蘇阿皮蒂水利樞紐大壩泄流底孔壩段混凝土入倉方式研究

黨曉明，劉加華，王以斌，付小潔

(中國水利電力對外有限公司，北京 100120)

1 工程概況

幾內(nèi)亞蘇阿皮蒂水利樞紐工程規(guī)模為Ⅰ等大(1)型，主要以發(fā)電為主，由碾壓混凝土重力壩、壩后式電站廠房、進(jìn)場道路及交通橋等組成。共安裝4臺立軸混流式水輪發(fā)電機(jī)組，總裝機(jī)容量為450 MW。大壩布置自左至右為左岸擋水壩段、發(fā)電引水壩段、導(dǎo)流底孔壩段、泄流底孔壩段、溢流壩段、右岸擋水壩段，共分52個(gè)壩段，壩軸線長1 164 m，壩頂高程215.5 m，最大壩高120 m。

泄流底孔壩段為27號壩段，位于河床中間部位，長25 m，采用短有壓進(jìn)口的壩身無壓泄水孔[1]，分為2孔，每孔進(jìn)口體形為橢圓曲線，進(jìn)口段后設(shè)置5 m×7 m(寬×高)事故檢修門和5 m×6 m(寬×高)弧形工作閘門?；⌒喂ぷ鏖l門啟閉機(jī)室位于壩體內(nèi)部，弧形工作閘門下游為坡度1∶10的流道，后接反弧段及挑流鼻坎。泄流底孔壩段橫剖面見圖1。

圖1 泄流底孔壩段橫剖面(單位：m)

2 泄流底孔壩段布置特點(diǎn)

在初步設(shè)計(jì)階段，泄流底孔壩段采用壩身有壓泄水孔方案，弧形工作閘門啟閉機(jī)室位于壩后；在施工圖設(shè)計(jì)階段，泄流底孔壩段調(diào)整為壩身無壓泄水孔方案，將弧形工作閘門啟閉機(jī)室由壩外移至壩內(nèi)。結(jié)構(gòu)形式調(diào)整后，鋼襯及混凝土工程量減少，但泄流底孔壩段內(nèi)部結(jié)構(gòu)變得更加復(fù)雜，施工干擾增大。泄流底孔壩段在流道底板高程以上，除弧形工作門啟閉機(jī)室下游側(cè)部分為碾壓混凝土外，其他均為常態(tài)混凝土，不能完全與兩側(cè)碾壓混凝土壩段同步上升?；⌒喂ぷ鏖l門啟閉機(jī)室移至壩內(nèi)后，支鉸大梁、弧形工作閘門、液壓啟閉系統(tǒng)、啟閉機(jī)室內(nèi)小橋機(jī)等安裝必須與壩體土建施工穿插作業(yè)，對泄流底孔壩段整體施工進(jìn)度影響較大。因此，如何通過入倉方式的合理選擇[2]，解決因結(jié)構(gòu)復(fù)雜帶來的影響，是確保泄流底孔壩段施工進(jìn)度的關(guān)鍵問題。

大壩以碾壓混凝土為主，施工機(jī)械配置主要按汽車直接入倉的方式考慮。進(jìn)水口壩段材料吊運(yùn)及常態(tài)混凝土澆筑由布置于20號壩段的K80塔機(jī)完成；泄流底孔壩段材料吊運(yùn)及常態(tài)混凝土澆筑由布置于左側(cè)26號壩段的QTZ400塔機(jī)完成。但QTZ400塔機(jī)最大起重量為20 t，常態(tài)混凝土倉面較大時(shí)，澆筑能力不足。

3 不同階段混凝土入倉方式

3.1 第一階段

泄流底孔壩段流道底板以下碾壓混凝土施工階段，除基礎(chǔ)墊層為常態(tài)混凝土外，其他均為碾壓混凝土。在此階段，泄流底孔壩段與左岸一期基坑29號壩段及其以左的其他壩段同期施工，混凝土由自卸車經(jīng)一期圍堰內(nèi)側(cè)填筑的下基坑道路運(yùn)輸，主要采取單個(gè)壩段單獨(dú)澆筑的方式施工。墊層常態(tài)混凝土采用布置于相鄰壩段的長臂反鏟進(jìn)行澆筑；碾壓混凝土采用自卸汽車直接入倉的方式施工，根據(jù)施工高程的不同，自壩體左側(cè)或下游側(cè)直接入倉。

3.2 第二階段

泄流底孔壩段流道層常態(tài)混凝土施工階段，上下游方向長度為99.27 m。為保證混凝土澆筑質(zhì)量，將流道層按上下游方向分3段、左右方向分2段的方式進(jìn)行分塊施工，并在施工縫處設(shè)置止水。在此階段，大壩左岸一期120 m高程以下壩體開始擋水并由導(dǎo)流底孔導(dǎo)流，大壩右岸二期基坑部分開始施工。入倉道路布置見圖2。

圖2 施工道路布置

前期，混凝土由自卸車經(jīng)泄流底孔下游側(cè)回填的臨時(shí)道路運(yùn)輸，至泄流底孔壩段右側(cè)部分底板處，或進(jìn)入右側(cè)相鄰的已施工至121.5 m高程的28號壩段，由長臂反鏟或由布置于28號壩段的胎帶機(jī)入倉，同時(shí)輔以26號壩段的QTZ400塔機(jī)入倉，主要進(jìn)行流道進(jìn)口段及左側(cè)部分底板及邊墻混凝土的澆筑施工。

中期，混凝土經(jīng)大壩下游交通橋至右岸，并經(jīng)二期上游圍堰運(yùn)輸至28號壩段，由布置于28號壩段的胎帶機(jī)和長臂反鏟入倉，首先完成泄流底孔壩段流道右側(cè)部分底板的澆筑。至此時(shí)，泄流底孔壩段與左側(cè)相鄰的26號壩段已形成40 m高差，只能采用總長為63.15 m的28號～30號壩段作為施工平臺澆筑泄流底孔壩段混凝土。首先單獨(dú)施工28號壩段，通過在28號壩段上游側(cè)壩內(nèi)澆筑入倉斜坡道，然后回填二期上游圍堰形成道路的方式，將28號壩段從121.5 m高程施工至130 m高程以達(dá)到度汛要求，并將胎帶機(jī)布置于28號壩段130 m高程繼續(xù)進(jìn)行泄流底孔壩段流道層混凝土的澆筑。其次，加快二期基坑內(nèi)30號壩段的施工進(jìn)度，與一期已施工至112.5 m高程的29號壩段高差小于3m時(shí)，在二期上游圍堰內(nèi)側(cè)向下修筑至29號壩段壩前的施工道路，并在29號壩段壩體上游側(cè)先施工入倉斜坡道，采用壩前入倉的方式將29號與30號壩段合倉碾壓施工[3- 4]，直到與28號壩段高程接近后自28號壩段入倉施工至3個(gè)壩段同高。

后期，為保證泄流底孔壩段能繼續(xù)上升，采用加高28號壩段壩前二期上游圍堰形成道路的方式，自28號壩段壩前入倉繼續(xù)施工28號～30號壩段，為泄流底孔壩段混凝土澆筑提供施工平臺，直至壩前道路加高至寬度不能滿足單車通行為止。此時(shí)，大壩二期基坑其他壩段與30號壩段已形成較大高差，仍不具備從右岸壩體內(nèi)入倉的條件，采取28號及29號壩段上游側(cè)設(shè)置臨時(shí)縱縫的方式，繼續(xù)施工縱縫下游側(cè)混凝土，形成通向30號壩段的壩內(nèi)左右方向入倉道路，以滿足28號～30號壩段繼續(xù)上升的條件。28號～30號壩段間施工形成臺階狀，并繼續(xù)為泄流底孔壩段提供施工平臺，以滿足施工進(jìn)度要求。壩體內(nèi)道路布置見圖3。

圖3 壩體內(nèi)道路布置

3.3 第三階段

泄流底孔壩段流道層頂板上部混凝土施工階段，壩體下游側(cè)為碾壓混凝土，上游側(cè)為常態(tài)混凝土。30號壩段右側(cè)其他壩段施工與28號～30號壩段高程接近時(shí)，此時(shí)直接自右岸壩體內(nèi)形成施工道路至泄流底孔壩段。在工作弧門啟閉機(jī)室底板以上部分至179 m高程廊道層時(shí)，先施工下游側(cè)碾壓混凝土，主要采用自卸汽車直接入倉的方式單個(gè)壩段上升；然后利用已澆筑混凝土作為通道，采用長臂反鏟澆筑上游側(cè)常態(tài)混凝土。在流道頂板至工作弧門啟閉機(jī)室底板高程間主要采用布料機(jī)以及長臂反鏟，同時(shí)輔以塔機(jī)澆筑常態(tài)混凝土。該階段，泄流底孔壩段始終滯后于28號壩段3 m左右上升。

為滿足2019年9月初期蓄水要求，溢流壩段30號～34號壩段施工至167.76 m高程后不再繼續(xù)上升，形成臨時(shí)度汛缺口，其他所有壩段達(dá)到176 m高程具備擋水條件。為使泄流底孔壩段達(dá)到176 m高程，在臨時(shí)預(yù)留缺口兩側(cè)采用鋼棧橋[5]，與缺口邊相鄰壩段逐步形成臺階，并澆筑連接各壩段臺階的壩內(nèi)道路，形成至泄流底孔壩段的入倉通道。28號、29號壩段利用鋼棧橋整體施工5.4 m高后，然后在29號壩段采用施工斜坡道的方式，繼續(xù)施工28號壩段至2.7 m高，形成至泄流底孔壩段的入倉道路，采用自卸汽車直接入倉的方式澆筑碾壓混凝土。完成后，用長臂反鏟澆筑上游段常態(tài)混凝土。在滿足176 m高程目標(biāo)后，繼續(xù)施工至182 m高程。

3.4 第四階段

泄流底孔壩段182 m高程以上混凝土施工階段，該高程以上全部為常態(tài)混凝土。此時(shí)，采用在26號壩段右側(cè)面預(yù)留槽中搭設(shè)溜槽[6]的方式澆筑上部常態(tài)混凝土。采用自卸汽車運(yùn)輸混凝土至26號壩段，將混凝土卸入專門制作的料斗，由反鏟輔助送至溜槽中，輸送至倉中料斗中，并采用布置于倉面中的反鏟進(jìn)行混凝土澆筑，直至澆筑至壩頂。

4 結(jié) 語

蘇阿皮蒂水利樞紐項(xiàng)目泄流底孔壩段結(jié)構(gòu)復(fù)雜，各工序交叉作業(yè)相互干擾大，且不能與兩側(cè)相鄰壩段同步上升，始終處于大壩施工的關(guān)鍵線路上。在施工過程中，通過在不同階段靈活采用多種不同入倉方式，最終按期完成了施工任務(wù)，保證了合同節(jié)點(diǎn)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。