宗格魯水電站大壩碾壓混凝土施工方案探討

秦克紅

（中國水利水電第八工程局有限公司 長沙市 410004）

1 概述

宗格魯水電站是一座兼有發(fā)電、防洪、灌溉、養(yǎng)殖、航運等多用途的水電工程，電站裝機容量700 MW，水庫具有多年調(diào)節(jié)性能。電站樞紐由攔河大壩、壩后廠房、變電站等建筑物組成。壩頂高程為EL 233.0 m，最大壩高為90 m。攔河大壩由碾壓混凝土重力壩段及左右岸心墻堆石壩段構(gòu)成，總長約2 400 m，其中碾壓混凝土重力壩布置于主河床，壩段長約1 090 m，左右心墻堆石壩分別布置于碾壓混凝土重力壩段左右兩側(cè)，壩段長約1 325 m，其中左心墻堆石壩段長325 m，右心墻堆石壩段長1 000 m。碾壓混凝土大壩從左至右分別為左岸擋水壩段、廠房壩段、明渠與底孔壩段、溢流壩段、右岸擋水壩段等。

大壩碾壓混凝土總量約180 萬m3，常態(tài)混凝土總量約56 萬m3。混凝土最大月強度約181 000 m3，其中碾壓混凝最大月強度約162 000 m3。

2 主要施工特點及對策

本項目碾壓混凝土大壩施工特點主要有：壩體長，混凝土量大，進度緊，混凝土施工強度大；氣溫高濕度小，對碾壓混凝土施工質(zhì)量影響大，施工組織難度高。

主要對策：根據(jù)以上特點，在施工過程中宜做好施工規(guī)劃，配置足夠的碾壓混凝土施工設(shè)備；做好碾壓混凝土分區(qū)規(guī)劃，水面以上的壩段盡量提前施工，以減少高峰期混凝土強度；合理規(guī)劃碾壓混凝土大壩與兩岸土石壩的上升速度，直接利用左右兩岸平緩岸坡及堆石壩體，采用合倉斜層法施工，汽車直接入倉，減少入倉難度，縮短碾壓混凝土層間間歇時間，減少外界環(huán)境對碾壓混凝土施工質(zhì)量的影響，以保證其施工質(zhì)量。

3 混凝土施工條件

（1）水文氣象條件。

宗格魯水電站位于卡杜納河流域，流域位于西非稀樹草原地帶，屬熱帶季風(fēng)草原氣候，主要分旱季和雨季，季節(jié)較為分明。5～10月，由于受到來自大西洋的暖濕氣流影響而形成雨季，11月～次年4月，由于受到來自撒哈拉東北干冷氣流的影響而形成旱季。7～9月由于流域內(nèi)降水較多，氣溫有所下降，平均氣溫為1年中最低，約為25.4℃，相對濕度達97%；11月到次年2月為干季，幾乎沒有降水，相對濕度為35%，這一時期平均氣溫為26.8℃，年平均最高氣溫出現(xiàn)在3月，為30.5℃。

（2）施工導(dǎo)流。

施工導(dǎo)流分三期進行，一期采用預(yù)留巖坎+土石圍堰作為擋水建筑物，原河床導(dǎo)流；二期采用土石圍堰擋水，導(dǎo)流明渠過流；三期前期采用壩體擋水，導(dǎo)流底孔+泄洪底孔泄流，后期導(dǎo)流底孔下閘蓄水，2016年5月開始導(dǎo)流底孔封堵。

（3）拌和系統(tǒng)布置。

根據(jù)混凝土系統(tǒng)的生產(chǎn)能力必須滿足月高峰強度18 萬m3（同時考慮最大倉面為6 000.0 m2）的規(guī)模。選取3 座2×3.0 m3（HL240-2S3000L 要求選用混凝土出料能力為4.0 m3的攪拌機）強制式攪拌樓，單座HL240-2S3000L 強制式攪拌樓的技術(shù)參數(shù)：常態(tài)混凝土240 m3/h，碾壓混凝土200 m3/h，預(yù)冷混凝土150 m3/h。另配1 臺HZ150-1S3000 混凝土拌和站，專用于大壩及廠房常態(tài)混凝土生產(chǎn)。

（4）施工道路布置。

宗格魯大壩處河床寬闊，地勢平坦，兩岸岸坡平緩并有左右岸堆石壩，基坑道路及左右岸上壩公路布置簡單。在施工過程中，根據(jù)實際情況，合理布置混凝土運輸?shù)缆罚⒁?guī)劃好左右岸堆石壩與壩體上升速度，直接利用堆石壩體作為入倉道路。

4 大壩混凝土施工進度安排

4.1 工期節(jié)點控制

（1）2013年2月19日工程開工，合同工期為58個月，首臺機發(fā)電工期為48個月，2017年2月首臺機組發(fā)電，2017年12月工程完工。

（2）2014年4月1日一期截流，2014年12月第1 臺機蝸殼具備安裝條件，2015年10月中旬完成廠房橋機安裝，12月中旬廠房封頂。

（3）2015年汛前（7月底）右岸大壩全線超過EL.177 m，11月初進行明渠截流，2016年4月，溢流壩段閘墩溢流面澆筑完成，開始表孔弧門安裝，2016年4月上旬明渠缺口上升至EL.215 m，5月初大壩下閘蓄水，9月初完成導(dǎo)流底孔封堵施工。

（4）2016年底完成首臺機安裝調(diào)試，2017年2月首臺機發(fā)電，以后每3個月投產(chǎn)1 臺，2017年12月底，工程完工。

4.2 施工關(guān)鍵線路及強度分析

（1）關(guān)鍵線路。

本工程施工進度緊，尤其是碾壓混凝土大壩進度，關(guān)鍵線路為：進場→明渠施工→一期圍堰施工→溢流壩段施工→下閘及表孔弧門安裝→廠房機組安裝與試運行→第一臺機發(fā)電→尾工。

（2）主要工程量強度指標。

碾壓、常態(tài)混凝土合計最大月強度約162 000 m3，時間為2015年3月。碾壓混凝最大月強度約144000 m3，時間為2015年1月，部位為河床21#～40#壩段與左岸1#～16#壩段大面積碾壓重合部分；常態(tài)混凝土最大月強度約29 886 m3，時間為2015年5月，部位包括廠房壩段、主廠房及安裝間部位混凝土。

5 碾壓混凝土施工

5.1 混凝土模板

模板主要采用可調(diào)式翻轉(zhuǎn)大模板，用于重力壩上游面及橫縫面采用連續(xù)上升，局部地方采用組合鋼模板，與壩基基巖面接觸部位采用木模補縫。其他結(jié)構(gòu)部位根據(jù)體型現(xiàn)場加工成型，盡量采用大模板，以減少立模工程量。

5.2 碾壓混凝土澆筑分層分塊

根據(jù)本工程施工導(dǎo)流的特點及施工總進度計劃的安排，以及壩體結(jié)構(gòu)、施工需要及碾壓混凝土可連續(xù)上升的特性，壩體碾壓混凝土澆筑分層分塊如下：

碾壓混凝土分層厚度以3 m 為主，局部根據(jù)結(jié)構(gòu)體型進行調(diào)整。

碾壓混凝土共分為49個壩段，其中1#～16#為左岸重力壩段，17#為廠房壩段，18#～19#為左岸重力壩段，20#為明渠壩段，21#～22#為導(dǎo)流底孔壩段，23#為溢流壩段，24#～49#為右岸重力壩段，18#～22#壩段EL195～215 m，作為一個倉通倉澆筑。壩段典型長度為20 m，典型分層為3 m，以合倉斜層碾壓為主，自卸汽車直接入倉或轉(zhuǎn)滿管溜槽入倉等。具體分倉形式見附表。

5.3 碾壓混凝土入倉方式規(guī)劃

汽車直接入倉均采用從壩后進入，1#、2#、3#倉號，高程低，采用自卸汽車直接入倉，其中2#、3#在分倉處采用倒倉方式入倉，即先升倉面高3 m，澆筑后升倉時，先在倉內(nèi)形成斜坡道。此3個倉，邊澆邊進行固結(jié)灌漿，為右岸壩段進行大規(guī)模合倉斜層奠定基礎(chǔ)。

4#倉先利用汽車從40#壩段直接入倉，當(dāng)填筑量增大到一定程度后，采用掛滿管的方式，從41#壩段由自卸汽車轉(zhuǎn)滿管入倉。與1#倉澆平后，形成右岸大通倉5#、6#倉，5#、6#倉采用自卸汽車直接從右壩頭入倉，入倉道路利用右岸堆石壩填筑與堆石壩體形成的道路。

附表 碾壓混凝土大壩澆筑分倉及入倉措施表

7#、8#倉采用自卸汽車直接入倉，其中7#利用左岸臨時道路，8#入倉道路利用左岸堆石壩填筑與壩體形成的道路入倉。

9#、10#、11#倉，由下往上澆筑，9#倉為缺口壩段，底部采用汽車入倉，中上部采用汽車轉(zhuǎn)滿管入倉，汽車由左岸已形成的壩頂作為進倉道路。10#、11#倉由汽車轉(zhuǎn)滿管入倉。

其余幾個倉，為常態(tài)混凝土倉號，采用單個壩段分倉澆筑，塔機入倉。

5.4 斜層碾壓施工工藝

碾壓混凝土采用左右斜層施工時，斜坡坡角范圍一般為1∶10～1∶20，本項目擬采用1∶12。左右岸大斜層碾壓施工工藝如附圖。

附圖 左右岸大斜層碾壓施工工藝圖

左右斜層碾壓混凝土施工倉面不受左右方向長度的影響，斜層碾壓是在相同的月澆筑強度下，減小瞬時碾壓施工倉面面積，減少施工設(shè)備投入。碾壓混凝土采用左右岸大斜層施工方法，不但減少了施工設(shè)備及模板的投入，而且也大大簡化了混凝土入倉措施，減小了臨建設(shè)施的投入。

相對于平層碾壓或從下游到上游的斜層碾壓，左右岸大通倉斜層碾壓具有如下幾個優(yōu)點：

（1）大大減少施工分倉數(shù)目，減小了橫縫模板量的投入，降低了倉面立模工作量。

（2）大大簡化了混凝土入倉難度，既降低了入倉設(shè)備或資金的投入，減小了混凝土入倉與施工的干擾，也進一步確保了混凝土入倉強度的保證率。

（3）減小了碾壓混凝土施工倉面的面積，大大加快了碾壓混凝土層間覆蓋速度。左右岸斜層碾壓越到壩體上部施工優(yōu)勢越明顯，可使原來需要6 h 覆蓋的時間縮短至（2～4）h，進一步確保了混凝土層間結(jié)合質(zhì)量。

（4）隨著施工倉面的減小，混凝土施工管理難度也隨之降低。由于層面間隔時間大大縮短，上層混凝土覆蓋快，能減少外界環(huán)境對碾壓混凝土施工質(zhì)量的影響，且因澆筑面積小，倉面噴霧、保溫等措施容易實施，因而對高溫多風(fēng)季節(jié)施工具有良好的適應(yīng)性。

（5）左右岸斜層碾壓，倉內(nèi)自卸汽車先在老混凝土面上調(diào)頭，倒著進入斜面卸料，大大減少了倉內(nèi)汽車對碾壓混凝土施工干擾及質(zhì)量影響。

（6）每一斜層向前推進的距離約4 m，大大減小了老混凝土面上砂漿的攤鋪面積，減少了砂漿暴露時間，進一步確保了老混凝土面層間結(jié)合質(zhì)量。

（7）在多雨季節(jié)施工時，由于斜面便于排水，澆筑面積小便于處理，從而降低了降雨的影響范圍和程度，減小了雨天對碾壓混凝土施工的影響。

6 結(jié)語

碾壓混凝土大壩采用左右岸斜層法施工，相對于其它方法具有非常明顯的優(yōu)勢。左右岸斜層法施工，既有充分的理論依據(jù)，同時又經(jīng)歷了十來年國內(nèi)從南到北多個大型碾壓混凝土高壩實際施工經(jīng)驗的證明。河床平緩的低壩碾壓混凝土?xí)r，宜將左右岸合倉大斜層施工方法作為首選方案，尤其是河床較寬、壩軸線較長的碾壓混凝土大壩，以便充分發(fā)揮碾壓混凝土筑壩技術(shù)的優(yōu)勢。