姚國虎

（中國水利水電第八工程局有限公司 長沙市 410007）

1 概 述

索風營水電站位于貴州省修文、黔西縣交界的烏江干流六廣河段，是烏江干流繼洪家渡、東風水電站之后的第3個梯級電站，工程以發(fā)電為主并承擔調(diào)峰、調(diào)頻、事故備用等任務。工程樞紐由碾壓混凝土重力壩、壩身泄洪表孔、右岸引水系統(tǒng)及地下廠房等建筑物組成。電站總裝機容量600MW，保證出力166.9MW，多年平均發(fā)電量20.11億kW·h。

大壩由河床溢流壩段和兩岸擋水壩段組成，壩頂全長164.58m，其中河床溢流壩段長82m，壩基高程為EL.729m，壩頂高程為EL.843.8m，最大壩高114.8m，壩頂寬11m。大壩為全斷面碾壓混凝土重力壩，混凝土總量為55.5萬m3,其中碾壓混凝土方量為44.7萬m3，常態(tài)混凝土方量為10.8萬m3。河床溢流壩段布置5孔單孔寬13m、堰頂高程EL.818.5m的開敞式溢流表孔，下游以“X”型寬尾墩+臺階壩面+消力池的組合方式消能。整個壩體在EL.732m及EL.783.2m設置有兩層水平廊道，溢流壩段碾壓混凝土頂高程為EL.811.4m，非溢流壩段混凝土頂高程為EL.842.8m。

2 碾壓混凝土連續(xù)上升施工技術(shù)措施

碾壓混凝土連續(xù)上升施工不僅要滿足碾壓混凝土施工強度大、機械化強度高、施工中各工序之間配合緊密等基本要求，還需要滿足長周期不間歇連續(xù)上升施工的要求。因此必須從原材料供應、碾壓混凝土生產(chǎn)、運輸、入倉及施工設備配置、倉面施工準備等環(huán)節(jié)作統(tǒng)籌安排，科學布置，才能保證碾壓混凝土連續(xù)上升的順利進行。

2.1 原材料供應

大壩碾壓混凝土所使用砂石骨料為索風營水電站工程C2標采用石灰?guī)r軋制的人工砂石骨料，砂石骨料通過皮帶機從C2標儲料場直接輸送到拌和系統(tǒng)砂石調(diào)節(jié)料倉，再通過皮帶機轉(zhuǎn)運到預冷料倉預冷后直接運送上拌和樓；工程所用水泥為貴州水泥廠生產(chǎn)的“烏江牌”42.5#普通硅酸鹽水泥，水泥利用水泥罐車直接散裝運輸至拌和系統(tǒng)，氣送入水泥儲料罐，通過安裝于儲料罐底部的氣化泵氣送上樓；大壩碾壓混凝土使用的摻合料為貴州凱里電廠粉煤灰和遵義電廠粉煤灰，粉煤灰利用料罐車直接散裝運輸至拌和系統(tǒng)，氣送入粉煤灰儲料罐，通過安裝于儲料罐底部的氣化泵氣送上樓；大壩碾壓混凝土使用的外加劑為四川成都晶華化工有限責任公司生產(chǎn)的QHR20型高效減水劑，通過布置于EL.910m外加劑池配制成溶液后，利用管道直接輸送至拌和樓。所有原材料基本上均達到機械化作業(yè)，能滿足碾壓混凝土連續(xù)上升施工的要求。

2.2 拌和系統(tǒng)布置

為滿足碾壓混凝土施工連續(xù)上升澆筑要求，拌和系統(tǒng)規(guī)劃布置上既要能滿足碾壓混凝土施工強度的生產(chǎn)要求，又要能滿足單座樓體或拌和機檢修保養(yǎng)時能保證碾壓混凝土的正常生產(chǎn)。

綜合倉面最大澆筑強度及樓體檢修保養(yǎng)要求，拌和樓選用HZ300-2S4000L型雙臥軸強制式混凝土拌和樓1座，攪拌機為2臺德國BHS公司生產(chǎn)的雙臥軸強制變速攪拌機，出料容積為2×4m3，混凝土生產(chǎn)能力為：碾壓混凝土250m3/h；常態(tài)混凝土300m3/h（最大骨料150mm）；另選用八局自行研制并在沙牌工程使用過的強制式連續(xù)拌和樓1座備用，混凝土生產(chǎn)能力為：碾壓混凝土200m3/h；常態(tài)混凝土150m3/h。

2.3 碾壓混凝土運輸

碾壓混凝土均采用20t自卸汽車運輸，運輸最大距離1.5km（拌和樓出料口至大壩右岸EL843.8平臺）。單車運輸能力為7.8m3/車，5車/h，小時運輸能力39m3/h。根據(jù)倉面最大澆筑強度，配置自卸汽車8臺（其中2臺備用）。

2.4 碾壓混凝土入倉

索風營碾壓混凝土大壩左右非溢壩段碾壓混凝土均采用真空溜槽輸送入倉，真空溜槽槽身做成6m長一個標準節(jié)，采用螺栓連接，在使用過程中隨著壩體混凝土澆筑上升逐節(jié)拆除，以滿足碾壓混凝土入倉需要。同時在真空溜槽出料口懸掛一橡膠溜筒，便于倉內(nèi)轉(zhuǎn)料汽車接料及減小下料落差。

2.5 模 板

施工過程中需要立模的部位有上游迎水面、壩段橫縫面及下游臺階面。根據(jù)縫面結(jié)構(gòu)特點，上游迎水面及壩段橫縫面采用交替式上升大模板，下游臺階面采用連續(xù)翻升模板。

（1）交替上升大模板：單塊模板尺寸為3.1m×3m（高×寬），每兩塊模板組成一套模板使用。該模板后面支撐采用鋼桁架結(jié)構(gòu)，具有足夠的剛度及強度，保證在混凝土施工中其變形在規(guī)范允許范圍內(nèi)；面板采用芬蘭VⅠSA面板，以保證混凝土澆筑外觀質(zhì)量。單塊模板設三排Φ22拉模筋，每排兩根。該模板具有立?？?、易校正的優(yōu)點，采用吊車吊裝立模只需15min。施工時交替向上翻升，可滿足壩體連續(xù)上升澆筑要求。

（2）壩后臺階連續(xù)翻升模板：模板尺寸為1.2m×3m（高×寬），該模板后部采用鋼桁架支撐，面板采用4mm厚鋼板。模板數(shù)量按6m澆筑層配置，即配置5層臺階模板。施工時，第一層模板在碾壓混凝土澆筑層面上立好，在碾壓混凝土上升過程中將第二層、第三層、第四層、第五層模板依次立上去，澆筑第六層時將第一層模板翻升上來，如此循環(huán)，可滿足壩體連續(xù)上升澆筑要求。

2.6 主要施工機械設備配置

碾壓混凝土澆筑的特點是施工機械化程度高，澆筑過程中主要是靠平倉機和碾壓機作業(yè)，只有模板周邊、靠邊坡等變態(tài)混凝土部位才采用人工手持振搗棒振搗。

根據(jù)平倉機、碾壓機生產(chǎn)效率，結(jié)合索風營碾壓混凝土施工碾壓作業(yè)參數(shù)（碾壓機行走速度、碾壓遍數(shù)等），經(jīng)計算分析，倉面面積在2000m2以內(nèi)時需要1臺BM202、1臺D301P平倉機即可滿足施工要求；倉面面積在4000 m2以內(nèi)時需要2臺BMW、2臺平倉機即可滿足施工要求。同時為保證倉面施工的邊續(xù)性，平倉機、碾壓機均增加1臺備用，并配置1臺手扶式小碾對模板邊角等部位進行碾壓，配置一定數(shù)量的手持式振搗棒振搗變態(tài)混凝土，保證其與碾壓混凝土澆筑同步進行。

2.7 溫度控制

傳統(tǒng)的碾壓混凝土澆筑多采用3m升層澆筑，層間間歇期一般為7～8天，由于碾壓混凝土的水化熱發(fā)生的過程較緩慢，內(nèi)部達到最高溫度的時間長，通過間歇期層面散熱的效果有限，但仍能部份降低碾壓混凝土內(nèi)部溫度峰值。連續(xù)上升澆筑時，由于其上覆蓋混凝土層厚，其內(nèi)部混凝土水化熱無法散出，造成內(nèi)部溫度高，有可能超過設計要求導致不能連續(xù)施工。因此必須采取有效的溫控措施，才能保證混凝土連續(xù)上升施工澆筑。采取的主要溫控措施如下：

（1）加強出機口溫度控制：在拌和系統(tǒng)布置了150萬大卡制冷容量的制冷系統(tǒng)，對預冷骨料倉內(nèi)的粗骨料進行通冷風冷卻及向拌和機內(nèi)提供拌和用冷水，保證出機口碾壓混凝土溫度在17℃以下。

（2）加強運輸過程中溫度控制：在碾壓混凝土運輸汽車及皮帶機上搭設遮陽棚，以防止陽光直曬，同時要求運輸混凝土車輛在途中不得停留，以減少碾壓混凝土運輸過程中溫度的回升。

（3）保持倉面持續(xù)噴霧：在混凝土攤鋪及碾壓過程中，配置一定數(shù)量的噴槍，采用45°仰角向倉面上空持續(xù)噴霧，因倉面噴霧不只是保持混凝土表面水分，還具有降低倉面氣溫的作用。實踐證明，噴霧倉面的氣溫比未噴霧倉面的氣溫要低（2～3）℃，對降低混凝土溫度具有明顯的效果。

（4）埋設冷卻水管通水降溫:在壩體混凝土澆筑以后，由于水泥水化熱將導致壩體混凝土混凝土溫度繼續(xù)升高，為了控制壩體內(nèi)部混凝土溫度超過設計容許溫度，采用在壩體內(nèi)部埋設計冷卻水管，通水冷卻壩體混凝土以進行后期溫度控制。

冷卻水管埋設：冷卻水管埋設為1.5m×1.5m，即層間距1.5m，管間距1.5m，單根管路長度按200m左右控制，最大不超過250m。冷卻水管埋設不允許跨越壩體誘導縫。水管按高程在碾壓混凝土層面碾壓完畢后進行鋪設，鋪好的水管用10#鐵絲做成的U形卡固定，水管鋪設完畢后，即可進行上層碾壓混凝土鋪料工作，但鋪料時應防止粗骨料壓扁或損壞水管，在上層碾壓混凝土鋪料碾壓完畢后應立即通水檢查，如發(fā)現(xiàn)有漏水或出水量較少的情況，要找出漏水點或管道堵塞位置，并將該部位混凝土挖開對水管進行處理，使其通水量達到要求，然后再將該部位混凝土重新回填碾壓密實。

通水冷卻：通水冷卻時間在鋪設水管層混凝土碾壓完畢后即開始進行，冷卻水進水溫度按（10～12）℃控制，通水冷卻20天后，根據(jù)進行出水口溫差及觀測溫度再決定是否繼續(xù)通水；通水流速按（0.6～0.7）m/s控制，為減少通水對初期混凝土造成不良影響，前2天流速適當降低；冷卻水進水口水溫與壩體內(nèi)部溫度溫差按 （17～20）℃控制，對出水溫度大于30℃的水管采用加大通水流量的措施。

通水冷卻效果：根據(jù)對冷卻水進出水口溫度測量結(jié)果比較，進出水溫差值在（6～8）℃之間；根據(jù)壩體內(nèi)所埋溫度計及測溫光纜觀測結(jié)果，通水冷卻部位跟未通水冷卻部位溫度差值在（4～6）℃之間，可見通水冷卻對壩體降溫的效果是非常明顯的，利用通水冷卻控制碾壓混凝土連續(xù)上升施工內(nèi)部溫度是一種較好的方法。

3 結(jié)語

索風營水電站碾壓混凝土重力壩通過對碾壓混凝土生產(chǎn)、運輸及倉面模板等施工工序的改進，成功地實現(xiàn)了碾壓混凝土的連續(xù)上升澆筑。但由于受岸坡固結(jié)灌漿的影響，升層高度一般只在（12～18）m左右，只在非溢流壩段部位部位達到一次澆筑到壩頂，升層高度達31.4m，并且澆筑過程中受原材料供應、設備故障等影響，也曾造成被迫停倉的情況。通過對索風營水電站碾壓混凝土連續(xù)上升施工情況及施工質(zhì)量分析，連續(xù)上升施工是可行的，對縮短施工工期是一種行之有效的方式，但是應注意以下幾點：

（1）混凝土原材料供應、運輸、入倉方式、倉面模板及設備配置等工序方面合理規(guī)劃、統(tǒng)籌布置，以保證能滿足碾壓混凝土高強度、長周期的施工要求。

（2）采取有效的溫控措施對混凝土內(nèi)部溫度進行有效控制。

（3）對壩基及岸坡固結(jié)灌漿采用無蓋重固結(jié)灌漿方式，提前將固結(jié)灌漿施工完畢，使固結(jié)灌漿不占用碾壓混凝土澆筑的直線工期，保證碾壓混凝土澆筑的連續(xù)性。