宗格魯水電站大壩碾壓混凝土施工方案探討

秦克紅

（中國(guó)水利水電第八工程局有限公司 長(zhǎng)沙市 410004）

1 概述

宗格魯水電站是一座兼有發(fā)電、防洪、灌溉、養(yǎng)殖、航運(yùn)等多用途的水電工程，電站裝機(jī)容量700 MW，水庫(kù)具有多年調(diào)節(jié)性能。電站樞紐由攔河大壩、壩后廠房、變電站等建筑物組成。壩頂高程為EL 233.0 m，最大壩高為90 m。攔河大壩由碾壓混凝土重力壩段及左右岸心墻堆石壩段構(gòu)成，總長(zhǎng)約2 400 m，其中碾壓混凝土重力壩布置于主河床，壩段長(zhǎng)約1 090 m，左右心墻堆石壩分別布置于碾壓混凝土重力壩段左右兩側(cè)，壩段長(zhǎng)約1 325 m，其中左心墻堆石壩段長(zhǎng)325 m，右心墻堆石壩段長(zhǎng)1 000 m。碾壓混凝土大壩從左至右分別為左岸擋水壩段、廠房壩段、明渠與底孔壩段、溢流壩段、右岸擋水壩段等。

大壩碾壓混凝土總量約180 萬m3，常態(tài)混凝土總量約56 萬m3?；炷磷畲笤聫?qiáng)度約181 000 m3，其中碾壓混凝最大月強(qiáng)度約162 000 m3。

2 主要施工特點(diǎn)及對(duì)策

本項(xiàng)目碾壓混凝土大壩施工特點(diǎn)主要有：壩體長(zhǎng)，混凝土量大，進(jìn)度緊，混凝土施工強(qiáng)度大；氣溫高濕度小，對(duì)碾壓混凝土施工質(zhì)量影響大，施工組織難度高。

主要對(duì)策：根據(jù)以上特點(diǎn)，在施工過程中宜做好施工規(guī)劃，配置足夠的碾壓混凝土施工設(shè)備；做好碾壓混凝土分區(qū)規(guī)劃，水面以上的壩段盡量提前施工，以減少高峰期混凝土強(qiáng)度；合理規(guī)劃碾壓混凝土大壩與兩岸土石壩的上升速度，直接利用左右兩岸平緩岸坡及堆石壩體，采用合倉(cāng)斜層法施工，汽車直接入倉(cāng)，減少入倉(cāng)難度，縮短碾壓混凝土層間間歇時(shí)間，減少外界環(huán)境對(duì)碾壓混凝土施工質(zhì)量的影響，以保證其施工質(zhì)量。

3 混凝土施工條件

（1）水文氣象條件。

宗格魯水電站位于卡杜納河流域，流域位于西非稀樹草原地帶，屬熱帶季風(fēng)草原氣候，主要分旱季和雨季，季節(jié)較為分明。5～10月，由于受到來自大西洋的暖濕氣流影響而形成雨季，11月～次年4月，由于受到來自撒哈拉東北干冷氣流的影響而形成旱季。7～9月由于流域內(nèi)降水較多，氣溫有所下降，平均氣溫為1年中最低，約為25.4℃，相對(duì)濕度達(dá)97%；11月到次年2月為干季，幾乎沒有降水，相對(duì)濕度為35%，這一時(shí)期平均氣溫為26.8℃，年平均最高氣溫出現(xiàn)在3月，為30.5℃。

（2）施工導(dǎo)流。

施工導(dǎo)流分三期進(jìn)行，一期采用預(yù)留巖坎+土石圍堰作為擋水建筑物，原河床導(dǎo)流；二期采用土石圍堰擋水，導(dǎo)流明渠過流；三期前期采用壩體擋水，導(dǎo)流底孔+泄洪底孔泄流，后期導(dǎo)流底孔下閘蓄水，2016年5月開始導(dǎo)流底孔封堵。

（3）拌和系統(tǒng)布置。

根據(jù)混凝土系統(tǒng)的生產(chǎn)能力必須滿足月高峰強(qiáng)度18 萬m3（同時(shí)考慮最大倉(cāng)面為6 000.0 m2）的規(guī)模。選取3 座2×3.0 m3（HL240-2S3000L 要求選用混凝土出料能力為4.0 m3的攪拌機(jī)）強(qiáng)制式攪拌樓，單座HL240-2S3000L 強(qiáng)制式攪拌樓的技術(shù)參數(shù)：常態(tài)混凝土240 m3/h，碾壓混凝土200 m3/h，預(yù)冷混凝土150 m3/h。另配1 臺(tái)HZ150-1S3000 混凝土拌和站，專用于大壩及廠房常態(tài)混凝土生產(chǎn)。

（4）施工道路布置。

宗格魯大壩處河床寬闊，地勢(shì)平坦，兩岸岸坡平緩并有左右岸堆石壩，基坑道路及左右岸上壩公路布置簡(jiǎn)單。在施工過程中，根據(jù)實(shí)際情況，合理布置混凝土運(yùn)輸?shù)缆?，并?guī)劃好左右岸堆石壩與壩體上升速度，直接利用堆石壩體作為入倉(cāng)道路。

4 大壩混凝土施工進(jìn)度安排

4.1 工期節(jié)點(diǎn)控制

（1）2013年2月19日工程開工，合同工期為58個(gè)月，首臺(tái)機(jī)發(fā)電工期為48個(gè)月，2017年2月首臺(tái)機(jī)組發(fā)電，2017年12月工程完工。

（2）2014年4月1日一期截流，2014年12月第1 臺(tái)機(jī)蝸殼具備安裝條件，2015年10月中旬完成廠房橋機(jī)安裝，12月中旬廠房封頂。

（3）2015年汛前（7月底）右岸大壩全線超過EL.177 m，11月初進(jìn)行明渠截流，2016年4月，溢流壩段閘墩溢流面澆筑完成，開始表孔弧門安裝，2016年4月上旬明渠缺口上升至EL.215 m，5月初大壩下閘蓄水，9月初完成導(dǎo)流底孔封堵施工。

（4）2016年底完成首臺(tái)機(jī)安裝調(diào)試，2017年2月首臺(tái)機(jī)發(fā)電，以后每3個(gè)月投產(chǎn)1 臺(tái)，2017年12月底，工程完工。

4.2 施工關(guān)鍵線路及強(qiáng)度分析

（1）關(guān)鍵線路。

本工程施工進(jìn)度緊，尤其是碾壓混凝土大壩進(jìn)度，關(guān)鍵線路為：進(jìn)場(chǎng)→明渠施工→一期圍堰施工→溢流壩段施工→下閘及表孔弧門安裝→廠房機(jī)組安裝與試運(yùn)行→第一臺(tái)機(jī)發(fā)電→尾工。

（2）主要工程量強(qiáng)度指標(biāo)。

碾壓、常態(tài)混凝土合計(jì)最大月強(qiáng)度約162 000 m3，時(shí)間為2015年3月。碾壓混凝最大月強(qiáng)度約144000 m3，時(shí)間為2015年1月，部位為河床21#～40#壩段與左岸1#～16#壩段大面積碾壓重合部分；常態(tài)混凝土最大月強(qiáng)度約29 886 m3，時(shí)間為2015年5月，部位包括廠房壩段、主廠房及安裝間部位混凝土。

5 碾壓混凝土施工

5.1 混凝土模板

模板主要采用可調(diào)式翻轉(zhuǎn)大模板，用于重力壩上游面及橫縫面采用連續(xù)上升，局部地方采用組合鋼模板，與壩基基巖面接觸部位采用木模補(bǔ)縫。其他結(jié)構(gòu)部位根據(jù)體型現(xiàn)場(chǎng)加工成型，盡量采用大模板，以減少立模工程量。

5.2 碾壓混凝土澆筑分層分塊

根據(jù)本工程施工導(dǎo)流的特點(diǎn)及施工總進(jìn)度計(jì)劃的安排，以及壩體結(jié)構(gòu)、施工需要及碾壓混凝土可連續(xù)上升的特性，壩體碾壓混凝土澆筑分層分塊如下：

碾壓混凝土分層厚度以3 m 為主，局部根據(jù)結(jié)構(gòu)體型進(jìn)行調(diào)整。

碾壓混凝土共分為49個(gè)壩段，其中1#～16#為左岸重力壩段，17#為廠房壩段，18#～19#為左岸重力壩段，20#為明渠壩段，21#～22#為導(dǎo)流底孔壩段，23#為溢流壩段，24#～49#為右岸重力壩段，18#～22#壩段EL195～215 m，作為一個(gè)倉(cāng)通倉(cāng)澆筑。壩段典型長(zhǎng)度為20 m，典型分層為3 m，以合倉(cāng)斜層碾壓為主，自卸汽車直接入倉(cāng)或轉(zhuǎn)滿管溜槽入倉(cāng)等。具體分倉(cāng)形式見附表。

5.3 碾壓混凝土入倉(cāng)方式規(guī)劃

汽車直接入倉(cāng)均采用從壩后進(jìn)入，1#、2#、3#倉(cāng)號(hào)，高程低，采用自卸汽車直接入倉(cāng)，其中2#、3#在分倉(cāng)處采用倒倉(cāng)方式入倉(cāng)，即先升倉(cāng)面高3 m，澆筑后升倉(cāng)時(shí)，先在倉(cāng)內(nèi)形成斜坡道。此3個(gè)倉(cāng)，邊澆邊進(jìn)行固結(jié)灌漿，為右岸壩段進(jìn)行大規(guī)模合倉(cāng)斜層奠定基礎(chǔ)。

4#倉(cāng)先利用汽車從40#壩段直接入倉(cāng)，當(dāng)填筑量增大到一定程度后，采用掛滿管的方式，從41#壩段由自卸汽車轉(zhuǎn)滿管入倉(cāng)。與1#倉(cāng)澆平后，形成右岸大通倉(cāng)5#、6#倉(cāng)，5#、6#倉(cāng)采用自卸汽車直接從右壩頭入倉(cāng)，入倉(cāng)道路利用右岸堆石壩填筑與堆石壩體形成的道路。

附表 碾壓混凝土大壩澆筑分倉(cāng)及入倉(cāng)措施表

7#、8#倉(cāng)采用自卸汽車直接入倉(cāng)，其中7#利用左岸臨時(shí)道路，8#入倉(cāng)道路利用左岸堆石壩填筑與壩體形成的道路入倉(cāng)。

9#、10#、11#倉(cāng)，由下往上澆筑，9#倉(cāng)為缺口壩段，底部采用汽車入倉(cāng)，中上部采用汽車轉(zhuǎn)滿管入倉(cāng)，汽車由左岸已形成的壩頂作為進(jìn)倉(cāng)道路。10#、11#倉(cāng)由汽車轉(zhuǎn)滿管入倉(cāng)。

其余幾個(gè)倉(cāng)，為常態(tài)混凝土倉(cāng)號(hào)，采用單個(gè)壩段分倉(cāng)澆筑，塔機(jī)入倉(cāng)。

5.4 斜層碾壓施工工藝

碾壓混凝土采用左右斜層施工時(shí)，斜坡坡角范圍一般為1∶10～1∶20，本項(xiàng)目擬采用1∶12。左右岸大斜層碾壓施工工藝如附圖。

附圖 左右岸大斜層碾壓施工工藝圖

左右斜層碾壓混凝土施工倉(cāng)面不受左右方向長(zhǎng)度的影響，斜層碾壓是在相同的月澆筑強(qiáng)度下，減小瞬時(shí)碾壓施工倉(cāng)面面積，減少施工設(shè)備投入。碾壓混凝土采用左右岸大斜層施工方法，不但減少了施工設(shè)備及模板的投入，而且也大大簡(jiǎn)化了混凝土入倉(cāng)措施，減小了臨建設(shè)施的投入。

相對(duì)于平層碾壓或從下游到上游的斜層碾壓，左右岸大通倉(cāng)斜層碾壓具有如下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：

（1）大大減少施工分倉(cāng)數(shù)目，減小了橫縫模板量的投入，降低了倉(cāng)面立模工作量。

（2）大大簡(jiǎn)化了混凝土入倉(cāng)難度，既降低了入倉(cāng)設(shè)備或資金的投入，減小了混凝土入倉(cāng)與施工的干擾，也進(jìn)一步確保了混凝土入倉(cāng)強(qiáng)度的保證率。

（3）減小了碾壓混凝土施工倉(cāng)面的面積，大大加快了碾壓混凝土層間覆蓋速度。左右岸斜層碾壓越到壩體上部施工優(yōu)勢(shì)越明顯，可使原來需要6 h 覆蓋的時(shí)間縮短至（2～4）h，進(jìn)一步確保了混凝土層間結(jié)合質(zhì)量。

（4）隨著施工倉(cāng)面的減小，混凝土施工管理難度也隨之降低。由于層面間隔時(shí)間大大縮短，上層混凝土覆蓋快，能減少外界環(huán)境對(duì)碾壓混凝土施工質(zhì)量的影響，且因澆筑面積小，倉(cāng)面噴霧、保溫等措施容易實(shí)施，因而對(duì)高溫多風(fēng)季節(jié)施工具有良好的適應(yīng)性。

（5）左右岸斜層碾壓，倉(cāng)內(nèi)自卸汽車先在老混凝土面上調(diào)頭，倒著進(jìn)入斜面卸料，大大減少了倉(cāng)內(nèi)汽車對(duì)碾壓混凝土施工干擾及質(zhì)量影響。

（6）每一斜層向前推進(jìn)的距離約4 m，大大減小了老混凝土面上砂漿的攤鋪面積，減少了砂漿暴露時(shí)間，進(jìn)一步確保了老混凝土面層間結(jié)合質(zhì)量。

（7）在多雨季節(jié)施工時(shí)，由于斜面便于排水，澆筑面積小便于處理，從而降低了降雨的影響范圍和程度，減小了雨天對(duì)碾壓混凝土施工的影響。

6 結(jié)語(yǔ)

碾壓混凝土大壩采用左右岸斜層法施工，相對(duì)于其它方法具有非常明顯的優(yōu)勢(shì)。左右岸斜層法施工，既有充分的理論依據(jù)，同時(shí)又經(jīng)歷了十來年國(guó)內(nèi)從南到北多個(gè)大型碾壓混凝土高壩實(shí)際施工經(jīng)驗(yàn)的證明。河床平緩的低壩碾壓混凝土?xí)r，宜將左右岸合倉(cāng)大斜層施工方法作為首選方案，尤其是河床較寬、壩軸線較長(zhǎng)的碾壓混凝土大壩，以便充分發(fā)揮碾壓混凝土筑壩技術(shù)的優(yōu)勢(shì)。