宗格鲁水电站大坝碾压混凝土施工方案探讨

秦克红

（中国水利水电第八工程局有限公司 长沙市 410004）

1 概述

宗格鲁水电站是一座兼有发电、防洪、灌溉、养殖、航运等多用途的水电工程，电站装机容量700 MW，水库具有多年调节性能。电站枢纽由拦河大坝、坝后厂房、变电站等建筑物组成。坝顶高程为EL 233.0 m，最大坝高为90 m。拦河大坝由碾压混凝土重力坝段及左右岸心墙堆石坝段构成，总长约2 400 m，其中碾压混凝土重力坝布置于主河床，坝段长约1 090 m，左右心墙堆石坝分别布置于碾压混凝土重力坝段左右两侧，坝段长约1 325 m，其中左心墙堆石坝段长325 m，右心墙堆石坝段长1 000 m。碾压混凝土大坝从左至右分别为左岸挡水坝段、厂房坝段、明渠与底孔坝段、溢流坝段、右岸挡水坝段等。

大坝碾压混凝土总量约180 万m3，常态混凝土总量约56 万m3。混凝土最大月强度约181 000 m3，其中碾压混凝最大月强度约162 000 m3。

2 主要施工特点及对策

本项目碾压混凝土大坝施工特点主要有：坝体长，混凝土量大，进度紧，混凝土施工强度大；气温高湿度小，对碾压混凝土施工质量影响大，施工组织难度高。

主要对策：根据以上特点，在施工过程中宜做好施工规划，配置足够的碾压混凝土施工设备；做好碾压混凝土分区规划，水面以上的坝段尽量提前施工，以减少高峰期混凝土强度；合理规划碾压混凝土大坝与两岸土石坝的上升速度，直接利用左右两岸平缓岸坡及堆石坝体，采用合仓斜层法施工，汽车直接入仓，减少入仓难度，缩短碾压混凝土层间间歇时间，减少外界环境对碾压混凝土施工质量的影响，以保证其施工质量。

3 混凝土施工条件

（1）水文气象条件。

宗格鲁水电站位于卡杜纳河流域，流域位于西非稀树草原地带，属热带季风草原气候，主要分旱季和雨季，季节较为分明。5～10月，由于受到来自大西洋的暖湿气流影响而形成雨季，11月～次年4月，由于受到来自撒哈拉东北干冷气流的影响而形成旱季。7～9月由于流域内降水较多，气温有所下降，平均气温为1年中最低，约为25.4℃，相对湿度达97%；11月到次年2月为干季，几乎没有降水，相对湿度为35%，这一时期平均气温为26.8℃，年平均最高气温出现在3月，为30.5℃。

（2）施工导流。

施工导流分三期进行，一期采用预留岩坎+土石围堰作为挡水建筑物，原河床导流；二期采用土石围堰挡水，导流明渠过流；三期前期采用坝体挡水，导流底孔+泄洪底孔泄流，后期导流底孔下闸蓄水，2016年5月开始导流底孔封堵。

（3）拌和系统布置。

根据混凝土系统的生产能力必须满足月高峰强度18 万m3（同时考虑最大仓面为6 000.0 m2）的规模。选取3 座2×3.0 m3（HL240-2S3000L 要求选用混凝土出料能力为4.0 m3的搅拌机）强制式搅拌楼，单座HL240-2S3000L 强制式搅拌楼的技术参数：常态混凝土240 m3/h，碾压混凝土200 m3/h，预冷混凝土150 m3/h。另配1 台HZ150-1S3000 混凝土拌和站，专用于大坝及厂房常态混凝土生产。

（4）施工道路布置。

宗格鲁大坝处河床宽阔，地势平坦，两岸岸坡平缓并有左右岸堆石坝，基坑道路及左右岸上坝公路布置简单。在施工过程中，根据实际情况，合理布置混凝土运输道路，并规划好左右岸堆石坝与坝体上升速度，直接利用堆石坝体作为入仓道路。

4 大坝混凝土施工进度安排

4.1 工期节点控制

（1）2013年2月19日工程开工，合同工期为58个月，首台机发电工期为48个月，2017年2月首台机组发电，2017年12月工程完工。

（2）2014年4月1日一期截流，2014年12月第1 台机蜗壳具备安装条件，2015年10月中旬完成厂房桥机安装，12月中旬厂房封顶。

（3）2015年汛前（7月底）右岸大坝全线超过EL.177 m，11月初进行明渠截流，2016年4月，溢流坝段闸墩溢流面浇筑完成，开始表孔弧门安装，2016年4月上旬明渠缺口上升至EL.215 m，5月初大坝下闸蓄水，9月初完成导流底孔封堵施工。

（4）2016年底完成首台机安装调试，2017年2月首台机发电，以后每3个月投产1 台，2017年12月底，工程完工。

4.2 施工关键线路及强度分析

（1）关键线路。

本工程施工进度紧，尤其是碾压混凝土大坝进度，关键线路为：进场→明渠施工→一期围堰施工→溢流坝段施工→下闸及表孔弧门安装→厂房机组安装与试运行→第一台机发电→尾工。

（2）主要工程量强度指标。

碾压、常态混凝土合计最大月强度约162 000 m3，时间为2015年3月。碾压混凝最大月强度约144000 m3，时间为2015年1月，部位为河床21#～40#坝段与左岸1#～16#坝段大面积碾压重合部分；常态混凝土最大月强度约29 886 m3，时间为2015年5月，部位包括厂房坝段、主厂房及安装间部位混凝土。

5 碾压混凝土施工

5.1 混凝土模板

模板主要采用可调式翻转大模板，用于重力坝上游面及横缝面采用连续上升，局部地方采用组合钢模板，与坝基基岩面接触部位采用木模补缝。其他结构部位根据体型现场加工成型，尽量采用大模板，以减少立模工程量。

5.2 碾压混凝土浇筑分层分块

根据本工程施工导流的特点及施工总进度计划的安排，以及坝体结构、施工需要及碾压混凝土可连续上升的特性，坝体碾压混凝土浇筑分层分块如下：

碾压混凝土分层厚度以3 m 为主，局部根据结构体型进行调整。

碾压混凝土共分为49个坝段，其中1#～16#为左岸重力坝段，17#为厂房坝段，18#～19#为左岸重力坝段，20#为明渠坝段，21#～22#为导流底孔坝段，23#为溢流坝段，24#～49#为右岸重力坝段，18#～22#坝段EL195～215 m，作为一个仓通仓浇筑。坝段典型长度为20 m，典型分层为3 m，以合仓斜层碾压为主，自卸汽车直接入仓或转满管溜槽入仓等。具体分仓形式见附表。

5.3 碾压混凝土入仓方式规划

汽车直接入仓均采用从坝后进入，1#、2#、3#仓号，高程低，采用自卸汽车直接入仓，其中2#、3#在分仓处采用倒仓方式入仓，即先升仓面高3 m，浇筑后升仓时，先在仓内形成斜坡道。此3个仓，边浇边进行固结灌浆，为右岸坝段进行大规模合仓斜层奠定基础。

4#仓先利用汽车从40#坝段直接入仓，当填筑量增大到一定程度后，采用挂满管的方式，从41#坝段由自卸汽车转满管入仓。与1#仓浇平后，形成右岸大通仓5#、6#仓，5#、6#仓采用自卸汽车直接从右坝头入仓，入仓道路利用右岸堆石坝填筑与堆石坝体形成的道路。

附表 碾压混凝土大坝浇筑分仓及入仓措施表

7#、8#仓采用自卸汽车直接入仓，其中7#利用左岸临时道路，8#入仓道路利用左岸堆石坝填筑与坝体形成的道路入仓。

9#、10#、11#仓，由下往上浇筑，9#仓为缺口坝段，底部采用汽车入仓，中上部采用汽车转满管入仓，汽车由左岸已形成的坝顶作为进仓道路。10#、11#仓由汽车转满管入仓。

其余几个仓，为常态混凝土仓号，采用单个坝段分仓浇筑，塔机入仓。

5.4 斜层碾压施工工艺

碾压混凝土采用左右斜层施工时，斜坡坡角范围一般为1∶10～1∶20，本项目拟采用1∶12。左右岸大斜层碾压施工工艺如附图。

附图 左右岸大斜层碾压施工工艺图

左右斜层碾压混凝土施工仓面不受左右方向长度的影响，斜层碾压是在相同的月浇筑强度下，减小瞬时碾压施工仓面面积，减少施工设备投入。碾压混凝土采用左右岸大斜层施工方法，不但减少了施工设备及模板的投入，而且也大大简化了混凝土入仓措施，减小了临建设施的投入。

相对于平层碾压或从下游到上游的斜层碾压，左右岸大通仓斜层碾压具有如下几个优点：

（1）大大减少施工分仓数目，减小了横缝模板量的投入，降低了仓面立模工作量。

（2）大大简化了混凝土入仓难度，既降低了入仓设备或资金的投入，减小了混凝土入仓与施工的干扰，也进一步确保了混凝土入仓强度的保证率。

（3）减小了碾压混凝土施工仓面的面积，大大加快了碾压混凝土层间覆盖速度。左右岸斜层碾压越到坝体上部施工优势越明显，可使原来需要6 h 覆盖的时间缩短至（2～4）h，进一步确保了混凝土层间结合质量。

（4）随着施工仓面的减小，混凝土施工管理难度也随之降低。由于层面间隔时间大大缩短，上层混凝土覆盖快，能减少外界环境对碾压混凝土施工质量的影响，且因浇筑面积小，仓面喷雾、保温等措施容易实施，因而对高温多风季节施工具有良好的适应性。

（5）左右岸斜层碾压，仓内自卸汽车先在老混凝土面上调头，倒着进入斜面卸料，大大减少了仓内汽车对碾压混凝土施工干扰及质量影响。

（6）每一斜层向前推进的距离约4 m，大大减小了老混凝土面上砂浆的摊铺面积，减少了砂浆暴露时间，进一步确保了老混凝土面层间结合质量。

（7）在多雨季节施工时，由于斜面便于排水，浇筑面积小便于处理，从而降低了降雨的影响范围和程度，减小了雨天对碾压混凝土施工的影响。

6 结语

碾压混凝土大坝采用左右岸斜层法施工，相对于其它方法具有非常明显的优势。左右岸斜层法施工，既有充分的理论依据，同时又经历了十来年国内从南到北多个大型碾压混凝土高坝实际施工经验的证明。河床平缓的低坝碾压混凝土时，宜将左右岸合仓大斜层施工方法作为首选方案，尤其是河床较宽、坝轴线较长的碾压混凝土大坝，以便充分发挥碾压混凝土筑坝技术的优势。