溪洛渡水电站拱坝混凝土施工工艺

申莉萍 张建清

（中国水利水电第八工程局有限公司 长沙市 410004）

1 概述

溪洛渡水电站采用抛物线双曲拱坝，坝顶高程610.0 m，最大坝高285.5 m，坝顶拱冠厚度14.00 m，坝底拱冠厚度60.00 m，最大中心角95.58°，顶拱中心线弧长681.51 m，厚高比为0.216，弧高比为2.451。坝身泄水设施由7个表孔、8个深孔及10个临时导流底孔组成。

自2009年3月27日开始浇筑坝体混凝土，由于受地质缺陷处理和固结灌浆量增加影响，截止2009年底，坝体混凝土施工进度相对于合同工期滞后约11.5个月，为确保2013年蓄水发电目标，增加1 台30 t 平移式缆机，增设1 座4×4.5 m3混凝土拌和楼及其配套设施。2013年5月4日，溪洛渡大坝按期下闸蓄水。

大坝混凝土总量（含置换混凝土）约651 万m3，月最大浇筑强度为21.59 万m3，2012年度浇筑混凝土212 万m3，高峰期后冷最大通水量达2 726 m3/h，共布置5 台缆机、3 座4×4.5 m3型自落式混凝土拌和楼和18 台LDC-9G 混凝土侧卸车，每个仓面配置4 台VBH13S-8EH 混凝土振捣车和4 台SD13S 平仓机。

2 主要施工技术特点

（1）混凝土工程工期紧，月上升高度大，浇筑强度高，须采取大型模板和综合机械化施工。

（2）抛物线形双曲拱坝体形结构要求严，须研究大型模板施工与保证拱坝体形的措施。

（3）混凝土施工须严格控制浇筑温度、混凝土内部最高温度及混凝土封拱温度。

（4）拱坝泄流设施结构进、出口均设计有悬臂结构，最大悬臂达成44.2 m，须研究悬臂结构模板以保障施工安全、质量及进度。

（5）拱坝泄洪深孔采用全面钢衬保护，断面形状为矩形，其安装直接占用相应坝段浇筑上升工期，底部混凝土浇筑施工难度大。

3 混凝土综合机械化施工

3.1 高线混凝土拌和系统

3.1.1 概述

高线混凝土系统设施布置在右岸大坝下游场地高程分别为595 m、610 m、705 m 的3个平台上。粗细骨料竖井、胶凝材料储罐和空压机站布置在高程705 m 平台；混凝土拌和楼、制冷楼、二次筛分楼、一次风冷车间、混凝土试验室、机修值班室与仓库、调度室等布置在高程610 m 平台；废水处理车间布置在高程595 m 平台。

3.1.2 砂石料运输

粗骨料采用胶带机从塘房坪骨料加工系统成品料仓接料点运至高线混凝土系统高程705 m 平台，经井顶卸料皮带小车卸料入粗骨料竖井。粗骨料由骨料竖井下的变频电动振动给料机给料，通过胶带机双线给二次筛分楼供料。粗骨料经过冲洗、分级后由胶带机将粗骨料送入一次风冷料仓，通过一次风冷料仓下的气动弧门卸料经胶带机，由两条供料线给任意一座拌和楼供料。

采用胶带机从马家河坝骨料加工系统成品料仓接料点运至高线混凝土系统高程705 m 平台，经井顶一条可逆胶带机卸料入细骨料竖井。细骨料由骨料竖井下的气动弧门给料，通过胶带机，共两条供料线给两座拌和楼供料。

3.1.3 水泥、粉煤灰系统

胶凝材料储罐由5个1 500 t 金属水泥罐组成，其中2 罐存储水泥，计3 000 t，可满足高峰月平均日浇筑强度4 d 的需要；考虑到粉煤灰供应紧张，用3罐存储粉煤灰，计3 600 t。

3.1.4 外加剂车间

外加剂车间设置在高程665 m 平台，共配3个成品储液池，其中1个为引气剂池，两个为减水剂池；可同时配制两种外加剂，并设有1个外加剂仓库，成品储液池采用风动搅拌，配制外加剂液采用机械搅拌桶。

3.1.5 混凝土拌和楼

选用两座4×4.5 m3型自落式混凝土拌和楼，新常态混凝土（320～360）m3/h（四级配），预冷混凝土250 m3/h。

3.1.6 预冷系统

采用骨料两次风冷、加冰、加冷水拌和的混凝土预冷工艺，确保混凝土出机口温度满足设计要求。混凝土预冷系统由三部分组成：一次风冷系统、二次风冷系统、冰系统。

3.2 新增600 拌合系统

新增EL600 m 拌和系统布置在4#路交通洞下游出口左侧，搅拌楼、胶凝材料储库和外加剂车间布置于4#公路旁EL597 平台。制冷平台布置在EL618 m高程平台，细骨料储库、骨料二次冲洗筛分设施和一次风冷调节料仓EL630 m 平台。粗骨料储存和系统办公用地布置在EL638 m 平台。

粗骨料从塘房坪粗骨料加工系统粗骨料堆场采用胶带机运输至系统内。

3.3 缆机和混凝土供料线布置

混凝土垂直运输采用平移式缆索起重机方案。5台缆机共轨布置，主车布置在右岸高程720 m 高程平台，副车布置在左岸高程700 m 平台，缆机可以覆盖整个大坝区域，两台缆机主索允许靠近的最小距离为11 m。缆机小车水平运输速度7.5 m/h，垂直运输速度3.5 m/min，加上与之配套的9 m 混凝土侧卸运输车和9.0 m3立罐，结合不摘钩工艺以提高缆机生产率。

3.4 混凝土平仓振捣

混凝土采用平铺法浇筑。为满足大坝通仓长块大面积浇筑和9.0 m 料罐入仓要求，主要采用1 台缆机配备1 台平仓机和1 台振捣车。

3.5 施工缝处理

水平施工缝采用高压水冲毛工艺，合格标准为：净去乳皮、泛露粗砂，微露小石；清洗洁净、无积水、无积渣杂物，无松动骨料，骨料外露不超过1/3。

横缝面亦采用高压水冲洗干净。冲毛用水要求干净，不含泥沙，以免磨损冲毛机,合格标准为净去乳皮。

接缝材料为40 cm 厚三级配富浆混凝土。

4 模板设计和施工

4.1 模板形式与尺寸的选择

（1）横缝面模板。横缝面采用多卡悬臂模板，规格为3.0 m×3.3 m（宽×高）和2.0 m×3.3 m（宽×高），横缝面上下游止水片处采用自行加工的定型悬臂模板横缝面上设置球形键槽，每块面板上配9个球形键槽。

（2）上、下游模板。上下游模板采用定型悬臂大模板，悬臂模板尺寸为3.6 m×3.3 m、3 m×3.3 m 和2 m×3.3 m（宽×高）三种。

（3）拱坝悬臂结构。拱坝悬臂结构采用外撑装配式模板、改造悬臂模板和混凝土预制模板。模板安装拆移，采用25 t 汽车吊在仓面作业或缆机直接安装。操作简单，安全可靠。

4.2 模板结构与布置

拱坝上、下游面采用定型悬臂大模板，局部采用散钢模，定型悬臂大模板规格3.0 m×3.3 m、2.0 m×3.3 m 和3.6 m×3.3 m，模板整体结构受力明确，刚度大，具有经受多次拆移和重复使用而不变形的特点。

横缝面采用悬臂大模板，规格为3.0 m×3.3 m（宽×高）和2.0 m×3.3 m（宽×高），分别由钢面板、（背愣）桁架支撑结构、锚锥及操作平台组成。

拱坝悬臂结构采用外撑装配式模板、改造悬臂模板和混凝土预制模板。

5 温控措施

5.1 混凝土浇筑温度控制

骨料预冷。骨料在风冷骨料仓中一次风冷后，分别由胶带机送到拌和楼料仓，进行二次风冷，将骨料冷却到设计温度。骨料两次风冷后，温度可降至（-2～4）℃。

冷水和片冰是由紧邻拌和楼的制冰楼提供的，根据设计需要，通过调整水和冰的比例，可以拌制成出机温度为（7～9）℃的混凝土。加快混凝土浇筑速度，减少混凝土表面受外界气温的影响。

利用喷雾降低仓面环境温度，同时也可减少混凝土表面水分蒸发。

5.2 混凝土通水冷却

为了削减混凝土内部水化热温升，控制混凝土最高温升，在大坝下游侧水垫塘马道布置四级移动式冷水车间，在坝体内埋设循环管道通水冷却。

5.2.1 冷水车间

移动式冷水站左右岸对称布置，就近分层布置在坝后边坡马道上，冷水厂先后分5 层布置。

每层冷水站管一定高程范围内的坝体冷却，对应区混凝土冷却完成后，即将该层冷水站及管道拆除，转入下一循环中使用。供水主管在坝肩沿坝趾处布置，在坝后顺坝下游面临时钢栈桥或永久坝后桥面布置。

5.2.2 坝内冷却水管

冷却水管采用高密度聚乙烯塑料冷却水管，导热系数≥1.6 KJ（m.h.℃），HDPE 塑料管，主管32.60 mm×3.7 mm，支管28.00 mm×2.00 mm。大坝混凝土浇筑层厚一般为1.5 m 和3.0 m，冷却水管埋置第1 坯层和第4 坯层，呈s 形布置。冷却水管采用专用接头连接，在混凝土浇筑过程中采用U 形卡固定。

5.2.3 一期冷却

一期通水冷却从混凝土下料后开始，历时约（15～28）d，当混凝土温度达到20℃（约束区）和22℃（自由区）后即结束初期通水进入中期通水。一期通水冷却降温阶段通水温度为（14～16）℃，一期通水控温阶段通水温度为（8～10）℃。

5.2.4 中期冷却

对于过渡区和当年9月以前浇筑需在冬季（11月）前降温的灌区，混凝土温度应降低至中期冷却目标温度，应进行中期通水冷却，将混凝土温度降至22℃后结束中期通水，中期通水冷却通水温度为（14～16）℃。

5.2.5 二期冷却

对同冷区混凝土进行二期冷却降温，在中期冷却结束、混凝土龄期大于90 d 后开始进行，通（8～10）℃冷水进行二期冷却，待坝体温度达到12℃、13℃、14℃或16℃（封拱温度）结束冷却。

5.3 混凝土表面保温

各部位保温措施如下：

（1）各孔洞、廊道和水平施工缝面采用两层2 cm厚的聚乙烯保温进行封堵。

（2）大坝上游面采用5 cm 厚绝热用挤塑聚苯乙烯泡沫塑料板覆盖，大坝下游面采用3 cm 厚绝热用挤塑聚苯乙烯泡沫塑料板覆盖。

（3）横缝面采用玻璃纤维铝泊封闭的聚乙烯板和绝热用挤塑聚苯乙烯泡沫塑料两种规格。

5.4 混凝土养护

大坝上游坝面和横缝面采用悬挂花管养护，水平施工缝面采用“PYXK1/2 ”草地自动喷头旋喷养护，使混凝土表面经常保持湿润状态，连续养护时间不少于28d。

5.5 混凝土温控效果

（1）大坝上游面采用抽条检查的方式，大坝横缝面和下游面采取全面检查的方式，均未发现有裂缝。

（2）在坝体廊道内进行全面检查，无危害性裂缝。

6 结论

（1）大坝工程采用大型模板和综合机械化施工，满足混凝土施工高峰期强度要求。

（2）通过采用预冷和后冷相结合的混凝土温控技术、有盖重固结灌浆技术、线面出浆接缝灌浆技术以及悬臂大模板等，实现了高拱坝施工从基岩面开始按3 m 标准层连续浇筑，保证拱坝混凝土施工强度。

（3）坝肩槽地质缺陷处理及大坝孔口坝段结构的复杂性，制约了在孔口坝段浇筑上升和大坝浇筑上升的均衡性，大坝孔口复杂结构部位的快速施工技术及坝基地质缺陷处理与混凝土施工干扰是类似工程需进一步研究的课题。

（4）先进的施工技术在规范的管理体制下得到了较好的应用，在长达4年半混凝土浇筑中，31个坝段，2 400 多个仓面，体形偏差仅千万分之一。混凝土试验检测达到62 256 次，无低强试验块，C40 混凝土抗压强度平均值接近60 MPa，无温度裂缝。