三里坪電站碾壓混凝土雙曲拱壩施工技術(shù)

陳曉靜

（中國(guó)水電十五局科研設(shè)計(jì)院，西安 712000）

三里坪水利水電樞紐工程位于湖北省房縣境內(nèi)的南河干流上，是一個(gè)以防洪、發(fā)電為主，兼庫(kù)區(qū)航運(yùn)、水產(chǎn)養(yǎng)殖、灌溉等綜合利用的大 （Ⅱ）型水利水電樞紐工程。水庫(kù)總庫(kù)容4.99億m3，電站裝機(jī)70MW，年平均發(fā)電量1.834億kW·h。樞紐工程由碾壓混凝土雙曲拱壩及下游水墊塘、岸邊地下廠房、導(dǎo)流洞等建筑物組成。

碾壓混凝土雙曲拱壩壩體體形平面為拋物線型，各層拱圈變厚設(shè)計(jì)，左右岸采用不對(duì)稱布置。壩頂高420.00m，河床壩底高程287.00m，最大設(shè)計(jì)壩高133.00m，拱冠頂厚5.50m ，拱冠底厚22.81m，最大拱端厚度31.78m，拱端底厚29.07m，最大倒懸0.2，厚高比0.17，壩體設(shè)有3個(gè)表孔和2個(gè)中孔。碾壓混凝土39.2萬(wàn)m3。同類型的100m以上的大壩在國(guó)內(nèi)極為少見(jiàn)。

1 碾壓混凝土施工準(zhǔn)備

1.1 拌和系統(tǒng)與運(yùn)輸系統(tǒng)

（1）拌和系統(tǒng)。本工程碾壓混凝土生產(chǎn)用一座連續(xù)式廣州產(chǎn)拌和樓 （DW200），該系統(tǒng)于2007年10月份建立。經(jīng)2007年12月份展開(kāi)的工程試驗(yàn)后，確定生產(chǎn)能力：拌和樓為180m3／h，日平均強(qiáng)度3000m3／d。

（2）運(yùn)輸與入倉(cāng)。大壩EL340m以下施工采用5臺(tái)25t自卸汽車運(yùn)輸熟料入倉(cāng)。進(jìn)倉(cāng)道路采用大壩開(kāi)挖石碴填筑，自卸汽車入倉(cāng)前，設(shè)有高壓風(fēng)水槍沖洗輪胎，防止將泥土、水等雜物帶入倉(cāng)內(nèi)，在離入倉(cāng)口20m內(nèi)鋪干凈碎石使輪胎脫水。EL340m以上施工采用自卸汽車＋負(fù)壓溜槽＋自卸汽車倉(cāng)面運(yùn)輸?shù)姆绞饺雮}(cāng)。

1.2 骨料生產(chǎn)加工系統(tǒng)

本工程坐落于山區(qū)腹地，充分利用當(dāng)?shù)夭牧希瑢?duì)離壩址500m處的瓦洼溝石料場(chǎng)進(jìn)行毛料開(kāi)采，利用10臺(tái)25t自卸汽車運(yùn)至骨料加工系統(tǒng)進(jìn)，加工好的骨料通過(guò)皮帶機(jī)運(yùn)至工地儲(chǔ)料倉(cāng)，日采量約3000m3。

1.3 碾壓混凝土施工配合比

碾壓混凝土配合比設(shè)計(jì)首先要滿足混凝土的物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)的要求，還要滿足施工工藝的要求，并做到經(jīng)濟(jì)上最節(jié)省。本工程配合比，見(jiàn)表1。

表1 三里坪碾壓混凝土施工配合比

1.4 原材料的檢測(cè)

在生產(chǎn)混凝土前，必須對(duì)各批次的水泥、粉煤灰、外加劑及砂石骨料進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)，達(dá)到質(zhì)量要求后方可用于生產(chǎn)，實(shí)驗(yàn)人員根據(jù)檢測(cè)結(jié)果對(duì)施工配合比進(jìn)行調(diào)整，在生產(chǎn)前一天開(kāi)出施工配合比及配料單。

1.5 模板

本工程模板采用可調(diào)試翻升鋼模板，單塊模板長(zhǎng)3m×3m，可進(jìn)行正、反拱調(diào)弧和調(diào)坡，使用時(shí)為多層聯(lián)合使用，最底一層模板作為支撐體，承受上層模板的重量及混凝土測(cè)壓力，模板安裝采用人工配合16t汽車吊車進(jìn)行。

2 碾壓混凝土施工

2.1 攤鋪與碾壓

（1）攤鋪。本工程碾壓混凝土攤鋪層厚為35±3cm，采用自卸汽車運(yùn)到現(xiàn)場(chǎng)按條帶寬6～8m，混凝土料卸于鋪筑層攤鋪前沿的臺(tái)階上，卸料高度不大于1.5m，再由推土機(jī)采用“一堆三推”法平倉(cāng)。對(duì)卸料堆旁出現(xiàn)的分離骨料，由人工均勻地將其散布至未碾壓的混凝土面上。然后利用內(nèi)蒙產(chǎn)TY230型推土機(jī)平行壩軸線進(jìn)行平倉(cāng)。

（2）碾壓。混凝土采用專用BOMAG202AD型振動(dòng)碾沿壩軸線方向條帶碾壓，條帶間碾壓搭接不小于20cm，考慮到倉(cāng)面還不太平整，采用無(wú)振碾2遍，然后根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)性試驗(yàn)，低幅高頻振動(dòng)壓實(shí)碾壓6～8遍，收倉(cāng)面靜壓2遍。最終的碾壓遍數(shù)應(yīng)以核子密度儀器檢測(cè)為準(zhǔn)。

2.2 碾壓混凝土層面處理

采用通倉(cāng)、薄層連續(xù)澆筑，各澆筑層間的層面是壩體的薄弱環(huán)節(jié)。為保證大壩施工質(zhì)量，不但要求良好的層面結(jié)合強(qiáng)度，而且還要有較高的抗?jié)B性能。試驗(yàn)和工程實(shí)踐表明，在下層混凝土初凝以前，即澆筑上層碾壓混凝土可獲得良好的層間結(jié)合。針對(duì)本工程不同時(shí)間段確定碾壓混凝土施工（RCC）層面間歇時(shí)間如表2。

表2 碾壓混凝土施工（RCC）層面間歇時(shí)間表

3 變態(tài)混凝土施工

本工程變態(tài)混凝土主要用于壩體上、下游面50cm以內(nèi)，壩體與岸坡接觸部位100cm以內(nèi)、廊道周邊70cm以內(nèi)和高程326m以上2＃、3＃現(xiàn)澆橫縫鍵槽周邊70cm以內(nèi)。變態(tài)混凝土應(yīng)隨著碾壓混凝土澆筑逐層同步施工，層厚與碾壓混凝土相同。

漿液的制備由設(shè)在右岸的制漿站供應(yīng)，沿壩下游面鋪設(shè)注漿管引至各工作面，人工加漿。采用成孔加漿法注漿，人工用1.5m長(zhǎng)Φ25的螺紋鋼釬人工插拔成孔，孔深35cm左右，現(xiàn)場(chǎng)采用標(biāo)準(zhǔn)計(jì)量桶控制加漿量，上游壩面加漿量為4.5～7.5L／m，漿液均勻注入變態(tài)混凝土，浸泡15min后。采用Φ100插入式振搗棒振搗，插點(diǎn)均勻分布，振搗至表面泛漿，搭接帶采用斜插方式振搗，從加漿到振搗完畢時(shí)間控制在40min以內(nèi)。振搗完成后，振動(dòng)碾沿搭接帶碾壓4遍。

4 養(yǎng)護(hù)

在施工過(guò)程中，養(yǎng)護(hù)工作由專人進(jìn)行，采用噴霧方式以保持倉(cāng)面濕潤(rùn)，混凝土終凝后即灑水養(yǎng)護(hù)，對(duì)于水平施工縫和冷縫養(yǎng)護(hù)至上一層碾壓混凝土開(kāi)始鋪筑為止，對(duì)永久暴露面，養(yǎng)護(hù)時(shí)間不低于28d。

5 誘導(dǎo)縫及橫縫施工

誘導(dǎo)縫及橫縫為預(yù)制模塊成縫，在預(yù)制場(chǎng)預(yù)制模塊，誘導(dǎo)縫及橫縫模塊在連續(xù)上升層面碾壓完后安裝，采用人工安裝，安裝時(shí)由測(cè)量人員精確放線，安裝到位，插好固定鋼筋。誘導(dǎo)縫預(yù)留灌漿管保持通暢。

6 特殊氣候條件下的混凝土施工

（1）降雨天氣施工。混凝土澆筑過(guò)程中遇到超過(guò)3mm／h降雨強(qiáng)度時(shí)，停止拌和，并盡快將已入倉(cāng)的混凝土攤鋪碾壓完畢或妥善覆蓋，用塑料布遮蓋整個(gè)新混凝土面。雨水集中引排至壩外，對(duì)個(gè)別無(wú)法自動(dòng)排出的水坑用人工處理。因雨暫停施工后，當(dāng)降雨量小于3mm／h并持續(xù)30min以上，且倉(cāng)面碾壓的混凝土尚未初凝時(shí)，可恢復(fù)施工。

（2）低溫氣候條件下的施工。低溫季節(jié)施工混凝土溫度不應(yīng)小于3℃，一般控制出機(jī)口溫度8℃～10℃，入倉(cāng)溫度5℃～8℃。低溫季節(jié)施工溫控采取熱水拌和，倉(cāng)面及時(shí)覆蓋保溫被等措施。

（3）高溫氣候條件下施工。碾壓混凝土施工適宜在平均氣溫為3℃～25℃之間，當(dāng)日平均氣溫高于25℃時(shí)，應(yīng)采取防高溫措施。高溫季節(jié)施工采取的溫控措施主要有：①骨料預(yù)冷；②冷水拌和；③通水冷卻降溫；④汽車搭設(shè)遮陽(yáng)棚；⑤成品骨料場(chǎng)料堆堆高≥9m；⑥骨料輸送皮帶搭設(shè)遮陽(yáng)棚；⑦動(dòng)態(tài)調(diào)整Vc值；⑧采用高效緩凝劑。⑨當(dāng)氣溫高于35℃時(shí)，倉(cāng)面平均溫度超過(guò)30℃時(shí)，倉(cāng)面采取噴霧等措施。當(dāng)日平均氣溫超過(guò)25℃時(shí)，可利用早、晚間氣溫較低時(shí)快速進(jìn)行碾壓混凝土施工。

7 混凝土溫控

7.1 溫控標(biāo)準(zhǔn)

RCC設(shè)計(jì)允許最高溫度見(jiàn)下表3。

表3 RCC設(shè)計(jì)允許最高溫度

上下層混凝土、混凝土與基巖溫差控制，當(dāng)下層混凝土齡期超過(guò)28天成為老混凝土?xí)r，澆筑上層混凝土?xí)r控制上下層溫差在16℃以內(nèi)，混凝土與基巖溫差控制在16℃以內(nèi)。

7.2 混凝土澆筑溫度控制

低溫季節(jié)混凝土可采取自然入倉(cāng)，高溫季節(jié)和次高溫季節(jié)，在倉(cāng)面采取噴霧、初期通水冷卻等溫控措施，混凝土澆筑溫度不超過(guò)25℃。

8 結(jié) 語(yǔ)

碾壓混凝土系新工藝、新技術(shù)，目前，其各項(xiàng)設(shè)計(jì)技術(shù)指標(biāo)還處在不斷地調(diào)整與優(yōu)化之中。相信在不久的將來(lái)，該技術(shù)會(huì)被應(yīng)用的更廣泛、更先進(jìn)。