大渡河沙坪水电站拦河闸坝堆石混凝土施工应用技术研究

李祚全　许　航

（中国水利水电第八工程局有限公司　长沙市　410004）　（湖南省水利厅　长沙市　410007）



大渡河沙坪水电站拦河闸坝堆石混凝土施工应用技术研究

李祚全许航

（中国水利水电第八工程局有限公司长沙市410004）（湖南省水利厅长沙市410007）

【摘要】大渡河沙坪二级水电站拦河闸坝采用堆石混凝土，能大幅提高大仓面素混凝土的施工效率，缩短工期；同时，堆石混凝土使用了大量的块石作为原材料，且施工工艺简单，降低了综合成本。文章对堆石混凝土施工进行了介绍。

【关键词】沙坪二级水电站堆石混凝土施工

1　工程概述

沙坪二级水电站位于大渡河和其支流官料河交汇口上游230m处的大渡河干流上，是大渡河干流22级水电梯级开发中第20个梯级电站的第二级，上游为沙坪一级水电站，下游为已建的龚嘴水电站。电站正常蓄水位554.00m，正常蓄水位以下库容2 084 万m3，装机容量348MW（6×58MW）。工程采用河床式开发，枢纽建筑物主要由右岸挡水坝段、泄洪闸坝段、鱼道和河床式发电厂房等组成，最大坝高63.00m。

沙坪二级水电站拦河闸坝基础为堆石混凝土，起止高程为EL.494～EL.524，最大浇筑高度30m。分3区浇筑，上下游长度49m，左右方向104.5m，单仓最大尺寸为49m×39m。总计需要浇筑堆石混凝土11.34万m3，其中堆石11.34万m3，自密实混凝土5.1万m3。堆石混凝土施工主要工程量详见表1。

2　混凝土分层分块及施工程序

根据设计图按结构缝分3块浇筑，不另设施工缝，最大仓号为39m×49m。结构缝设一道竖向铜片止水和橡胶止水，右岸挡水坝与基岩基础亦设一道铜片止水和橡胶止水。

表1　主要工程量表

根据招标文件及堆石混凝土技术要求，堆石混凝土浇筑层厚采用（1.5～2.0）m一层，本工程标准层厚取2.0m。

施工程序：一期基坑开挖完成并验收合格后即可开始进行本工程堆石混凝土施工。堆石混凝土施工先从一期基坑开挖最低处开始，依次往上浇筑混凝土设计顶面线。最先浇筑块为②区，同一层中按照立模、堆石、浇筑、等强、回填的顺序进行施工。

3　堆石施工

3.1堆石筛分

由于在选料过程中混入了部分粒径小于30 cm的石料，为确保堆石粒径大于30 cm的要求，在下游备料场内设置3个钢筛，用挖机喂料，直接装车。

3.2堆石冲洗

根据取料的道路布置，在明渠出口左侧的坡道上设置一个冲洗平台，用于1#备料场石料冲洗。布置3根Φ80花管，水压大于0.2mPa，自卸汽车装满堆石后，从花管下经过，冲洗干净后运输至仓面。冲洗废水设置小型沉淀池后，排至大渡河。

在进火烧营渣场道路路口，斜坡道路上设置一个冲洗平台，用于2#备料场石料冲洗。

3.3堆石码放

（1）堆石入仓采用“倒退法”，由里向外布仓。并配备装载机和挖掘机进行平仓。

（2）对于粒径超过800mm的大块石，宜放置在仓面中部，以免影响堆石混凝土表层质量。

（3）在靠近模板、止水带等细部1m左右的区域，需要使用人工辅助堆石，以避免机械堆石对模板和止水带的冲击。

（4）在岩石建基面进行堆石入仓前，须浇筑一层（3～8）cm厚的自密实混凝土，并在自密实混凝土初凝前将堆石埋入混凝土中，从而确保堆石混凝土与基础结合良好。

（5）在堆石入仓前应对底层堆石混凝土仓面按照常态混凝土的标准进行凿毛和清洗，对于松动的堆石应予以清除，以确保层间的抗渗性能。

（6）在堆石过程中，堆石体外露面所含有的粒径小于200mm的石块数量不得超过10块/m2。

4　自密实混凝施工

4.1专用自密实混凝土性能要求

专用自密实混凝土材料的性能指标应满足以下要求：

（1）专用自密实混凝土的工作性能可采用坍落度试验、坍落扩展度试验、V形漏斗试验和自密实性能稳定性试验检测，其指标应符合表2的要求。

表2　专用自密实混凝土性能指标

（2）专用自密实混凝土强度等级应与堆石混凝土设计强度等级相同。

（3）专用自密实混凝土的弹性模量、长期性能和耐久性等其它性能，应符合设计或相关标准的要求。

4.2专用自密实混凝土生产

（1）专用自密实混凝土应采用2×3强制式拌和楼生产，与生产常态混凝土相比应适当延长搅拌时间。

（2）生产过程中应测定骨料的含水率，每一个工作班应不少于2次。当含水率有显著变化时，应增加测定次数，并依据检测结果及时调整用水量及骨料用量，不得随意改变配合比。

（3）专用自密实混凝土配合比使用过程中，应根据原材料的变化或专用自密实混凝土质量动态信息及时进行调整。

4.3专用自密实混凝土运输

（1）专用自密实混凝土运输使用8m3混凝土搅拌车，运输速度应保证堆石混凝土施工的连续性。

（2）运输车在接料前应将车内的残留其它品种的专用自密实混凝土清洗干净，并将车内积水排尽，运输过程中严禁向车内的专用自密实混凝土加水。

（3）专用自密实混凝土的运输时间应保证在60min内卸料完毕。专用自密实混凝土的初凝时间应根据运输时间和现场情况加以控制，如需延长运送时间，应采用相应技术措施，并应通过试验验证。

（4）卸料前搅拌运输车应高速旋转1min以上方可卸料。

（5）在专用自密实混凝土卸料前，如需对专用自密实混凝土扩展度进行调整时，加入专用外加剂后专用自密实混凝土搅拌运输车应高速旋转3min，使专用自密实混凝土均匀一致，经检测合格后方可卸料。调整后，如仍不能满足性能要求，应按照现场监理工程师指定位置处理。外加剂的种类、掺量应事先试验确定。

4.4专用自密实混凝土浇筑

专用自密实混凝土主要采用47m臂长天泵进行入仓浇筑，部分位置辅以搅拌车直接入仓和挖机配合搅拌车入仓的浇筑。

（1）中雨以上的雨天不得新开堆石混凝土浇筑仓面，有抹面要求的堆石混凝土不得在雨天开工。

（2）浇筑时的最大自由落下高度宜在5m以下。

（3）专用自密实混凝土浇筑点应均匀布置，浇筑点间距不宜超过3m。在浇筑过程中应遵循单向逐点浇筑的原则，每个浇筑点浇满后方可移动至下一浇筑点浇筑，浇筑点不应重复使用。

（4）浇筑时要防止模板、定位装置等的移动和变形。

（5）当分层连续浇筑混凝土时，为使上、下层混凝土一体化，应在下一层混凝土初凝前将上一层混凝土浇筑完毕。

本工程部分仓面混凝土浇筑具备良好的车辆直接入仓条件，因此可以在已堆好堆石的表面铺设栅栏，混凝土罐车从栅栏上开过直接进入仓内放料浇筑，作为泵送混凝土的辅助入仓方式，加快浇筑速度。

单块栅栏的设计尺寸为3m×2m（长×宽），采用4根I20的工字钢做为主梁，Φ20@10的圆钢作为栅栏路面，仓面较大时可采用多块栅栏拼凑，计划加工钢栅栏20块。

4.5浇筑层面的处理

（1）堆石混凝土收仓时，除达到结构物设计顶面以外，专用自密实混凝土浇筑宜以大量块石高出浇筑面（50～150）mm为限，以加强层面结合。

（2）在完成浇注后若表面的块石较少，可利用石料筛选剩余的小块石抛入仓面进行平仓工序。

（3）堆石混凝土抗压强度达到2.5mPa以前，不得进行下一仓面的准备工作。

（4）施工水平缝采用冲毛机冲毛处理。

4.6堆石混凝土拆模与养护

（1）在堆石体与模板之间应保留大于10cm的空隙作为保护层。混凝土强度达到5MPa以上方可拆模。

（2）浇筑完成的堆石混凝土，在养护前宜避免太阳曝晒。

（3）应在浇筑完毕（6～18）h内开始洒水养护。

（4）混凝土应连续养护，养护期内始终使混凝土表面保持湿润。

（5）混凝土养护时间，不宜少于28 d，有特殊要求的部位宜适当延长养护时间。

5　强度分析

（1）堆①区和③区。堆①区共分13层，层厚2m；堆③区共分15层，层厚2m；根据强度计算考虑干扰，完成一仓堆石需要安排工期2 d，完成一仓自密实混凝土浇筑需要安排工期1.5 d，等强1 d，立模安排与堆石同时进行，上下游侧回填与堆石、浇筑同时进行，完成一层施工需要4.5 d。由于①区和③区布置有坡面固结灌浆，按有盖重考虑，按照浇筑3层进行一次固结灌浆，进行一次固结灌浆安排时间4 d。按上述顺序进行安排，同时考虑浇筑能力，①区需要81 d，③区需要80 d。

（2）堆②区。堆②区共分15层，层厚2m，根据强度计算考虑干扰，完成一仓堆石需要安排工期2 d，完成一仓自密实混凝土浇筑需要安排工期2 d，立模安排与堆石同时进行，等强1 d，完成一层堆石混凝土需要5 d。固结灌浆按有盖重考虑，安排固结灌浆7 d，则完成堆②区的堆石混凝土施工共需84 d。

根据上述安排，经进度软件分析，堆石强度为3 000m3/d，自密实混凝土为1 500m3/d。

6　结　论

堆石混凝土的施工相比传统的常态混凝土施工能大幅提高大仓面素混凝土的施工效率，缩短工期；同时，堆石混凝土使用了大量的块石作为原材料，施工工艺简单，降低了综合成本，值得推广应用。

作者简介：李祚全（1978-），男，大学本科，工程师，从事水利工程技术管理工作，手机：13874873827；许航（1981-），男，硕士研究生，高级工程师，从事水利工程及水利信息化技术管理工作，手机：13875938382。

收稿日期：（2016-02-10）