北盤江善泥坡水電站混凝土施工技術(shù)綜述

，宏斌，

(中國水利水電第四工程局有限公司，貴州 六盤水，553000)

1 工程概況

1.1 工程概況及內(nèi)容

善泥坡水電站位于北盤江干流中游河段貴州省六盤水市水城縣順場鄉(xiāng)境內(nèi)，距水城縣118km，距貴陽市362km。電站水庫正常蓄水位885m，總庫容0.850億m3，調(diào)節(jié)庫容0.246億m3，是日調(diào)節(jié)水庫。電站裝機(jī)容量185.5MW，保證出力20.78MW，多年平均發(fā)電量6.788億kW·h。

本工程為Ⅲ等工程，工程規(guī)模為中型，工程樞紐主要由碾壓混凝土拱壩、壩身泄洪系統(tǒng)、右岸引水系統(tǒng)及地下廠房和小機(jī)組引水發(fā)電系統(tǒng)等組成。

攔河大壩為碾壓混凝土雙曲拱壩，壩頂弧長204.29m，壩頂高程888.00m，最大壩高110.00m，壩底厚23.50m，厚高比0.214。

泄水建筑物由溢流表孔、中孔及下游消能防沖建筑物等組成。溢流表孔及中孔均布置在拱壩壩身。三個(gè)溢流表孔沿拱壩中心線對稱布置，孔口尺寸14m×10m(寬×高)。二個(gè)中孔布置在825m高程，相間布置在三個(gè)溢流表孔中間，出口孔口尺寸6m×7.5m(寬×高)。

水電四局承擔(dān)大壩土建工程施工，包括窯洞、壩基、灌漿、隧洞開挖支護(hù)、溢流及左右岸非溢流壩段混凝土施工、護(hù)坦護(hù)岸、電梯土建、上下游圍堰、集水井、吊物井、周邊縫、壩頂、探洞封堵、導(dǎo)流洞及施工支洞封堵、壩體接縫灌漿、廊道工程共19個(gè)分部工程。

1.2 大壩混凝土主要工程量

善泥坡水電站大壩混凝土主要工程量及完成情況見下表1。

表1 大壩混凝土主要工程量及完成情況

1.3 大壩混凝土拌合系統(tǒng)組成

善泥坡水電站大壩土建工程混凝土拌合系統(tǒng)位于右岸交通洞口附近，規(guī)劃占地面積約為7386m2。拌合站主要承擔(dān)拱壩碾壓混凝土的生產(chǎn)供應(yīng)，本標(biāo)段工程混凝土總量約為40萬m3，其中碾壓混凝土25.65萬m3，常態(tài)混凝土14.37萬m3，混凝土生產(chǎn)系統(tǒng)生產(chǎn)能力按滿足月混凝土最高澆筑強(qiáng)度4.7萬m3/月設(shè)計(jì)。拌合站共設(shè)2座拌合設(shè)備，一座HZS120型拌合機(jī)組，一座HZ150型拌合機(jī)組，1套制冷系統(tǒng)，1套供水系統(tǒng)?；炷辽a(chǎn)系統(tǒng)于2011年10月1日正式投產(chǎn)運(yùn)行。

混凝土拌合系統(tǒng)設(shè)置滿足碾壓混凝土高峰月施工強(qiáng)度3.38萬m3/月、常態(tài)混凝土高峰月施工強(qiáng)度1.60萬m3/月的施工生產(chǎn)需要。

2 大壩常態(tài)混凝土施工

2.1 大壩常態(tài)混凝土施工

2.1.1 壩基墊層混凝土施工

混凝土水平運(yùn)輸采用自卸汽車，入倉采用溜槽及反鏟配合攤鋪入倉。

2.1.2 大壩中孔、表孔混凝土施工

中孔牛腿、閘墩、底板、頂板等混凝土澆筑主要在大壩碾壓混凝土碾壓至820m后逐層施工，采用分層澆筑施工，分層高度為1.5m～2.0m，在澆筑時(shí)采用平鋪法施工；混凝土入倉采用塔機(jī)配合混凝土罐車搭設(shè)溜槽入倉。

表孔牛腿、閘墩、底板等混凝土澆筑主要在大壩碾壓混凝土碾壓至850m后逐層施工，采用分層澆筑施工，根據(jù)不同高度采用不同的施工方法。采用25t塔機(jī)吊運(yùn)混凝土，配合混凝土罐車在壩頂拉運(yùn)，搭設(shè)溜槽入倉進(jìn)行澆筑，與大壩碾壓混凝土穿插進(jìn)行施工。牛腿混凝土澆筑時(shí)采用平鋪法施工；分層高度2.5m～3m一層，澆筑時(shí)采用塔機(jī)配合混凝土泵車泵送入倉施工，混凝土泵布置在右岸887m高程，待左岸非溢流壩段混凝土碾壓至887m設(shè)計(jì)高程后，采用分別從左右岸非溢流壩段混凝土泵車泵送入倉。

2.1.3 壩后電梯井、樓梯井和集水井、吊物井常態(tài)混凝土施工

壩后電梯井、樓梯井和集水井、吊物井常態(tài)混凝土的施工，水平運(yùn)輸采用自卸汽車和攪拌車，垂直入倉采用布置在護(hù)坦上的25t塔機(jī)吊罐和壩后布置的HBT60混凝土泵進(jìn)行澆筑。

2.1.4 護(hù)坦護(hù)坡常態(tài)混凝土施工

護(hù)坦常態(tài)混凝土采用混凝土罐車?yán)\(yùn)拖泵及混凝土泵車泵送入倉澆筑。

2.2 溢流面混凝土施工

攔河大壩為拋物線雙曲拱壩，泄水建筑物由溢流表孔、中孔及下游消能防沖建筑物等組成，溢流表孔及中孔均布置在拱壩壩身，二個(gè)中孔布置在825m高程，相間布置在三個(gè)溢流表孔中間，中孔孔口尺寸為6m×8.1m(寬×高)。溢流表孔分為左、中、右三孔，其中兩側(cè)墩寬3m、中間溢流段寬14m，表孔尺寸為31.6m×20.22m。門機(jī)軌道梁為“T”型梁，寬2.8m，高1.6m，共6榀，長15.5m，跨溢流面14m。壩頂依靠3榀聯(lián)系梁(底部寬4.59m，橫跨溢流面14m，高8.7m)與左右岸非溢流壩段連接。

2.2.1 中孔溢流面混凝土施工

左右中孔均采用定型模板進(jìn)行施工，過流底板人工抹平、壓光混凝土表面，過流面邊墻采用3015、1015鋼模板進(jìn)行施工，過流頂板采用維薩板，出口段分兩次進(jìn)行澆筑，預(yù)留臺階，并在臺階面層上增加面層鋼筋?；炷敛捎盟?TC7052)吊運(yùn)6m3立灌結(jié)合混凝土泵車直接入倉澆筑施工。

2.2.2 表孔溢流面混凝土施工

(1)模板施工

根據(jù)施工設(shè)計(jì)圖，為確?；炷翝仓谋砻嫫秸燃巴庑蚊烙^，施工模板主要有：翻升模板及組合鋼模板(P3015、P1015)；表孔閘墩進(jìn)口圓弧段部位及消能挑坎采用定型鋼模板，溢流面采用P1015、P3015組合鋼模板；表孔過流面由于采用一次澆筑成型，模板外側(cè)分別雙鋼管圍檁及拉桿固定，消能挑坎采用定型鋼模板。溢流堰面模板采用P1015及P3015模板。

圖1 溢流面定型模板施工圖

(2)混凝土施工

表孔常態(tài)混凝土主要采用分層分塊澆筑施工，分層高度3m一層，在碾壓混凝土整體上升至864m高程以后，暫時(shí)停止左岸非溢流壩段碾壓混凝土施工，而由混凝土攪拌車自滿管溜槽卸料，倉號內(nèi)攪拌車?yán)\(yùn)至牛腿施工部位溜槽入倉，通倉澆筑。待右岸非溢流壩段碾壓混凝土施工至887m高程時(shí)，864m以下常態(tài)混凝土采用溜管卸料，攪拌車接溜槽入倉通倉澆筑。864m～888.2m高程混凝土主要采用左右岸非溢流壩段布置汽車泵泵送入倉，局部不能覆蓋的部位采用搭設(shè)溜槽入倉。

2.3 常態(tài)混凝土取樣檢測

在拌和樓出機(jī)口，試驗(yàn)人員根據(jù)《水工混凝土施工規(guī)范》(DL/T 5144-2001)和《水工碾壓混凝土施工規(guī)范》(DL/T 5112-2009)要求，對生產(chǎn)的混凝土按設(shè)計(jì)指標(biāo)和施工部位進(jìn)行隨機(jī)取樣檢測，結(jié)果見表2。

表2 常態(tài)混凝土強(qiáng)度檢測結(jié)果統(tǒng)計(jì)

驗(yàn)收評定結(jié)果表明：常態(tài)混凝土抗壓強(qiáng)度保證率均大于95%，并且其他性能均滿足設(shè)計(jì)要求，常態(tài)混凝土評定質(zhì)量均合格。

3 大壩碾壓混凝土施工及質(zhì)量控制

3.1 大壩碾壓混凝土施工方法

3.1.1 碾壓混凝土運(yùn)輸、攤鋪

壩體碾壓混凝土根據(jù)施工部分，采用斜層碾壓及通倉鋪料碾壓施工，碾壓混凝土入倉采用布置在右岸兩側(cè)的滿管溜槽卸料入倉，在溜槽出料口下方由倉號內(nèi)的25t自卸汽車接料并拉運(yùn)到施工部位卸料，然后進(jìn)行平倉、碾壓。汽車卸料采用梅花型布點(diǎn)方式，采用多點(diǎn)式卸料，以減小堆料高度，減輕骨料分離。卸料采用兩點(diǎn)倒退卸料法，卸完一車及時(shí)平倉，碾壓。每倉混凝土高度按3m～6m控制。

碾壓混凝土碾壓層鋪料厚度34cm～36cm，壓實(shí)厚度為30cm。碾壓條帶平行于平倉條帶，模板邊100cm采用變態(tài)混凝土，其余區(qū)域用大型振動碾碾壓。碾壓采用戴納派克CC624HF雙鋼輪振動碾，在鋪料厚度34cm～36cm時(shí)，碾壓遍數(shù)為先無震碾壓2遍，有震碾壓6遍再無震碾壓2遍。

3.1.2 變態(tài)混凝土施工

在碾壓混凝土攤鋪平整達(dá)到設(shè)計(jì)碾壓攤鋪層面時(shí)，采用人工挖槽和掏挖注漿孔的方式，在層面注入適量的粉煤灰水泥漿后，用插入式φ100型振搗器振搗密實(shí)，加漿量為變態(tài)混凝土體積的4%～6%，加漿在鋪層底部和中部，使?jié){液由底向上。

3.1.3 誘導(dǎo)縫

誘導(dǎo)縫模塊采用在專門的混凝土預(yù)制場內(nèi)進(jìn)行預(yù)制，由5t汽車運(yùn)輸至基坑內(nèi)，由塔機(jī)吊入倉號內(nèi)，塔機(jī)吊運(yùn)時(shí)需制作一個(gè)專業(yè)的鋼構(gòu)吊籃，每次吊入一條誘導(dǎo)縫一層的用量，誘導(dǎo)縫預(yù)制塊的施工，根據(jù)位置將誘導(dǎo)縫前的碾壓混凝土鋪料至距離誘導(dǎo)縫位置50cm時(shí)開始安裝，預(yù)制塊采用人工安裝，并將灌漿管路及時(shí)插入預(yù)制塊內(nèi)固定牢固后，即可進(jìn)行碾壓混凝土的攤鋪和平倉。

3.1.4 大壩預(yù)制廊道施工

廊道采用混凝土預(yù)制及現(xiàn)澆兩種方式進(jìn)行施工。預(yù)制廊道在混凝土預(yù)制場預(yù)制，廊道預(yù)制模板設(shè)計(jì)為組裝式鋼模板結(jié)構(gòu)，內(nèi)部對拉支撐形式。預(yù)制廊道采用25t汽車吊吊裝，8t載重汽車運(yùn)輸，在施工現(xiàn)場由塔機(jī)吊入倉號內(nèi)并逐塊進(jìn)行拼裝，對于塔機(jī)不能覆蓋的部位采用8t倉面吊起吊安裝。

3.2 大壩混凝土溫控措施及質(zhì)量控制

3.2.1 大壩混凝土溫控措施

根據(jù)《北盤江善泥坡水電站工程大壩混凝土施工技術(shù)要求》及相關(guān)規(guī)范，并結(jié)合善泥坡工程所在地月平均氣溫、水溫，大壩碾壓混凝土溫控主要采用壩體預(yù)埋冷卻水管分期通水冷卻(一期通水、中期通水、二期通水)和混凝土施工過程中溫度控制的方法，其中一期通水在碾壓混凝土澆筑完即可進(jìn)行；中期通水在一期冷卻結(jié)束后，根據(jù)現(xiàn)場溫度檢測資料，針對溫度回升較大部位，在進(jìn)入冬季(10月下旬)之前進(jìn)行；二期通水冷卻在封拱灌漿前2個(gè)月進(jìn)行。

3.2.2 壩體冷卻情況評價(jià)

大壩接縫灌漿分835.5m以下灌漿和835.5m以上灌漿，835.5m以下部位根據(jù)第三方對誘導(dǎo)縫張開度檢測值以及壩體冷卻通水后灌前悶溫情況，滿足開灌條件。

表3 溢流壩段悶溫情況統(tǒng)計(jì)

3.3 碾壓混凝土質(zhì)量檢測

在拌和樓出機(jī)口，試驗(yàn)人員根據(jù)《水工混凝土施工規(guī)范》(DL/T 5144-2001)和《水工碾壓混凝土施工規(guī)范》(DL/T 5112-2009)要求，對生產(chǎn)的混凝土按設(shè)計(jì)指標(biāo)和施工部位進(jìn)行隨機(jī)取樣檢測，結(jié)果見表4。

圖2 碾壓混凝土現(xiàn)場核子密度儀測試

表4 碾壓混凝土強(qiáng)度檢測結(jié)果統(tǒng)計(jì)

根據(jù)《水工混凝土施工規(guī)范》(DL/T 5144-2001)和《水工碾壓混凝土施工規(guī)范》(DL/T 5112-2009)，對主壩工程混凝土質(zhì)量進(jìn)行了生產(chǎn)質(zhì)量評定與驗(yàn)收評定。

生產(chǎn)質(zhì)量評定結(jié)果表明：碾壓混凝土抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差均小于3.0MPa，評定等級為優(yōu)秀。

驗(yàn)收評定結(jié)果表明：碾壓混凝土抗壓強(qiáng)度保

證率均大于90%，并且碾壓及變態(tài)混凝土的其他性能均滿足設(shè)計(jì)要求，碾壓及變態(tài)混凝土評定質(zhì)量均合格。

3.4 碾壓混凝土鉆孔取芯及壓水試驗(yàn)

大壩鉆孔取芯共3個(gè)孔，共153m，孔底高程分別為840m、798m、873m。試驗(yàn)的芯樣直徑為200mm，鉆孔孔徑不小于210mm，取芯結(jié)束后用M30水泥砂漿回填密實(shí)。

壓水試驗(yàn)孔直徑75mm，壓水試驗(yàn)孔布置在取芯孔周邊0.2m～0.5m范圍內(nèi)。鉆孔壓水試驗(yàn)分段進(jìn)行，二級配RCC范圍的壓水分段長度3m，壓力0.3MPa。三級配RCC范圍的壓水分段長度3m，前兩段壓力為0.3MPa，以下各段壓力為0.6MPa。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，碾壓混凝土壓水試驗(yàn)指標(biāo)為：q≤0.5Lu。

壓水檢查共進(jìn)行51段次，小于0.1Lu的試段占41.2%，0.1Lu≤X﹤0.5Lu的試段占58.8%，≥0.5Lu的試段占0%，透水率最大值0.33Lu，最小值0.05Lu，混凝土整體抗?jié)B性能良好。φ200mm芯樣完成153.24m，齡期90d以上占100%，芯樣采取率100%，芯樣獲得率98.4%，所取芯樣外觀表面光滑，結(jié)構(gòu)密實(shí)，骨料分布均勻，膠結(jié)情況良好，混凝土整體質(zhì)量良好。

4 結(jié)語

善泥坡水電站主體工程是水電四局承建向家壩水電站后的又一碾壓混凝土大壩。從拌和系統(tǒng)布置、常態(tài)混凝土施工過程中通過多種模板、多樣入倉手段到碾壓混凝土運(yùn)輸、入倉、攤鋪、碾壓、壩體冷卻等方面都有獨(dú)到的施工方法，通過后期壓水試驗(yàn)、鉆孔取芯結(jié)果分析，本工程質(zhì)量完全達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，取得了顯著成果，為類似工程提供了寶貴經(jīng)驗(yàn)。