淺談蘇阿皮蒂大壩碾壓混凝土連續高強度施工管理

王以斌，張 申，王 鋒

(中國水利電力對外有限公司，北京 100120)

幾內亞蘇阿皮蒂水利樞紐項目在2016-04-01日正式開工，計劃于2021-01-31日完工，合同總工期58個月。樞紐工程設計混凝土總量約354萬m3，其中碾壓混凝土約300萬m3，根據項目建設總進度安排，2018～2019年是混凝土施工的高峰期，計劃最大月澆筑強度20.18萬m3，最大年澆筑混凝土總量150萬m3。

在2018年上半年的生產任務中，右岸二期基坑河床壩段建基面齒槽受計算書及圖紙審核的影響，約耽誤10 d工期，3月份受砂石骨料系統破碎設備的易損件未到場影響，約耽誤15 d工期，1～6月份共完成混凝土總量74.7萬m3。下半年正值當地主雨季，對混凝土的生產澆筑非常不利，如何能夠保證混凝土澆筑按計劃完成，是整個項目按期完工的重點。為此，項目部從主材供應到施工管理等各方面都采取了一系列措施來保障進度計劃的順利實施，下面將逐一進行介紹。

1 管理保證措施

1.1 材料供應

1)水泥。項目所用水泥在幾內亞當地兩家水泥廠采購，運距約135 km。考慮到供應需求、當地路況和所在地的運輸能力等各方面因素，項目部決策組建了運輸車隊，平均每個月拉運水泥約16 000～18 000 t，高峰期最多時拉運水泥21 000 t，在2018年11-12月份的時候，還協調當地水泥廠安排罐車協助運輸，平均每個月協助拉運水泥約5 000 t，保障水泥供應滿足現場使用。

2)粉煤灰。在中國采購，主要在旱季運輸，通過海運方式至幾內亞，經過港口卸船、清關后拉運至現場，整個運輸周期約需50 d。因在主雨季6-9月份運輸到港后卸貨極易使粉煤灰受潮結塊，損失大且不利于現場生產。根據幾內亞氣候特點，項目部在現場每個拌和系統場地附近配置了4座1 500 t的粉煤灰罐和1座粉煤灰倉庫做為儲備，現場另修建1座2萬t的粉煤灰庫，增加雨季施工的儲備，現場實際的存儲能力約34 000 t。

項目部結合施工進度計劃和各月的生產強度，提前確定了每個月的粉煤灰需求，然后根據需求量分批次在旱季拉運，保證其供應能夠滿足現場使用。

3)炸藥。本工程石方及石料場開挖最高月強度為30萬m3/月，按照3個月儲存量、炸藥單耗0.65 kg/m3計算，炸藥庫儲存能力為600 t。前期項目部安排人員在國內、幾內亞和西班牙三處進行了市場調查，通過在價格、質量、保質期及運輸周期等方面的對比發現，在國內采購運輸存在周期長、火工材料運輸辦理手續較復雜、時間長，不利于現場施工，而幾內亞當地暫無炸藥生產企業，最終確定在西班牙采購，炸藥質量較好，有效期2年，通過海運至幾內亞，運輸周期約30 d，可滿足現場使用。

4)鋼材。項目使用的鋼材主要是鋼筋和鋼結構設備，如壓力鋼管、鋼閘門等，全部由國內采購和加工，通過海運、陸路運輸至現場。

上述材料的供應分別通過中國、幾內亞當地和西班牙進行采購和運輸，結合在非洲設備物資采購的要求，以及當地的實際條件，要提前4～6個月提交采購計劃，辦理海運、報關、清關等各方面的手續。

1.2 施工組織

1)石料開采。石料開采直接關系到砂石骨料的加工生產，在混凝土生產高峰時段，每天要保證18 000 t的毛料供應量，確保高峰時段的石料開采滿足骨料生產需要。

2)砂石骨料生產。項目部通過增加設備生產運行時間的方式，來提高砂石骨料的產量。其中各種設備在高峰期的運行時間統計如表1。

表1 設備運行時間統計表

注：統計的運行時間為設備總數量合計時間。

根據碾壓混凝土澆筑強度和實際上升速度，項目部要求在施工高峰期時砂石系統生產的大、中、小石和碾壓砂、常態砂均要保證一定的儲量。實際現場碾壓砂可達到平均每周儲量14 000 m3，常態砂平均每周儲量可達到3 700 m3，能夠滿足現場施工需求。

3)混凝土拌合。拌合系統按混凝土月高峰澆筑強度19.6萬m3設計，布置4臺2×3強制式拌和樓，單臺拌和樓銘牌生產率：常態混凝土240 m3/h，碾壓混凝土180 m3/h、預冷混凝土160 m3/h，可滿足高峰期混凝土的生產供應。

4)混凝土運輸和碾壓設備配置。在2018年大壩的碾壓混凝土施工中，單倉最大面積約14 100 m2，最大倉號混凝土量約48 700 m3，左、右岸壩體碾壓混凝土分別上升，可出現兩個碾壓混凝土倉面同時澆筑的情況。

現場碾壓混凝土施工采用斜層推進法，要求控制斜層坡度不陡于1∶10，壓實厚度為30 cm，根據單倉最大的熱升層面積和碾壓混凝土凝結時間，可計算出混凝土入倉強度不得小于150 m3/h，經現場實測，實際入倉強度大于200 m3/h。按上述條件配備碾壓混凝土施工設備保證現場使用，主要設備數量見表2。

表2 主要設備數量表

5)現場施工組織。碾壓混凝土倉面施工的組織管理和準備工作非常重要，直接影響到碾壓混凝土上升的速度，項目部對此進行了精心的管理和協調安排，具體在如下方面。

(1)大壩碾壓混凝土澆筑，一般沿平行壩軸線方向進占，最大倉號總長度超過210 m，涉及10個以上的壩段。在先完成澆筑壩段的混凝土強度達到20%后，即可進行模板拆除和安裝、水平施工縫面鑿毛和鋼筋安裝等備倉環節，后澆筑的壩段仍然繼續澆筑碾壓混凝土，整個倉面形成平行作業。

(2)當有3～5個壩段的模板、鋼筋和水平縫面處理完成后，即可先進行局部驗收，當倉號全部澆筑完成，且最后完成收面部位的混凝土強度已經能夠滿足運輸重車的過車要求時(按現場實際情況，在收面1.5 d后可滿足要求)，即可對已驗收的部位開倉澆筑，在澆筑過程中，再對其余部位進行備倉和驗收，如此循環進行。

(3)在碾壓混凝土倉面規劃中，主要采取自卸汽車直接入倉澆筑的方式，所以混凝土運輸入倉道路的布置和設計是決定混凝土澆筑強度的關鍵。蘇阿皮蒂大壩碾壓混凝土施工主要采取以下幾種方式規劃入倉道路：①在碾壓混凝土倉號的入口提前澆筑好入倉道路，并在倉外回填的石碴道路上設置脫水路面和洗車鋼平臺，采用退鋪法澆筑；②當壩體分段澆筑時，采用退鋪法連同入倉道路一并澆筑，一般將入倉道路布置在大壩下游(非防滲區內)，此方法加快了施工速度；③當各壩段之間的高差較小時，也可采用搭設臨時鋼棧橋的方式入倉；④由于18～21號進水口壩段在SMK153以上設計為常態混凝土，導致從左岸入倉的22～26號壩段碾壓混凝土施工道路中斷，經現場研究確定，采用“321”裝配式公路鋼橋跨越進水口壩段的方式形成入倉道路，并且在鋼橋兩側澆筑混凝土橋臺，自卸汽車通過鋼橋直接入倉。

1.3 工程質量控制

1.3.1 混凝土溫控措施

1)在設計提供的混凝土溫控技術要求中，出機口溫度不得高于17℃，入倉溫度不高于20℃。為保證混凝土的出機口溫度滿足設計要求，拌合系統采用風冷加水冷拌和的方式控制出機口溫度，配置2×350萬大卡制冷裝置，拌合系統制冷混凝土生產強度2×320 m3/h。

2)在混凝土運輸過程中，在運輸車廂的頂部設置可折疊的防曬棚，以降低運輸過程中的溫度回升。澆筑倉內溫度高于25℃時，采用沖毛槍進行倉面噴霧，使倉面始終保持濕潤，以降低倉面環境溫度，防止溫度倒灌，形成倉面人工小氣候，確保混凝土澆筑溫度滿足設計要求。

1.3.2 雨季施工措施

1)碾壓混凝土雨季配合比的調整：為確保雨季混凝土施工質量，對大體積C15三級配碾壓混凝土膠材用量適當提高，在滿足現場混凝土施工工藝前提下，對常態混凝土塌落度按下限控制，碾壓混凝土VC值按上限控制，減小雨水對混凝土施工質量的影響。

2)防雨措施：要求澆筑倉面配備足夠的防雨設施，運輸汽車上安裝防雨棚，并要求做好澆筑過程中的防雨措施。

1.3.3 特殊情況的應對措施

根據現場實際情況，由試驗室對各種強度指標的碾壓混凝土提供備用配合比，包括使用粉煤灰作為摻和料、使用部分石粉代替粉煤灰作為摻和料，全部用石粉代替粉煤灰作為摻和料三種配合比，并經試驗證明，各種配合比的指標都能夠滿足混凝土設計強度要求。

在2018年第4季度初期，因粉煤灰供應不及時，出現約1個月時間的斷供情況，項目部及時啟用混凝土備用配合比，調整膠材用量，保證了現場施工不受影響。

1.4 質量保證措施

1)針對施工中出現的常見質量問題，采用定期和不定期相結合的方式對中方和當地員工進行培訓，據統計，僅2018年第4季度共舉行各種質量培訓13次，有效提高了施工質量。

2)組織召開質量專題會，并在每周進行現場周質量巡查，針對質量問題，進行有效的整改和預防。

4)制定各種施工專項技術方案，確保施工質量。

5)加強施工過程質量控制，從原材料檢測、開挖及支護、混凝土澆筑、機電金結安裝、灌漿工程和安全監測等各方面進行控制和檢查。

1.5 設計管理

根據項目部的要求，設計單位在現場配置了壩工、廠房、地質、機電金結等專業人員常駐現場，負責設計指導、圖紙答疑和聯系溝通等工作，為工程建設提供技術服務。針對蘇阿皮蒂項目的實施管理特點，項目部要求：

1)分部分項工程開工前，設計要對圖紙進行技術交底；

2)地質人員及時進行地質素描并對地勘成果進行復核，對重大地質變化及時提出處理意見以及應采取的工程措施；

3)不定期的組織和邀請設計院專家到現場，解決施工中的重大技術問題；

4)項目部還通過聘請外籍專家和國內專家咨詢的方式，彌補項目部在技術方面的不足。

1.6 對外溝通與交流

蘇阿皮蒂項目，從地勘、設計、施工等各方面均采用中國標準和規范，但需得到業主聘請的法國技術咨詢公司的批準，設計圖紙在外報時必須附計算書，交流和溝通的過程繁瑣，且因文化差異、設計理念和語言原因，造成很多方面的不一致，重復性的工作較多，且審批時間周期長，為適應這種情況，項目部從以下幾個方面加強了對外溝通與交流的管理：

1)聘請高水平的專業翻譯人員與法國咨詢工程師進行交流；

2)在設計圖紙和計算書外報審批過程中，加強每一個環節的跟蹤，需要時則展開面對面的溝通，了解對方的思路和意圖，確定雙方都同意的方案；

3)對重大的技術方案、施工措施，在正式方案外報前，先提前與咨詢溝通，達成一致意見，減少因流程時間上的影響和重復；

4)定期與咨詢工程師召開會議，在技術、質量和進度方面進行溝通，及時處理各種問題。

2 實施效果

在2018年10～12月份，右岸溢流壩段和擋水壩段大體積碾壓混凝土連續上升，平均10 d即可完成從備倉到澆筑的全過程，并形成循環作業，壩體混凝土每月上升10.8 m，其中單倉最小方量約41 200 m3，最大方量約48 700 m3。項目部連續3個月的施工生產突破20萬m3混凝土澆筑量，并創造多個單日混凝土過萬方的紀錄，提前41 d就完成項目部規定的150萬m3混凝土年度澆筑計劃，全年實際澆筑混凝土總量173.18萬m3。

3 結 語

設備物資供應工作從始至終貫穿在工程施工的全過程中，為施工提供強有力的支持，毫不夸張地說，在非洲實施工程，設備物資供應是一個關系到項目成敗的生命保障線。蘇阿皮蒂項目采用前面介紹的各種管理保障措施，有效保證了各類物資材料的供應。

在非洲實施大型水電項目，除物資材料供應外，當地氣候影響、輔企系統生產、現場施工組織等各方面都需要進行充分的調查和充足的準備，并且要將中國的規范和設計理念進行推廣，得到業主和西方歐美咨詢團隊的認可，只有一整套從采購運輸、設計、施工到生產組織管理全方位的措施、每一個環節全部落實到位，才能滿足蘇阿皮蒂項目的施工生產和混凝土澆筑強度。