天花板水電站高溫季節大壩碾壓混凝土施工質量控制

宗建倫

（云南滇能 （集團）控股公司昭通工程建設指揮部，云南 昭通 657000）

1 工程概況

天花板水電站工程壩址位于牛欄江支流清水河河口上游約1.5 km的天花板峽谷處，為混合式開發水電站，建筑物主要由碾壓混凝土雙曲拱壩、引水系統、地面廠房等組成。工程為三等中型工程。樞紐水庫正常蓄水位1 071.00 m，總庫容0.787億m3，死水位1 050.00 m，拱壩壩頂高程1 076.80 m，最大壩高107.0 m，拱端最大厚度24.247 m，壩頂最小寬度6.0 m，厚高比0.215，壩頂軸線展開長度159.87 m，其中，左岸非溢流壩段長44.86 m，溢流壩段長66.2 m，右岸非溢流壩段長48.81 m。大壩中部1 020.00 m高程布置2個泄洪中孔，1 025.00 m高程布置1個排沙孔，頂部1 062.5 m高程布置3個表孔。

牛欄江流域除上游部分地區屬于北亞熱帶季風氣候外，絕大部分地區屬于暖溫帶高原季風氣候。年溫差大、日溫差小，干濕季節明顯。由于地形高差較大，形成了較為明顯的立體氣候，河谷等地勢低的地方溫度高，降雨量小，高山區溫度低，降雨量大。年平均氣溫17.2℃，最低氣溫-11.5℃，最高氣溫33℃。

2 高溫季節碾壓混凝土施工質量控制

根據天花板水電站氣象資料，每年6月～10月屬高溫季節，尤其白天氣溫較高。大壩碾壓混凝土拌和制冷系統于2009年7月投產，2009年5月9日大壩碾壓混凝土澆筑至978.45 m高程，2009年6月3日完成了978.5 m以下高程固結灌漿施工，2009年6月～10月大壩混凝土由978.5 m高程澆筑到1 010 m高程。高溫時段碾壓混凝土施工量大，其質量控制極為重要。

2.1 倉面規劃

倉面采取垂直水流方向分條帶鋪料碾壓施工，上游面二級配碾壓混凝土須單獨分一個條帶 （含變態混凝土），鋪料寬度不小于設計寬度，下游面三級配混凝土按6～8 m分條帶施工，整個鋪料、碾壓工序從上游向下游推進，鋪料主要采取進占法，廊道層局部采用后退法。鋪筑厚度按34 cm控制，壓實厚度為30 cm；特殊情況下，如出現極端氣象條件、設備嚴重故障等不可預料的情況，且影響層間澆筑時間時鋪筑厚度按29 cm控制，壓實厚度為25 cm。978.7～1 000 m高程大壩倉面通倉面積為1 885.61～2 420.94 m2。

1 000 m高程以下最大入倉強度：碾壓層厚為30 cm和25 cm時分別為726.3、605.2 m3。實際入倉強度 180～120 m3/h。

2.2 拌和系統

拌和系統配置1座HLS120拌和樓和1座DWD160拌和站。HLS120拌和樓預冷碾壓混凝土實際產量為60～90 m3/h。DWD160拌和站額定產量8 m3/3 min，碾壓混凝土實際產量為120 m3/h。

系統配置5座容量達4 000 t的膠凝材料罐；相應配置單臺功率90 kW、風量40 m3/h的大容量輸灰設備4臺；同時HLS120拌和樓配70 t灰罐3座，DWD160拌和站配100 t灰罐2座，可滿足現有的生產需要。

2.3 制冷系統

混凝土系統制冷系統裝機容量175萬kcal，其中一次風冷75萬kcal，二次風冷50萬kcal，制冷水50萬kcal（制冷系統設計）。選用3臺JZLG20螺桿式氨壓機及1臺JZLG16螺桿式氨壓機作為制冷系統主要設備，冷凝器和高壓儲氨器、低壓循環貯氨器、氨泵、高效空氣冷卻器、冷水機組等作為制冷系統輔助設備。

骨料溫度經過一次風冷、二次風冷降到2～3℃，以現有制冷工況及實際生產工藝和配合比的骨料要求可以拌制95 m3/h出機口溫度為14℃的預冷混凝土。

2.4 骨料砂石系統

人工砂石料加工系統粗碎處理能力為500 t/h，成品生產能力為400 t/h。

人工砂石系統與拌和系統相鄰布置，系統設置了粗碎車間、半成品堆料倉、中碎車間、一篩車間、制砂調節料倉、細碎制砂車間、二篩車間和成品料堆場等部分。成品料出料采用膠帶機輸送。

成品料倉設常態混凝土砂倉2個，RCC砂倉2個， 5～20、 20～40、 40～80 mm 骨料倉共 7 個； RCC砂倉儲存容量7 500 m3，5～20 mm骨料儲存容量3 500 m3， 20～40 mm 骨料儲存容量 3 500 m3， 40～80 mm骨料儲存容量1 700 m3。

在碾壓混凝土生產前，各倉儲備容量碾壓砂可滿足12 000 m3用量，大中小石可滿足8 700 m3用量。砂石系統完全能夠保證4～6 h的入倉用量。

2.5 溫度控制措施

（1）高溫季節澆筑壩體強、弱約束區混凝土時，確保碾壓混凝土盡快入倉。碾壓混凝土入倉后應盡快完成平倉和碾壓，從拌和樓到碾壓完畢的最長歷時不宜超過2 h。

（2）出機口溫度控制。砂料倉設遮陽設施，地弄取料，砂料倉頂部采取噴霧措施；在碾壓混凝土施工前，將成品料倉生產至滿倉狀態，堆料高度可達10～12 m；將成品料倉地壟前后出口部分封閉，保持地壟內溫度在高溫時段不至回溫過快；在粗骨料倉面安裝1臺噴霧機，采用噴霧措施降低高溫時段粗骨料的溫度。

（3）混凝土生產及運輸過程溫度控制。混凝土采用自卸汽車運輸，為防止混凝土在運輸過程中溫度回升過快，對自卸車加裝遮陽篷；混凝土接料前和接料時用涼水沖洗車廂；混凝土接料后從拌和樓到倉面的下料時間控制在20 min以內；從拌和樓到倉面道路確保暢通，并灑水降溫減塵；拌和樓周圍灑水降溫減塵；對地壟拌和樓的運料皮帶機以及砂倉輸送膠帶機加裝遮陽遮雨棚。

（4）混凝土倉面溫度控制。減少混凝土上下層覆蓋時間，混凝土覆蓋時間控制在4 h左右，高溫時段在混凝土平倉碾壓完成后及時覆蓋土工布，避免太陽直射混凝土表面；采用噴霧機對澆筑倉面上空進行噴霧，降低倉面環境溫度，噴霧時做到覆蓋整個倉面，要求霧滴直徑達到40～80 μm，避免形成水滴落在混凝土面上，噴霧機均勻安放在周邊模板支架上，架高2～3 m，并結合風向，使噴霧方向與風向一致，結合倉面布置4臺噴霧機，根據實測情況，噴霧后倉面環境溫度較外界氣溫平均降低6℃左右，同時增加濕度，盡可能減少混凝土表面水分蒸發。

（5）倉面保溫。高溫季節澆筑過程中，混凝土平倉振搗后表面及時覆蓋土工布，直至上層混凝土開始澆筑鋪料時逐步揭開；混凝土澆筑收倉后層面立即覆蓋土工布進行隔熱保溫12～24 h，終凝后表面流水養護。控制澆筑溫度回升降低4℃左右。

（6）表面養護。對已澆筑完成的混凝土表面采取流水養護措施，對上下游及壩面暴露的側面采用花管淋水養護，水平面覆蓋土工布灑水養護，養護時間直至上一倉混凝土澆筑為止。

（7）冷卻水管。冷卻水管為HDPE（φ32 mm）塑料管，設計層距為1.0 m×1.0 m，層間間距為1.5 m，單根水管長度一般控制在250 m以內，冷卻水管連續通水時間10～15 d，混凝土溫度與水溫之差不超過25℃，冷卻時混凝土日降溫幅度不超過1℃，管中水流流速為0.6 m/s，水流方向24 h改變一次，以使壩體均勻冷卻。為預防澆筑不均衡，局部溫度偏高，攤鋪覆蓋后及時通水，削減溫峰3℃左右，控制最高溫度在要求范圍內。在溫控過程中，根據壩體溫度計溫度檢測，若出現最高溫度接近設計要求溫度2～3℃時，加大通水流速，增加通水流量，降低冷卻水溫。為保證壩體混凝土容許最高溫度為28～32℃，溫度測量單位加大測溫頻率，每2 h或4 h提供一次溫度監測數據，并根據現場實際情況，由現場監理工程師確定通水溫度、時間、流量等參數和要求。

2.6 混凝土澆筑控制

（1）澆筑前控制。倉面驗收前，必須完成上一倉大壩上下游已出露混凝土面的外觀檢查、缺陷的鑒定及處理，并已通過初步驗收合格。制漿站材料、管路已準備好，變態漿液配合比已在拌制現場張貼，制漿站減水劑已配置，現場稱量器具已準備，漿液檢測方法已確定。冷卻水管施工平臺已完成，進出水管路接口已到位。倉面保溫土工布已準備、噴霧設備已安裝并試用，碾壓平倉設備完好就位。有近3～5 d的天氣分析成果，基本確保不會出現高溫和大雨天氣，適合碾壓混凝土的施工。

（2）VC值控制。出機口VC值由施工單位試驗室及監理工程師試驗人員每2 h檢測一次，并根椐氣溫變化和倉面實際要求隨時調整。拌和樓工作人員經常觀察下料混凝土情況，出現骨料過干分離嚴重或混凝土過稀車箱內泛漿的情況，應立即通知試驗人員進行調整并采取措施。現場VC值由試驗室每2 h檢測一次，將檢測情況告知施工方工程部和監理現場人員。

（3）混凝土入倉。運輸車輛進入倉面應即時卸料即時出倉，避免車輛在倉面停留時間過長，降低運輸效率；卸料應盡量降低堆積高度，采用二次疊壓卸料法，減少骨料的分離；汽車卸料應與模板有3 m的距離，避免卸料對模板的沖擊；車輛從進入倉面，必須有專人引導指揮，車輛在專門的車道上行駛。

（4）碾壓。倉面振動碾行駛速度要求為1～1.5 km/h，嚴禁超速行駛。施工方工程部配合質管人員對振動碾進行測速，每層不少于2次，測速要求為18～25 m/min。

（5）養護。倉面收倉后應立即進行保溫、保濕及養護，作業隊安排專人鋪設保溫材料，灑水養護至下一倉開倉為止。

2.7 試驗室

施工方建立了施工試驗室，業主建立了中心試驗室，監理抽查的試驗樣品在業主中心試驗室試驗。對有爭議的試驗數據，以業主試驗室抽查試驗數據為準。要求施工方定時對各種材料進行檢查，對于混凝土坍落度、VC值、含氣量、溫度、氣溫等根據需要抽查，出現偏差及時調整。

3 質量控制制度

（1）為做好大壩碾壓混凝土工程質量控制特別是高溫季節的施工，在大壩碾壓混凝土施工中，業主按照滇能公司 “科學管理、精心組織、從嚴要求，質量第一”的方針精心組織管理。工程建設中嚴格按照質量目標進行管理，過程中要求參建四方執行“三檢制”，對關鍵工序、隱蔽工程實行重點盯防和旁站監督，對重大技術問題超前研究，并堅持用生產性試驗來指導混凝土各工序的施工。對混凝土“頑癥”和施工質量缺陷按 “三不放過”的原則嚴肅處理。

（2）建立參建四方質量管理責任制，分工明確，責任清晰。業主制定了 “天花板電站質理管理考核辦法”，為確保大壩混凝土施工質量、運行安全及美觀，成立一個由參建各方組成的大壩質量管理工作組。管理工作組針對大壩施工的各主要環節，從混凝土原材料、混凝土生產、模板安裝、鋼筋施工、混凝土碾壓 （澆筑）、養護、溫控、基礎灌漿、雨季施工等方面進行全過程管理控制，嚴格按技術要求和質量保證措施進行落實。

（3）為充分調動參建各單位潛能和積極性，加強現場施工組織管理，加快施工進度、質量控制管理，充分發揮參建各方的促進作用，確保天花板水電站工程首臺機組發電目標的實現，制定參建四方主要負責人的質量管理體系。設立每月質量獎勵，每月上旬由領導小組負責對上月工程質量統一考核，對施工單位質量工作小組的獎罰由監理單位負責按照領導小組的決定分別填寫工程獎罰單，并經監理單位、建設單位相關人員簽字后進入施工單位的月度支付報表。進度工作小組的獎勵由施工單位支付給建設單位，由建設單位統一發放。

（4）建立澆筑倉面與拌和系統、運輸系統通信聯絡網，專人采用對講機或手機等通信手段，確保混凝土供料澆筑正常。

（5）建立天氣預警、混凝土溫控預警、通水溫控預警制度。①天氣預警包括高溫與氣溫驟降預警、降雨預警、雷電大風預警。根據氣象中心壩區氣象信息，高溫預警加強混凝土澆筑溫度控制，氣溫驟降預警則加強保溫工作，降雨預警提前布置澆筑過程中的應對措施；確保澆筑強度、質量、設備安全。②混凝土溫控預警。混凝土澆筑溫度超標時，加強骨料預冷系統控制確保骨料冷卻效果，加快入倉強度，加強現場保溫覆蓋。③通水溫控預警。當已澆混凝土內最高溫度距設計允許值為2～3℃時，采取加大通水流量、倉面流水養護等措施確保不超過設計最高要求溫度。

4 結語

天花板水電站高溫季節碾壓混凝土施工通過采取從組織體系到技術措施體系等有效的控制措施，保證了碾壓混凝土拱壩的施工質量在有效的可控范圍內，混凝土各項指標均達到設計及規范的要求，沒有不合格的產品出現，也沒有出現混凝土開裂現象。經過水庫蓄水等檢驗，層間接合較好，現混凝土內部溫度穩定。