型为0.6万～0.8万m3/月；SD－MQ1260/60型、SDTQ1800/60型为0.8万～1.0万m3/月；MQ2000型为1.0万～1.5万m3/月。实际生产能力约为额定生产能力的63%左右。常用门（塔）机见图2－7～图2－9，门（塔）机主要技术性能比较见表2－9。
图2－7 MQ900型门机示意图（单位：m）
图2－8 MQ2000型门机示意图（单位：m）
图2－9 SDMQ1260/60型门机示意图（单位：m）
表2－9 门（塔）机主要技术性能比较表
塔机：塔机具有较轻的自重；结构采用拼装式构造，便于装拆和运输转移；起重高度较大；操作比较方便，塔机在吊运混凝土灌、沿工作半径作径向运动时，只需移动起重小车，而门机则必须作大臂变幅；安装时对起重设备的要求较低。塔机可采用固定安装工况运行，占地面积较小。但塔机的起重臂较长，运行时需占用较大的回转空间，两台塔机相邻工作时，需保持足够的安全距离。
水利水电工程施工中，以起重量10～30t，高度50～60m，工作半径40～70m的塔机为主。随着技术水平的发展，塔机的各项性能得到了提高，如三峡水利枢纽工程引进的丹麦产K1800型塔机，最大工作半径71m时起重量20t，最小工作半径8m时起重量60t，轨上起重高度101m，轨下起重高度40m（见图2－10）。
图2－10 K1800型塔机示意图（单位：m）
高架门机：国内工程中常用的高架门机主要有SDTQ系列和MQ系列高架门机，这类高架门机的起重高度约为40～70m，起重量约为30～60t（见图2－11）。
图2-11 高架门机示意图（单位：mm）
3）适用条件。门机、塔机主要适用于河床宽、混凝土工程量大、浇筑强度高、工期长的工程。
（3）履带式起重机和轮胎式起重机。履带式起重机和轮胎式起重机具有移动方便、运用灵活、无需轨道的特点。主要是作为设备安装、材料和构件的吊装手段，在必要时也可作为一些特殊部位的混凝土吊运手段。
水利水电工程中使用的履带式起重机，一般由挖掘机改装，采用电机驱动，如采用WK－4型电铲改装的电吊，见图2－12。目前，履带式起重机已有专用系列，一般采用内燃机和液压驱动，起重量为10～50t，工作半径为10～30m。
图2－12 WK－4型电铲改装电吊示意图（单位：m）
轮胎式起重机型号品种齐全，起重量8～300t均有。轮胎式起重机不足是覆盖范围小，作为混凝土入仓的轮胎式起重机，工作半径一般为10～15m。
履带式和轮胎式起重机移动灵活，但吊运混凝土效率低，适合用于浇筑导墙、闸、坝基础等尺寸较小的部位和零星分散小型建筑物。
2.2.4 组合入仓方式
我国水电工程施工地形条件往往较为复杂，单层铺筑面积大，施工强度高。如三峡水利枢纽工程实际最高月强度55.4万m3，龙滩水电站工程42.7万m3的月浇筑强度均位于世界前列。三峡水利枢纽工程三期RCC围堰采用通仓薄层施工，单层最大铺筑面积达1.9万m2。如此高的施工强度和这么大的单仓面积，仅靠单一的运输、入仓技术及入仓设备是不可能完成的，也是不经济的。多种技术的综合运用，配套的混凝土运输、入仓设备，是完成大规模混凝土高强度、高速度施工的关键。在这方面，我国已处于世界坝工技术的前列。组合入仓方式因地制宜，丰富多样，此处仅举几例予以说明。
（1）自卸车＋负压溜槽（溜管）＋自卸车。这种组合入仓方式主要用于高差较大且两岸具有修路条件的RCC坝工程，是比较常用的一种组合入仓方式，需要自卸车在仓内转料。龙首水电站采用高线公路汽车运输＋负压溜槽共输送混凝土22.25万m3，占坝体混凝土量的61%，采用同样的方式，蔺河口输送混凝土11.76万m3，占坝体混凝土量的45%。
（2）深槽高速皮带机＋负压溜槽（溜管）＋自卸车。这种方式是较自卸车＋负压溜槽更为经济实用的一种运输入仓方式，皮带机的连续运输使入仓效率更高。皮带机从拌和楼直接接料运输至坝体处，再通过负压溜槽输送至仓面，仓内采用自卸车布料，是V形河谷高混凝土入仓的最理想方式。这种组合运输方式在江垭工程中首次大规模应用成功，控制垂直高差83m，负压溜槽分两级布置，共输送入仓混凝土72.9万m3。龙滩水电站采用1条宽760mm、总长347m的高速皮带机，配2条长77m的ϕ600mm负压溜槽，设计输送强度330m3/h，实测输送强度326m3/h。
（3）皮带机＋负压溜槽（溜管）＋皮带机＋自卸车。贵州省思林水电站上游供料线采用了这种入仓方式：拌和楼皮带机→20m3料斗→负压溜槽→10m3料斗→皮带机→仓面，仓内采用自卸车转料。控制高差达120m，单台班（12h）输送量达3999.5m3，日输送强度7859m3。
（4）自卸车＋负压溜槽（溜管）＋皮带机＋…。末端设备可以是自卸车、布料机、胎带机等，转移灵活，且原地作业约有半径为15m的覆盖能力；设备充足，可一机多用；回转快，入仓效率高。
2.2.5 其他运输设备
（1）负压溜槽。
1）基本结构：负压溜槽由料斗、垂直加速段、槽身和出口弯头组成。结构形式见图2－13，负压溜槽下料见图2－14，主要技术参数见表2－10。
图2－13 负压溜槽结构示意图
图2－14 负压溜槽下料示意图
表2－10 负压溜槽主要技术参数表
2）特点及适用条件：结构简单、安装方便、运行维护费用低、成本低廉；和胶带机联合运输混凝土，可简化施工布置和施工程序，节省工程投资；混凝土运输效率高；负压溜槽安装时，各段要有良好的密封，在浇筑过程中，料斗内的混凝土不宜卸空；负压溜槽适合在道路修筑困难、施工布置不便及混凝土运输高差较大的高山峡谷地形中筑坝时应用。
图2－15 MY－BOX溜管示意图
（2）MY－BOX溜管。MY－BOX溜管设备上部为一小型受料斗，下接钢溜管，钢溜管每延伸12～15m就安装一个MY－BOX溜管对混凝土进行二次拌和，以保证混凝土入仓后不发生骨料分离，见图2－15。
MY－BOX溜管将混凝土料供给泵机或溜槽等直接入仓，代替了门机（或吊车）配卧罐入仓，避免了在浇筑混凝土时长时间占用门机，适用于大高度、小结构的建筑物，特别是竖井、门槽二期混凝土及高陡边坡等部位的施工，既解决了洞井施工干扰、负扬程入仓手段的矛盾，又保证了混凝土的浇筑质量，提高了浇筑强度，缩短了施工工期，与常规的吊罐或泵送混凝土的运输方式相比，不需配备起吊设备或混凝土泵车，同时减少了施工操作人员，降低了劳动强度，节约了成本。MY－BOX溜管技术在三峡水电站、拉西瓦水电站等工程中均得到成功应用。MY－BOX溜管与采用吊罐或泵送入仓方式相比，不需要配备起吊设备或混凝土泵可减少施工干扰和操作人员，降低劳动强度，节约运输成本，其入仓费用相当于泵送的40%左右，是一种经济实用的混凝土垂直运输工具。
（3）渠道衬砌机。渠道衬砌机具有送料、摊铺、提浆、振实、整平的功能，结构简单实用，操作方便，耗能较少，工作效率高，不需经常维修，具有连续作业、一机多用、劳动强度低的优点，适用于长距离、大断面渠道混凝土衬砌工程。如南水北调工程渠道衬砌施工中使用的衬砌机见图2－16。
（4）暗涵布料机。暗涵布料机适用于断面大、线路长、边坡较高的箱式暗涵混凝土浇筑施工，利用皮带运输机配合下料溜桶实现在长线路上暗涵混凝土连续浇筑，有效加快施工进度，提高工效。如在南水北调工程中成功应用皮带布料机作为暗涵混凝土浇筑手段，取得了较好的效果，见图2－17。
图2－16 渠道衬砌
图2－17 南水北调工程暗涵布料机示意图（单位：cm）
（5）长臂反铲入仓。长臂反铲入仓是近几年开始尝试使用的混凝土入仓手段，主要用于解决门（塔）机未形成生产能力之前的混凝土入仓，其斗容一般为0.3～0.8m3。该方式用于基础块及低仓位混凝土的入仓有很大的优势：对现场条件尤其是地形要求低；可进入仓内作业并兼顾平仓，降低平仓工作强度；转移灵活，且原地作业约有半径为15m的覆盖能力；设备充足，可一机多用；回转快，入仓效率高。新政航电枢纽采用了3台EX210LC型长臂反铲浇筑基础混凝土，平均单台生产能力约1.0万m3/月，单台最高达1.5万m3/月，入仓能力与大型门（塔）机相当。桐子豪水电站项目开工初期，采用1台EX210LC型长臂反铲作为混凝土入仓的主要手段，入仓总量近6万m3。