官地水电站碾压混凝土施工技术

王明涛，尹习双，黄玮

(中国水电顾问集团成都勘测设计研究院，四川成都 610072)

官地水电站碾压混凝土施工技术

王明涛，尹习双，黄玮

(中国水电顾问集团成都勘测设计研究院，四川成都 610072)

官地水电站大坝是目前我国在建的碾压混凝土高坝之一，最大坝高168 m。由于电站要提前发电，故施工工期紧张，质量控制标准严格。为确保官地水电站碾压混凝土施工质量与工程进度，在实际施工中，从碾压混凝土配合比设计、入仓方式、斜层碾压工艺及温控措施等方面对其关键技术进行了探讨与实践，可为其他类似工程提供良好的借鉴及参考。

官地水电站;碾压混凝土;施工

1 工程概述

官地水电站位于四川省凉山彝族自治州西昌市和盐源县交界的打罗村境内，系雅砻江卡拉至江口河段水电规划五级开发方式的第三个梯级电站。电站装机容量2 400 MW，正常蓄水位高程1 330 m，死水位高程1 328 m，总库容7.6亿m3，属日调节水库，主要任务为发电。

该工程枢纽建筑物主要由碾压混凝土重力坝、坝身泄洪底流消能建筑物、右岸引水发电系统建筑物组成。碾压混凝土重力坝坝顶高程1 334 m，最大坝高168 m，坝顶长516 m，共分24个坝段。溢流坝段下游接消力池，消力池底高程为1 188 m，池长145 m，宽95 m。

雅砻江流域地处青藏高原东侧边缘地带，属川西高原气候区，主要受高空西风环流和西南季风影响，干、湿季分明。每年11月至次年4月为干季，日照多、湿度小、日温差大，降水很少，只占全年的5%～10%;5～10月为雨季，气候湿润，日照少，湿度较大，日温差较小，降雨集中，雨量约占全年雨量的90%～95%。

坝址多年平均降水量为1 077.4 mm，雨季(5～10月)降水量为1 022.5 mm，占全年的94.9%;多年平均降水日数为116.5 d。多年平均蒸发量为1 548.7 mm(20 cm口径蒸发皿)。多年平均相对湿度为74%，最小值为8%。多年平均气温为18.6℃，极端最高气温为39.4℃，极端最低气温为0.5℃。

枢纽区出露地层主要为二叠系上统玄武岩组(P2β)，下游涉及二叠系下统平川组(P1P)灰岩及砂岩，第四系覆盖层分布较广泛。第四系覆盖层主要为现代河床冲积物及分布于两岸谷坡的崩坡积、坡残积和少量冲沟内的洪积物，两岸的阶地堆积物零星分布。河床覆盖层厚1～35.8 m。

2 碾压混凝土配合比设计

官地水电站施工设计前期大坝混凝土配合比试验分为两个阶段。

第一阶段开展了大坝混凝土配合比设计及性能试验研究工作，根据不同批次的水泥和粉煤灰等原材料，共进行了四次大坝碾压混凝土性能试验，采用的原材料为双马、峨胜42.5中热水泥，掺合料为珞璜Ⅰ、Ⅱ级磷渣粉、平凉Ⅱ级、曲靖Ⅱ级磷渣粉。减水剂HLC－NAF为南京瑞迪生产的碾压混凝土专用缓凝高效减水剂，ZB－1Rcc15为浙江龙游生产的碾压混凝土用缓凝高效减水剂。

在混凝土试验期间，由于骨料生产及厂家水泥送样强度不能满足试验要求，且业主更换了大部分原材料，因此，开展了大坝混凝土配合比复核及性能试验研究工作。碾压混凝土配合比见表1。

3 碾压混凝土施工技术

3.1 混凝土拌和系统设计

该工程混凝土总量约为400万m3，其中碾压混凝土约308万m3，设置高线和低线两个混凝土拌和系统。根据招标阶段总进度安排，混凝土拌和系统高峰月浇筑强度为25万m3，要求预冷混凝土出机口温度不超过12℃。

3.1.1 大坝混凝土系统

大坝高线混凝土系统布置于竹子坝沟内、开关站旁，高程为1 340 m，主要供应大坝右岸侧和厂房进水口等部位的混凝土，设置一座2×6 m3强制式拌和楼和一座4×3 m3自落式拌和楼，系统设计常温混凝土生产规模为480 m3/h，预冷混凝土370 m3/h。

表1 混凝土配合比表

大坝低线混凝土系统布置于左岸大坝下游、距坝址1 km处，分布高程为1 220 m，主要供应消力池和大坝左岸侧等部位的混凝土。设置2座2 ×6 m3强制式拌和楼，系统设计常温混凝土生产能力为600 m3/h，预冷混凝土生产能力为440 m3/h。

3.1.2 制冷系统

大坝高、低线制冷系统高峰期制冷混凝土生产强度分别为6万m3/月和15万m3/月，配备的制冷总规模分别为17.38 GJ/h和39.44 GJ/h(标准工况)，系统主要包括一次风冷制冷车间、一次风冷料仓和制冷楼。制冷楼供应拌和楼的冷水、片冰和二次冷风。

3.2 碾压混凝土的入仓方式

在工程实施阶段，由于受消力池浇筑进度影响，高程1 180 m以上的浇筑道路无法利用下游消力池外测边墙的道路。结合工程现场施工条件，混凝土运输的具体方式如下。

(1)大坝1 168～1 240 m高程的碾压混凝土入仓方式。①大坝高程1 168～1 180 m:从低线混凝土拌和系统经下游围堰下基坑道路→大坝仓号。②高程1 180～1 223.5 m大坝12#坝段以左:从低线混凝土拌和系统经左岸低线公路转满管溜槽入仓号。③高程1 223.5～1 240 m大坝12#坝段以左:从低线混凝土拌和系统经右岸高程1 240 m公路和上游围堰入仓。④高程1 175～1 205 m大坝12#坝段以右:从高线混凝土拌和系统经上游围堰下基坑临时道路转满管溜槽或直接入仓。⑤高程1 205～1 240 m大坝12#坝段以右:从高线混凝土拌和系统经上游围堰下基坑临时道路入仓。

(2)大坝1 240～1 253.5 m高程碾压混凝土的入仓方式。大坝两中孔之间(10～15#坝段) 1 238.5～1 253.5 m高程碾压混凝土:采用的入仓手段为(以10#为例):钢衬左侧混凝土(靠9#坝段侧)浇筑时采用溜槽入仓，运输车在9#坝段仓面直接由溜槽下料斗卸料，仓内人工配合铺料浇筑。钢衬右侧(靠11#坝段侧)运输车过贝雷桥到11#坝段，混凝土采用直接入仓。中孔两侧高程1 240～1 253.5 m:右岸采用自卸车直接入仓，左岸采用满管溜槽(加转料平台)入仓，坝前汽车直接入仓为补充。

(3)大坝高程1 253.5 m以上的碾压混凝土入仓方式。根据大坝设计特点和现场交通条件、施工布置情况，从右坝肩1 334 m高程到高线混凝土拌和系统具有近距离的便利交通，在左坝肩1 334 m高程可利用左岸皮带供料线直接从低线混凝土系统供料，因此，1 253.5 m高程以上采用左、右坝肩架设的满管溜槽入仓，仓内由自卸车转料的入仓方式。坝体1 328 m高程以上的碾压混凝土入仓方式采用汽车直接入仓，20 t缆机配6 m3混凝土罐作为补充浇筑手段。

3.3 碾压混凝土施工工艺

3.3.1 运输

碾压混凝土的水平运输工具为20 t自卸汽车，每次拉运混凝土6 m3。为了防止夏季碾压混凝土料受太阳辐射产生温度回升以及水分蒸发，在车厢四周粘贴了3 cm厚的泡沫保温材料，车厢上设置了覆盖防晒棚。

3.3.2 卸料与摊铺

(1)在碾压混凝土铺筑之前，首先在碾压混凝土准备摊铺区域的基础面上均匀摊铺一层厚约1.5～2 cm、流动度为18～22 cm的水泥砂浆，上部混凝土在铺设后30 min内摊铺覆盖。

(2)自卸汽车采用退铺法两点式卸料。汽车卸料要做到边慢行边卸，平仓采用850 K平仓机。

(3)根据大坝碾压混凝土分区、仓面面积及混凝土拌制能力，碾压混凝土铺料方式主要采用斜层碾压方式施工。斜层铺料方向根据仓面特性，采用自下游向上游方向进行的方式。斜层碾压坡度控制为不陡于1∶10。

(4)卸料、摊铺、平仓条带原则上垂直于水流方向，受横向廊道切割及孔底侧边的窄条形部位等的制约，摊铺平仓条带可平行水流方向，碾压混凝土平仓厚度每层为34～36 cm。

3.3.3 碾压

(1)碾压混凝土碾压分条带进行，各条带由下游向上游与坝轴线垂直进行，碾压作业采用搭接法，碾压条带间的搭接宽度为10～20 cm，端头部位搭接宽度为200 cm左右。变态混凝土与碾压混凝土相邻区域混凝土碾压时与变态区域搭接宽度大于20 cm。

(2)碾压采用10～13.5 t大型振动碾，碾压施工按照先无振碾压，然后有振碾压，再无振碾压的程序进行，振动碾行走速度为1～1.5 km/h，碾压遍数根据前期施工确定为无振2遍+有振8遍+无振2遍，直至核子密度仪检测的碾压密实度达到98.5%以上。经平仓形成一定长度的条带后及时碾压，确保碾压混凝土能在出机后的2 h内碾压完毕。

3.3.4 碾压混凝土温控设计

(1)浇筑层厚及间歇期。

在满足浇筑计划的同时，碾压混凝土强约束区浇筑层厚不大于3 m，控制间歇期为5～7 d;弱约束区浇筑层厚控制在4.5～6 m，控制间歇期为7～10 d;在非约束区，个别部位采用8 m升层。

(2)出机口温度。

夏季，对混凝土骨料采用一、二次风冷等措施进行预冷，并采取加片冰、加制冷水拌和等措施以降低混凝土出机口温度。根据设计要求，将出机口最低温度控制在12℃。

(3)控制浇筑温度。

要求控制碾压混凝土从出机口至上坯混凝土覆盖前的温度回升值不超过5℃;将从拌和楼出机口取料到碾压完成的时间控制在1.5～2 h内。当浇筑仓内气温高于23℃时，可进行仓面喷雾，以降低仓面环境温度。

(4)通水冷却。

①埋设冷却水管进行人工冷却，要求降温阶段最大日降温速率≤0.5℃/d，通水温度与混凝土温度温差不大于20℃，每根水管管长不大于300 m。②基础约束区3～10月一期冷却通12℃制冷水，其他月份通天然河水，冷却水流量为1.2～1.5 m3/h，通水21 d;自由区3～10月一期冷却通14℃制冷水，冷却水流量为1.2～1.5 m3/h，通水21 d，11月～次年2月通河水，冷却水流量为0.5～1 m3/h，通水21 d。③3～10月浇筑为混凝土在进入冬季前进行中期通水冷却，中期通水为天然河水，参考通水流量为0.5～1 m3/h。最大日降温速率≤0.5℃/d，通水时间2个月左右。通水水温与混凝土内部温度之差不超过15℃。

(5)混凝土表面保护及养护。

①浇筑层上表面养护。每一浇筑层应在混凝土终凝后即开始表面蓄水、流水养护，直到上一层混凝土浇筑准备工作开始，上一层准备工作期间可采用洒水养护。②气温骤降来临之前，对龄期未满60 d的碾压混凝土和龄期未满28 d的普通混凝土采用导热系数≤0.044 W/m·℃、厚3 cm的聚苯乙烯泡沫材料进行全面保护，并对棱角部位采取加强措施。③冬季浇筑的混凝土应适当推迟拆模时间，气温骤降期间不允许拆模。

4 结语

在官地水电站工程施工中，为充分发挥碾压混凝土的施工优势，对碾压混凝土施工各工艺环节关键施工技术进行了理论探讨与实践总结，为官地水电站碾压混凝土施工顺利进行提供了坚实的技术保障，同时，也为今后建设类似工程提供了良好的借鉴及参考。

(责任编辑:李燕辉)

TV52;TV7;TV642.2

B

1001-2184(2011)06-0129-03

2011-07-11

王明涛(1969-)，男，重庆潼南人，高级工程师，工程硕士，从事水电水利工程施工组织设计工作;

尹习双(1981-)，男，湖北洪湖人，工程师，硕士，从事水电水利工程施工组织设计工作;

黄玮(1981-)，男，江西宜丰人，工程师，硕士，从事水电水利工程施工组织设计工作.