淺談沖乎爾水電站嚴寒地區(qū)施工

高滿庫（中國水利水電第十一工程局有限公司）

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淺談沖乎爾水電站嚴寒地區(qū)施工

高滿庫（中國水利水電第十一工程局有限公司）

沖乎爾水電站位于新疆阿勒泰地區(qū)布爾津縣境內(nèi)，地理緯度高，太陽輻射量小，氣候干燥，冬季漫長嚴寒，有效年施工期僅6～7個月，工期緊，施工環(huán)境惡劣，施工難度大，質(zhì)量要求高。在各參建單位的大力支持配合下，按期完成了各項施工目標，得到了業(yè)主和地方政府的一致好評，為企業(yè)在新疆地區(qū)水電市場贏得了信譽。

沖乎爾水電站；嚴寒地區(qū)；施工

1　概述

布爾津河沖乎爾水電站位于新疆阿勒泰地區(qū)的布爾津縣境內(nèi)，距布爾津河匯合口處84.0km，距布爾津縣城70km，是布爾津河上規(guī)劃的第五個梯級水電站。

沖乎爾水電站是阿勒泰地區(qū)電網(wǎng)供電的樞紐電站。水庫總庫容0.8億m3，調(diào)節(jié)庫容0.48億m3，正常蓄水位755.0m高程，死水位738.0m高程，電站總裝機容量110MW，最大壩高74m。屬中型Ⅲ等工程，總投資9.67億元。

2　主要施工條件、特點

2.1低溫季節(jié)混凝土施工質(zhì)量保證措施

由于工程地處我國西北部的嚴寒地區(qū)，壩區(qū)低溫時段長，且大壩混凝土施工跨越3個完整的低溫季節(jié)，需加強混凝土溫控措施，保證低溫季節(jié)已澆混凝土的質(zhì)量也是本工程的重點。冬季來臨時，新澆筑的混凝土需進行越冬保護，混凝土澆筑過程中，上、下游面采用噴涂5cm厚聚氨酯保溫，接近冬季時段澆筑的混凝土，必須避開寒潮發(fā)生時段，選擇晴天無風天氣氣溫在10～16℃時進行，拆模后隨即進行聚氨酯保溫層噴涂，防止新澆筑的混凝土受凍。冬季停歇面采用10cm的聚苯板進行保溫。經(jīng)驗說明，有條件采取當?shù)夭牧线M行覆蓋保溫，效果很好，如采取干砂土或干礫石土覆蓋，其上再覆蓋塑料薄膜防止雨雪侵入，同樣可以達到保溫效果。采取這樣的保溫措施可防止混凝土出現(xiàn)較大的內(nèi)外溫差和上下層溫差。

2.2氣侯干燥、蒸發(fā)強度高，風大且多風不利于碾壓混凝土施工

RCC層間結(jié)合是RCC質(zhì)量的重要指標，對壩體防滲起著至關(guān)重要的作用，本工程所在區(qū)域空氣濕度不到20%，不利于干硬性RCC的施工，同時大風天氣變化頻繁，倉面RCC表面易失水，使骨料包裹的膠凝材料散失其膠結(jié)作用，影響RCC的層間結(jié)合質(zhì)量。如何提高碾壓倉面空氣濕度，改善RCC施工環(huán)境，是保證RCC層間結(jié)合質(zhì)量的重要課題。本工程采用沖毛槍在碾壓層面上方3～5m高度噴灑霧化水汽，通過設(shè)置在壩體周邊高壓噴淋設(shè)施，增加倉面空氣濕度，來改善倉面小環(huán)境，對RCC表面失水進行適當補償，確保RCC的層間結(jié)合質(zhì)量。

3　主要施工方案

3.1壩體碾壓混凝土施工

沖乎爾水電站碾壓混凝土模板主要采用多卡模板 （標準尺寸3m×2.1m，3m×1.8m兩種形式），隨著澆筑進度可以連續(xù)翻升。大壩碾壓混凝土80%采用自卸汽車直接入倉，其余采用皮帶機接垂直溜管入倉。

止水銅片采用壓力機現(xiàn)場冷壓成型，使用黃銅焊條現(xiàn)場氣焊，雙面搭接，搭接長度不小于20mm。查缺補漏后立模固定，縫內(nèi)采用瀝青麻繩填充。橡膠止水采用現(xiàn)場熱合機加熱膠結(jié)，安裝時用鋼筋架立固定以免變形或撕裂。

碾壓混凝土的拌和采用廣州多維產(chǎn)的DW240S連續(xù)推進式拌和系統(tǒng)兩套，銘牌生產(chǎn)能力為 2×240m3/h，實際生產(chǎn)能力為2×180m3/h左右，操作系統(tǒng)采用全電腦控制。混凝土拌和用水取上游河水，經(jīng)蓄水池沉淀后使用。

混凝土水平運輸使用15～20t自卸汽車，在入倉前對車輛輪胎進行沖洗，經(jīng)脫水路段后入倉，卸料后用推土機攤平，鋪料厚度按36cm控制。卸料和平倉按照平行壩軸線的方向進行，條帶寬度5m左右。在模板、止水、鋼筋和埋件附近采用人工鋪料。

混凝土的碾壓設(shè)備主要使用BW202AD-2型雙鋼輪振動碾和YJ-18型膠輪振動碾。碾壓方向為平行于壩軸線方向，先無振碾壓2遍，再有振碾壓8遍，最后無振碾壓2遍，碾壓后厚度30cm。在靠近模板、止水、埋件附近使用小振動碾碾壓，碾壓18遍。

在壩體上下游面50cm的防滲區(qū)、廊道周圍50cm范圍內(nèi)和止水、埋件、孔口周邊，以及振動碾難以靠近的部位使用變態(tài)混凝土，采用二級配RCC摻加水泥漿液，漿液中水泥與粉煤灰的比值為1：1，水膠比為0.55，漿液比重為1.66～1.7g/cm3。加漿量為變態(tài)混凝土體積的5～7%。采用挖槽法加漿，加漿后振搗密實。在變態(tài)混凝土與碾壓混凝土的結(jié)合部位對兩種混凝土同時振搗，最后用振動碾進行騎縫復(fù)碾。

碾壓混凝土采用切縫機成縫，縫內(nèi)填充油毛氈。

3.2常態(tài)混凝土施工

“80后”的牛超，2010年畢業(yè)于河南農(nóng)業(yè)大學(xué)生物化學(xué)專業(yè)，畢業(yè)后，便隨同學(xué)一起到廣東發(fā)展。手里有了積蓄后，他萌發(fā)把自己所學(xué)的植保知識奉獻給家鄉(xiāng)的念頭。他辭掉優(yōu)厚的待遇回到臺天村，創(chuàng)辦了農(nóng)資經(jīng)銷店，后來又轉(zhuǎn)包200畝土地，成立牛超家庭農(nóng)場，接著又成立了正陽縣金鳳農(nóng)技專業(yè)合作社，擔任理事長；接著，他采取“眾籌”聯(lián)營的辦法，與其他6名返鄉(xiāng)的“80后”大學(xué)畢業(yè)生成立了以農(nóng)村農(nóng)機植保服務(wù)為主體的“正陽牛”打藥團隊。

泄洪底孔壩段在下游側(cè)布置1臺K5050塔式起重機作為混凝土和鋼筋、模板等材料垂直運輸?shù)闹饕ぞ?，塔吊范圍外?cè)用其它移動式起重機進行作業(yè)為滿足底板澆筑混凝土供料要求，在1#拌合站至底孔上游側(cè)布設(shè)上壩皮帶機輸送混凝土，因底板厚度達4m，倉號鋼筋綁扎后無法垂直入倉，采用每隔7～8m抽取部分鋼筋形成入倉口布料機下接料管輸送混凝土入倉。鋼筋在左岸加工廠加工，汽車運至現(xiàn)場綁扎焊接，模板（除滑模外）均采用小型鋼模板及雙面竹膠板現(xiàn)場拼裝?；炷翝仓捎梅謱訚仓ǎ繉雍穸?.3～0.5m。

進口閘井段從高程721.50～755.00m為等截面混凝土結(jié)構(gòu)，在該高程范圍內(nèi)適宜采用滑模施工一次澆筑成型，高程755.00～756.00m仍采用常規(guī)方法施工，軌道安裝也隨滑模上升同步進行。滑?；^程中隨時綁扎鋼筋，鋼筋綁扎超前于混凝土，并采取措施控制鋼筋保護層厚度在誤差范圍內(nèi)。模板在現(xiàn)場加工拼裝，混凝土采用2臺HBT60E混凝土泵車送至下游側(cè)高程755.00m壩面上，再通過φ200鋼管送至倉面上，為防止混凝土下落速度過大在鋼管出口處設(shè)置緩沖器，閘井段高33.5m用滑模一次性成功，共歷時11d。

發(fā)電引水壩段進水塔等截面結(jié)構(gòu)混凝土襯砌工程采用滑模施工，比傳統(tǒng)的支模施工更能保證質(zhì)量，降低成本，提高工效，減少安全隱患。采用滑模施工由于混凝土是連續(xù)澆筑的，故可以最大限度地減少甚至避免施工縫，使混凝土的整體性更好；避免了支模、拆模，搭拆腳手架等多種重復(fù)性工作，故進度更快；工效更高；材料消耗更少。因此，根據(jù)該工程結(jié)構(gòu)特征，及現(xiàn)場設(shè)備配備情況，發(fā)電進水口常態(tài)混凝土施工方案為：將攔污柵和進水塔從發(fā)0～009.11位置分開施工，該位置按施工縫相關(guān)處理措施進行處理。攔污柵EL724.00～752.90（頂部牛腿底部）段、進水塔門楣以上EL731.5～751.45高程段采用滑模施工，其余部分采用常規(guī)立模澆筑混凝土的施工方案。

發(fā)電廠房在尾水渠反坡段設(shè)置K5050塔機1臺，作為垂直吊運鋼筋、模板等材料和混凝土垂直入倉的主要手段，廠房混凝土澆筑根據(jù)不同澆筑部位采用溜槽、混凝土泵及塔機等方式入倉?；炷劣砂韬驼炯邪柚?，自卸汽車運輸卸至吊罐或受料口，采用人工平倉和振搗。四個機組段采用跳倉法流水作業(yè)，混凝土攤鋪層厚30～50cm。發(fā)電機層以上框架結(jié)構(gòu)采用混凝土泵送入倉。

二期混凝土主要為座環(huán)、蝸殼、發(fā)電機墩等埋件的外包混凝土，澆筑前首先將埋件數(shù)量、位置、型號、技術(shù)要求等核對無誤，經(jīng)有關(guān)各方簽字確認后方可進行混凝土澆筑。座環(huán)進料從底環(huán)上進料孔或從外側(cè)面板上開孔進料，蝸殼二期混凝土分上下兩個半圓均勻下料，發(fā)電機墩（支墩、風罩）二期混凝土為圓環(huán)形，模板采用一次立模，溜筒或溜槽入倉，分層澆筑均勻上升，局部不易振實部位予埋灌漿管，在澆筑后進行回填灌漿處理。

溢流表孔常態(tài)混凝土滯后于碾壓混凝土施工，在壩體碾壓混凝土施工過程中，采用2cm木模預(yù)留二期混凝土，待碾壓混凝土施工完成后，進行該部位的常態(tài)混凝土施工。

沖乎爾水電站溢流表孔常態(tài)混凝土施工，打破了以往施工溢流面采用滑模及拉模的施工理念，采用了大壩碾壓混凝土多卡模板連續(xù)翻升進行常態(tài)混凝土施工。溢流表孔由兩側(cè)邊墻和溢流面組成，邊墻采用小鋼?，F(xiàn)場拼裝，溢流面下部圓弧段采用小鋼模和雙面竹膠模板組合施工，溢流面斜坡段采用多卡模板連續(xù)翻升至頂部。在溢流面斜坡段混凝土施工前，兩側(cè)邊墻及溢流面鋼筋一次性安裝完成，邊墻及溢流面混凝土同時進行澆筑，混凝土入倉采用從壩頂沿著溢流面預(yù)留臺階敷設(shè)3根φ200鋼管輸送至倉號，一次性連續(xù)上升澆筑30m，共歷時7d。

4　主要工程措施和技術(shù)特色

（1）投入足夠的資源：左右岸布置了2座DW-240S型連續(xù)式強拌站生產(chǎn)能力為240m3/h和右岸布置一座HZS-50A型強拌站生產(chǎn)能力為50m3/h，滿足了混凝土高峰月澆筑強度要求。

（2）加快一期基坑開挖，投入足夠的機械設(shè)備，確保了基坑墊層混凝土按期進行澆筑。

（3）受地域條件限制，水泥和粉煤灰罐裝不能滿足現(xiàn)場施工生能力要求，在左岸拌和站建設(shè)了一座可儲存水泥、粉煤灰共2500t的倉庫，滿足現(xiàn)場生產(chǎn)的需求。

（4）合理規(guī)劃入倉道路，在11#～14#壩段碾壓混凝土施工過程中，采用溢流壩段預(yù)留缺口作為碾壓混凝土入倉口，連續(xù)碾壓上升35.2m；在倉面積較大部位，采用斜層碾壓工藝，減少備倉對直線工期的占用。

（5）為了提前實現(xiàn)下閘蓄水及首臺機組發(fā)電的目標，在發(fā)電引水壩段攔污柵及進水塔EL724～EL753及泄洪底孔進口閘井EL721.5～EL755采用了滑模施工技術(shù)。

（6）為了提高鋼筋制作和安裝的效率，采用了等強度滾軋直螺紋套筒連接代替φ32電弧幫條焊，大大縮短了鋼筋安裝的時間，保證了質(zhì)量，提高了工效，降低了成本，為后續(xù)工作贏得了寶貴時間。

（7）為了確保C3料場在2008年汛期到來之后不被淹沒，能繼續(xù)開采加工混凝土骨料，以保證大壩混凝土澆筑有充足的原材料，經(jīng)過多方協(xié)商、溝通，在壩體17#壩段碾壓混凝土部位EL708m高程預(yù)留缺口，降低了壩前水位，為來年混凝土施工儲存足夠的砂石料。

（8）溢流表孔常態(tài)混凝土施工中，打破了傳統(tǒng)的滑模及拉模的施工技術(shù)，采用了可操作性較強的多卡連續(xù)翻升模板進行溢流面常態(tài)混凝土施工。

（9）選用混凝土表面噴涂聚氨脂材料進行越冬保溫和永久保溫，在外界氣溫出現(xiàn)負溫前完成保溫，或及時先采用保溫被覆蓋。聚氨脂施工環(huán)境要求低，噴涂速度快，保溫防裂效果好。

5　結(jié)語

沖乎爾水電站歷經(jīng)三載寒暑、攻堅克難，攔河大壩順利實現(xiàn)下閘蓄水和首臺機組發(fā)電的目標；通過對大壩各部位的監(jiān)測和檢驗，各項指標均符合設(shè)計及驗收規(guī)范的要求，證明在嚴寒、多風干旱地區(qū)（RCC）混凝土施工所采用的施工方法和技術(shù)措施是得當?shù)?，有效地避免了裂縫、層間結(jié)合差等通病，為同類地區(qū)的碾壓混凝土施工提供了可借鑒的經(jīng)驗。

2016-6-20

TV642

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2095-2066（2016）19-0023-02