三里坪电站碾压混凝土双曲拱坝施工技术

陈晓静

（中国水电十五局科研设计院，西安 712000）

三里坪水利水电枢纽工程位于湖北省房县境内的南河干流上，是一个以防洪、发电为主，兼库区航运、水产养殖、灌溉等综合利用的大 （Ⅱ）型水利水电枢纽工程。水库总库容4.99亿m3，电站装机70MW，年平均发电量1.834亿kW·h。枢纽工程由碾压混凝土双曲拱坝及下游水垫塘、岸边地下厂房、导流洞等建筑物组成。

碾压混凝土双曲拱坝坝体体形平面为抛物线型，各层拱圈变厚设计，左右岸采用不对称布置。坝顶高420.00m，河床坝底高程287.00m，最大设计坝高133.00m，拱冠顶厚5.50m ，拱冠底厚22.81m，最大拱端厚度31.78m，拱端底厚29.07m，最大倒悬0.2，厚高比0.17，坝体设有3个表孔和2个中孔。碾压混凝土39.2万m3。同类型的100m以上的大坝在国内极为少见。

1 碾压混凝土施工准备

1.1 拌和系统与运输系统

（1）拌和系统。本工程碾压混凝土生产用一座连续式广州产拌和楼 （DW200），该系统于2007年10月份建立。经2007年12月份展开的工程试验后，确定生产能力：拌和楼为180m3／h，日平均强度3000m3／d。

（2）运输与入仓。大坝EL340m以下施工采用5台25t自卸汽车运输熟料入仓。进仓道路采用大坝开挖石碴填筑，自卸汽车入仓前，设有高压风水枪冲洗轮胎，防止将泥土、水等杂物带入仓内，在离入仓口20m内铺干净碎石使轮胎脱水。EL340m以上施工采用自卸汽车＋负压溜槽＋自卸汽车仓面运输的方式入仓。

1.2 骨料生产加工系统

本工程坐落于山区腹地，充分利用当地材料，对离坝址500m处的瓦洼沟石料场进行毛料开采，利用10台25t自卸汽车运至骨料加工系统进，加工好的骨料通过皮带机运至工地储料仓，日采量约3000m3。

1.3 碾压混凝土施工配合比

碾压混凝土配合比设计首先要满足混凝土的物理力学性质指标的要求，还要满足施工工艺的要求，并做到经济上最节省。本工程配合比，见表1。

表1 三里坪碾压混凝土施工配合比

1.4 原材料的检测

在生产混凝土前，必须对各批次的水泥、粉煤灰、外加剂及砂石骨料进行质量检测，达到质量要求后方可用于生产，实验人员根据检测结果对施工配合比进行调整，在生产前一天开出施工配合比及配料单。

1.5 模板

本工程模板采用可调试翻升钢模板，单块模板长3m×3m，可进行正、反拱调弧和调坡，使用时为多层联合使用，最底一层模板作为支撑体，承受上层模板的重量及混凝土测压力，模板安装采用人工配合16t汽车吊车进行。

2 碾压混凝土施工

2.1 摊铺与碾压

（1）摊铺。本工程碾压混凝土摊铺层厚为35±3cm，采用自卸汽车运到现场按条带宽6～8m，混凝土料卸于铺筑层摊铺前沿的台阶上，卸料高度不大于1.5m，再由推土机采用“一堆三推”法平仓。对卸料堆旁出现的分离骨料，由人工均匀地将其散布至未碾压的混凝土面上。然后利用内蒙产TY230型推土机平行坝轴线进行平仓。

（2）碾压。混凝土采用专用BOMAG202AD型振动碾沿坝轴线方向条带碾压，条带间碾压搭接不小于20cm，考虑到仓面还不太平整，采用无振碾2遍，然后根据现场生产性试验，低幅高频振动压实碾压6～8遍，收仓面静压2遍。最终的碾压遍数应以核子密度仪器检测为准。

2.2 碾压混凝土层面处理

采用通仓、薄层连续浇筑，各浇筑层间的层面是坝体的薄弱环节。为保证大坝施工质量，不但要求良好的层面结合强度，而且还要有较高的抗渗性能。试验和工程实践表明，在下层混凝土初凝以前，即浇筑上层碾压混凝土可获得良好的层间结合。针对本工程不同时间段确定碾压混凝土施工（RCC）层面间歇时间如表2。

表2 碾压混凝土施工（RCC）层面间歇时间表

3 变态混凝土施工

本工程变态混凝土主要用于坝体上、下游面50cm以内，坝体与岸坡接触部位100cm以内、廊道周边70cm以内和高程326m以上2＃、3＃现浇横缝键槽周边70cm以内。变态混凝土应随着碾压混凝土浇筑逐层同步施工，层厚与碾压混凝土相同。

浆液的制备由设在右岸的制浆站供应，沿坝下游面铺设注浆管引至各工作面，人工加浆。采用成孔加浆法注浆，人工用1.5m长Φ25的螺纹钢钎人工插拔成孔，孔深35cm左右，现场采用标准计量桶控制加浆量，上游坝面加浆量为4.5～7.5L／m，浆液均匀注入变态混凝土，浸泡15min后。采用Φ100插入式振捣棒振捣，插点均匀分布，振捣至表面泛浆，搭接带采用斜插方式振捣，从加浆到振捣完毕时间控制在40min以内。振捣完成后，振动碾沿搭接带碾压4遍。

4 养护

在施工过程中，养护工作由专人进行，采用喷雾方式以保持仓面湿润，混凝土终凝后即洒水养护，对于水平施工缝和冷缝养护至上一层碾压混凝土开始铺筑为止，对永久暴露面，养护时间不低于28d。

5 诱导缝及横缝施工

诱导缝及横缝为预制模块成缝，在预制场预制模块，诱导缝及横缝模块在连续上升层面碾压完后安装，采用人工安装，安装时由测量人员精确放线，安装到位，插好固定钢筋。诱导缝预留灌浆管保持通畅。

6 特殊气候条件下的混凝土施工

（1）降雨天气施工。混凝土浇筑过程中遇到超过3mm／h降雨强度时，停止拌和，并尽快将已入仓的混凝土摊铺碾压完毕或妥善覆盖，用塑料布遮盖整个新混凝土面。雨水集中引排至坝外，对个别无法自动排出的水坑用人工处理。因雨暂停施工后，当降雨量小于3mm／h并持续30min以上，且仓面碾压的混凝土尚未初凝时，可恢复施工。

（2）低温气候条件下的施工。低温季节施工混凝土温度不应小于3℃，一般控制出机口温度8℃～10℃，入仓温度5℃～8℃。低温季节施工温控采取热水拌和，仓面及时覆盖保温被等措施。

（3）高温气候条件下施工。碾压混凝土施工适宜在平均气温为3℃～25℃之间，当日平均气温高于25℃时，应采取防高温措施。高温季节施工采取的温控措施主要有：①骨料预冷；②冷水拌和；③通水冷却降温；④汽车搭设遮阳棚；⑤成品骨料场料堆堆高≥9m；⑥骨料输送皮带搭设遮阳棚；⑦动态调整Vc值；⑧采用高效缓凝剂。⑨当气温高于35℃时，仓面平均温度超过30℃时，仓面采取喷雾等措施。当日平均气温超过25℃时，可利用早、晚间气温较低时快速进行碾压混凝土施工。

7 混凝土温控

7.1 温控标准

RCC设计允许最高温度见下表3。

表3 RCC设计允许最高温度

上下层混凝土、混凝土与基岩温差控制，当下层混凝土龄期超过28天成为老混凝土时，浇筑上层混凝土时控制上下层温差在16℃以内，混凝土与基岩温差控制在16℃以内。

7.2 混凝土浇筑温度控制

低温季节混凝土可采取自然入仓，高温季节和次高温季节，在仓面采取喷雾、初期通水冷却等温控措施，混凝土浇筑温度不超过25℃。

8 结 语

碾压混凝土系新工艺、新技术，目前，其各项设计技术指标还处在不断地调整与优化之中。相信在不久的将来，该技术会被应用的更广泛、更先进。