中西方標(biāo)準(zhǔn)在沐若水電站大壩建設(shè)中的應(yīng)用

林智松 季雪峰

（中國水利水電第八工程局有限公司 長沙市 410007）

前言

馬來西亞沐若水電站是一個EPC“交鑰匙”工程，業(yè)主為沙撈越能源公司（SEB），設(shè)計與施工方均為中國公司，工程于2008年10月開工。在工程合同談判階段明確了沐若水電站設(shè)計與施工均按中國標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，但是工程引用的中國標(biāo)準(zhǔn)需要翻譯成英文版本報送給業(yè)主，設(shè)計文件等需要由馬來西亞相應(yīng)資質(zhì)的設(shè)計公司蓋章確認(rèn)，另外部分設(shè)計須滿足馬來西亞強制性標(biāo)準(zhǔn)要求。馬來西亞沐若水電站作為中國規(guī)范在國外工程設(shè)計、施工過程中應(yīng)用的第一個大型水電站EPC 項目，由于中西標(biāo)準(zhǔn)的差別，在實際施工過程中遇到業(yè)主指定第三方獨立評審團（IRP）對施工方案質(zhì)疑、當(dāng)?shù)夭牧瞎?yīng)與中國標(biāo)準(zhǔn)差異等問題，下面就這些主要問題及采取的主要應(yīng)對措施逐條進行闡述。

1 規(guī)范及方法的差異

1.1 RCC 澆筑分區(qū)

沐若大壩工程為弧形重力壩布置，各壩段均滿足單獨受力要求，其混凝土施工參照國內(nèi)大型水電站龍灘、思林等分區(qū)澆筑，基本原則是岸坡壩段開挖完成之后，具備混凝土施工條件后即開始施工岸坡壩段混凝土，這樣形成了兩邊高、中間低的混凝土澆筑形象。然而獨立評審團結(jié)合《DL/T 5144-2001 水工混凝土施工規(guī)范》中的規(guī)定，提出了不同意見和要求，中方做了相應(yīng)的解釋，并采納部分建議。

1.1.1 IRP 的意見與要求

（1）大壩混凝土必須從基坑底部左右岸通倉連續(xù)均勻澆筑上升，分區(qū)澆筑后不能發(fā)揮碾壓混凝土快速施工的優(yōu)勢。

（2）相鄰壩段垂直高差極限應(yīng)控制在（10～12）m。

1.1.2 應(yīng)對措施

（1）針對IRP 提出的分區(qū)澆筑后不能發(fā)揮RCC快速施工優(yōu)勢的疑慮，中方認(rèn)為完全沒有必要。就整個大壩工程而言，影響碾壓混凝土快速上升施工的關(guān)鍵因素有兩個，即壩基固結(jié)灌漿與雨季施工。分區(qū)澆筑的目的除盡早為兩岸岸坡壩段帷幕灌漿創(chuàng)造施工條件外，還考慮到兩岸岸坡壩段固結(jié)灌漿與雨季施工對碾壓混凝土快速上升的影響，表現(xiàn)在：

①分區(qū)澆筑后，兩岸岸坡壩段基礎(chǔ)固結(jié)灌漿可以提前進行，避免了通倉澆筑后因固結(jié)灌漿的影響而導(dǎo)致層間間歇時間過長，從而減慢RCC 混凝土上升速度的不利情況。

②分區(qū)澆筑后，減小了碾壓混凝土最大倉面面積，從而縮短了雨季施工時倉面覆蓋及排水時間，降低了碾壓混凝土因受雨淋水泡而需進行層面處理的風(fēng)險，能最大限度地提高雨季施工時碾壓混凝澆筑上升速度。

③分區(qū)澆筑后，將一個倉面分成多個倉面，當(dāng)某個倉面遭受雨淋水泡而需進行層面處理暫停施工時，其它倉面可以照常施工，避免發(fā)生因只有一個倉面而導(dǎo)致工程整體停工的情況。

（2）如果按照IRP 意見，壩體混凝土必須從基坑底部通倉連續(xù)均勻澆筑上升，這樣會導(dǎo)致如下幾方面的問題：

①將減緩壩體混凝土整體澆筑上升速度，進而推遲導(dǎo)流洞下閘蓄水時間，從而導(dǎo)致首臺機組發(fā)電目標(biāo)不能如期實現(xiàn)。

②根據(jù)中國規(guī)范要求，在基礎(chǔ)以上至少有25 m厚蓋重混凝土才能進行帷幕灌漿。由于沐若水電站帷幕灌漿基礎(chǔ)全部是在基礎(chǔ)廊道內(nèi)進行，兩岸壩頂以下未設(shè)灌漿平洞，如不提前進行兩岸岸坡壩段的混凝土澆筑，給帷幕灌漿施工創(chuàng)造條件，則帷幕灌漿施工將會占用大量直線工期，同樣會推遲導(dǎo)流洞下閘蓄水時間。

③沐若拌和站碾壓混凝土設(shè)計生產(chǎn)能力為440 m3/h，是根據(jù)投標(biāo)階段施工總進度并綜合考慮氣候條件及原材料（水泥、粉煤灰）供應(yīng)等情況而確定的。按照碾壓混凝土直接鋪筑允許時間6 h（經(jīng)碾壓混凝土工藝試驗得出），鋪筑層厚30 cm 計算，則允許澆筑的最大倉面面積為440×6÷0.3=8 800 m2，同時考慮到沐若工地高溫多雨的氣候條件，倉面面積不宜超過6 000 m2（與倉面處理、材料供應(yīng)等能力相適應(yīng)）。如果調(diào)整施工程序，按照獨立評審團的要求使大壩混凝土從下至上左右岸通倉連續(xù)澆筑上升，則在高程EL.510 m 以下，每層碾壓混凝土的倉面面積將超過8 800 m2，最高達到14 219 m2，通倉澆筑很難保證RCC 質(zhì)量。

（3）單個壩段或多個壩段獨立澆筑上升的施工方法，在中國國內(nèi)已建的大型碾壓混凝土重力壩中較為普遍，中方提供了貴州思林、廣西龍灘水電站大壩混凝土施工的照片，并帶領(lǐng)業(yè)主參觀國內(nèi)在建的云南魯?shù)乩娬臼┕がF(xiàn)場。此外，中方同意橫縫左右壩段高差大于12 m 時，先澆塊橫縫布置鍵槽，SEB 也同意支付由此增加的費用。

最終SEB 和IRP 都同意了中方混凝土澆筑分區(qū)進行，施工進度及施工質(zhì)量也得到了較好的控制。盡管國外一些工程對高差限制要比國內(nèi)嚴(yán)一些，但是筆者認(rèn)為，經(jīng)過論證及提供充分的資料，國外的專家也會接受中國的規(guī)范和常規(guī)施工方案。

1.2 中西標(biāo)準(zhǔn)下鋼筋的選用

根據(jù)設(shè)計提交的《沐若水電站混凝土施工技術(shù)要求》中規(guī)定本工程采用的鋼筋應(yīng)符合熱軋鋼筋（Hot Rolled Bars）主要性能的要求，其與中國規(guī)范GB/T 1499 相對應(yīng)。由于工程的主要水工結(jié)構(gòu)設(shè)計還是按DL/T 5057-1996 進行，因此電站的鋼筋設(shè)計仍然采用HPB235 和HRB335 兩種鋼筋，中方實施工程范圍內(nèi)鋼筋設(shè)計總量約為12 300 t。由于受馬來西亞進口政策及鋼筋采購價格等的因素的影響，沐若工程用的鋼筋全部采用當(dāng)?shù)夭少?，按照馬來西亞的標(biāo)準(zhǔn)MS 146 制造，對應(yīng)的是英國標(biāo)準(zhǔn)BS 4449，其中G250 牌號鋼筋的屈服強度和設(shè)計強度均為250 N/mm2,G460 牌號鋼筋的屈服強度和設(shè)計強度均為460 N/mm2，均高于HPB235 和HRB335 兩種鋼筋的屈服強度和設(shè)計強度。

由于DL/T 5057-1996 中明確規(guī)定“鋼筋抗拉強度設(shè)計值大于360 N/mm2時，仍應(yīng)按360 N/mm2取用”，因此實際工程中采用G250 牌號鋼筋同直徑代替HPB235 鋼筋，用G460 牌號鋼筋同直徑代替HRB335 鋼筋。

由于合同文件條款、鋼筋的品質(zhì)與市場等問題，鋼筋連接的方式最終全部采用搭接連接。主要原因如下：①雖然BS 4449 規(guī)定該鋼筋沿鋼筋長度方向的閃光焊是允許的，但是閃光焊工地現(xiàn)場適用性不強，不宜采用。②考慮到G460 鋼筋屈服強度高，如采用手工電弧焊，則對焊接工藝和焊接材料要求較高，熱影響區(qū)容易出現(xiàn)淬硬組織，易產(chǎn)生裂紋等現(xiàn)象。③如采用機械連接，套筒須國內(nèi)采購，不經(jīng)濟且可能因為供貨等問題延誤施工。④由于沐若工程鋼筋的搭接長度是單獨計量的，此部分搭接長度計量同樣適用于原材料價格調(diào)差等索賠問題。采用搭接連接不僅操作簡單，而且經(jīng)濟性比較突出。

近幾年來，中國相關(guān)的結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范進行了局部修改，2011年7月1日起實施的《GB 50010-2010混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》就根據(jù)國家“四節(jié)一環(huán)?！钡囊?，提倡應(yīng)用高強、高性能鋼筋。推廣具有較好的延性、可焊性、機械連接性能及施工適應(yīng)性的HRB系列普通熱軋帶肋鋼筋。推廣400 MPa、500 MPa 級高強熱軋帶肋鋼筋作為縱向受力的主導(dǎo)鋼筋，限制并逐步淘汰335 MPa 級熱軋帶肋鋼筋的應(yīng)用，并用300 MPa 及光圓鋼筋取代235 MPa 級光圓鋼筋?！禗L/T 5057-2009 水工混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》 亦做了很多修改，規(guī)定水工鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計時宜優(yōu)先采用更高強度的HRB335 和HRB400。在新規(guī)范的應(yīng)用下，中西標(biāo)準(zhǔn)的鋼筋選用將更加靈活。

1.3 GIN 灌漿法的借鑒

沐若水電站基礎(chǔ)處理按國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計，施工方法根據(jù)《DL/T 5148-2001 水工建筑物水泥灌漿施工技術(shù)規(guī)范》的要求執(zhí)行。然而長期以來，歐美灌漿工程基本采用瑞士學(xué)者隆巴迪（Lombardi）提出的使用穩(wěn)定漿液采用灌漿強度值灌漿法（GIN 灌漿法）施工。該理論的灌漿方法主要優(yōu)點：①灌漿漿液一般采用單級水灰比，灌漿過程采用計算機控制，因此施工控制簡便；②灌漿采用純壓式灌漿法，優(yōu)先采用自下而上分段灌漿的方式，該方法鉆孔與灌漿分離灌漿工效高，而且可減少灌漿漿液的浪費；③濃漿凝結(jié)后體積變化小且結(jié)石強度高具有對裂隙較好的充填效果和改善基巖力學(xué)性能的能力。

由于沐若工程固結(jié)灌漿單耗在60 kg/m 范圍內(nèi)為EPC 總承包范圍內(nèi)工作量，超過60 kg/m 為暫定價項目，業(yè)主需要支付額外的工程款，因此業(yè)主對固結(jié)灌漿時的單耗非常關(guān)注。業(yè)主指定第三方獨立評審團多次提出使用穩(wěn)定漿液進行固結(jié)灌漿，但是根據(jù)試驗數(shù)據(jù)可知漿液加入4%膨潤土之后其析水率得到了很大的改善，但是水泥漿液結(jié)石抗壓強度也隨之大幅度降低，因此外方專家最終放棄了這一要求。

經(jīng)過反復(fù)的試驗及其灌漿效果檢查分析，沐若水電站大壩固結(jié)灌漿孔的間排距按2.5 m×2.5 m、2.0 m×2.5 m 兩種形式布置，透水率合格標(biāo)準(zhǔn)為3 Lu。固結(jié)灌漿基本施工工藝如下：

（1）灌漿方法：主要采用自下而上純壓式灌漿法，局部地質(zhì)條件較差的部位采用自上而下純壓式灌漿法。

（2）灌漿漿液：選擇使用1.5∶1、1∶1、0.5∶1 等三級水灰比。裂隙發(fā)育、斷層和軟弱夾層的影響較大的缺陷部位在結(jié)合孔位加密的情況下（孔位間排距不大于2.0 m×2.0 m）亦可采用1∶1、0.5∶1 漿液。

（3）漿液變換原則：固結(jié)灌漿采用1.5∶1 漿液開灌，當(dāng)某一比級的漿液注入量已達到300 L 以上，或灌漿時間已達到30 min，而灌漿壓力或注入率變化量均小于20%時，換濃一級水灰比漿液灌注；當(dāng)注入率大于30 L/min 時，越級變濃。

（4）灌前壓水、裂隙沖洗、灌漿結(jié)束條件、聲波測試以及檢查孔壓水試驗等均按國內(nèi)相關(guān)規(guī)范常規(guī)要求執(zhí)行。

沐若水電站固結(jié)灌漿的實際操作工藝是國內(nèi)外兩種灌漿理論充分交融，相互借鑒的結(jié)果，提高了灌漿工程的施工工效，簡化了灌漿過程，并減少了漿液的浪費。

2 結(jié)語

由于我國綜合國力的增強，中國施工企業(yè)“走出去”的過程中將越來越多的帶動中國國內(nèi)原材料、機械設(shè)備、特殊材料等中國產(chǎn)品走向國際市場。因此，中國各行業(yè)的制造標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)等均應(yīng)該加快與國際接軌，使之具備良好的國際適應(yīng)性，使中國產(chǎn)品在國際上更具競爭性。同時，在中國企業(yè)“走出去”的戰(zhàn)略中，要主動向國外業(yè)主推薦使用中國標(biāo)準(zhǔn)，后續(xù)實施過程中遇到的質(zhì)疑可通過相關(guān)的試驗得以解決。