北盘江善泥坡水电站混凝土施工技术综述

，宏斌，

(中国水利水电第四工程局有限公司，贵州 六盘水，553000)

1 工程概况

1.1 工程概况及内容

善泥坡水电站位于北盘江干流中游河段贵州省六盘水市水城县顺场乡境内，距水城县118km，距贵阳市362km。电站水库正常蓄水位885m，总库容0.850亿m3，调节库容0.246亿m3，是日调节水库。电站装机容量185.5MW，保证出力20.78MW，多年平均发电量6.788亿kW·h。

本工程为Ⅲ等工程，工程规模为中型，工程枢纽主要由碾压混凝土拱坝、坝身泄洪系统、右岸引水系统及地下厂房和小机组引水发电系统等组成。

拦河大坝为碾压混凝土双曲拱坝，坝顶弧长204.29m，坝顶高程888.00m，最大坝高110.00m，坝底厚23.50m，厚高比0.214。

泄水建筑物由溢流表孔、中孔及下游消能防冲建筑物等组成。溢流表孔及中孔均布置在拱坝坝身。三个溢流表孔沿拱坝中心线对称布置，孔口尺寸14m×10m(宽×高)。二个中孔布置在825m高程，相间布置在三个溢流表孔中间，出口孔口尺寸6m×7.5m(宽×高)。

水电四局承担大坝土建工程施工，包括窑洞、坝基、灌浆、隧洞开挖支护、溢流及左右岸非溢流坝段混凝土施工、护坦护岸、电梯土建、上下游围堰、集水井、吊物井、周边缝、坝顶、探洞封堵、导流洞及施工支洞封堵、坝体接缝灌浆、廊道工程共19个分部工程。

1.2 大坝混凝土主要工程量

善泥坡水电站大坝混凝土主要工程量及完成情况见下表1。

表1 大坝混凝土主要工程量及完成情况

1.3 大坝混凝土拌合系统组成

善泥坡水电站大坝土建工程混凝土拌合系统位于右岸交通洞口附近，规划占地面积约为7386m2。拌合站主要承担拱坝碾压混凝土的生产供应，本标段工程混凝土总量约为40万m3，其中碾压混凝土25.65万m3，常态混凝土14.37万m3，混凝土生产系统生产能力按满足月混凝土最高浇筑强度4.7万m3/月设计。拌合站共设2座拌合设备，一座HZS120型拌合机组，一座HZ150型拌合机组，1套制冷系统，1套供水系统。混凝土生产系统于2011年10月1日正式投产运行。

混凝土拌合系统设置满足碾压混凝土高峰月施工强度3.38万m3/月、常态混凝土高峰月施工强度1.60万m3/月的施工生产需要。

2 大坝常态混凝土施工

2.1 大坝常态混凝土施工

2.1.1 坝基垫层混凝土施工

混凝土水平运输采用自卸汽车，入仓采用溜槽及反铲配合摊铺入仓。

2.1.2 大坝中孔、表孔混凝土施工

中孔牛腿、闸墩、底板、顶板等混凝土浇筑主要在大坝碾压混凝土碾压至820m后逐层施工，采用分层浇筑施工，分层高度为1.5m～2.0m，在浇筑时采用平铺法施工；混凝土入仓采用塔机配合混凝土罐车搭设溜槽入仓。

表孔牛腿、闸墩、底板等混凝土浇筑主要在大坝碾压混凝土碾压至850m后逐层施工，采用分层浇筑施工，根据不同高度采用不同的施工方法。采用25t塔机吊运混凝土，配合混凝土罐车在坝顶拉运，搭设溜槽入仓进行浇筑，与大坝碾压混凝土穿插进行施工。牛腿混凝土浇筑时采用平铺法施工；分层高度2.5m～3m一层，浇筑时采用塔机配合混凝土泵车泵送入仓施工，混凝土泵布置在右岸887m高程，待左岸非溢流坝段混凝土碾压至887m设计高程后，采用分别从左右岸非溢流坝段混凝土泵车泵送入仓。

2.1.3 坝后电梯井、楼梯井和集水井、吊物井常态混凝土施工

坝后电梯井、楼梯井和集水井、吊物井常态混凝土的施工，水平运输采用自卸汽车和搅拌车，垂直入仓采用布置在护坦上的25t塔机吊罐和坝后布置的HBT60混凝土泵进行浇筑。

2.1.4 护坦护坡常态混凝土施工

护坦常态混凝土采用混凝土罐车拉运拖泵及混凝土泵车泵送入仓浇筑。

2.2 溢流面混凝土施工

拦河大坝为抛物线双曲拱坝，泄水建筑物由溢流表孔、中孔及下游消能防冲建筑物等组成，溢流表孔及中孔均布置在拱坝坝身，二个中孔布置在825m高程，相间布置在三个溢流表孔中间，中孔孔口尺寸为6m×8.1m(宽×高)。溢流表孔分为左、中、右三孔，其中两侧墩宽3m、中间溢流段宽14m，表孔尺寸为31.6m×20.22m。门机轨道梁为“T”型梁，宽2.8m，高1.6m，共6榀，长15.5m，跨溢流面14m。坝顶依靠3榀联系梁(底部宽4.59m，横跨溢流面14m，高8.7m)与左右岸非溢流坝段连接。

2.2.1 中孔溢流面混凝土施工

左右中孔均采用定型模板进行施工，过流底板人工抹平、压光混凝土表面，过流面边墙采用3015、1015钢模板进行施工，过流顶板采用维萨板，出口段分两次进行浇筑，预留台阶，并在台阶面层上增加面层钢筋。混凝土采用塔吊(TC7052)吊运6m3立灌结合混凝土泵车直接入仓浇筑施工。

2.2.2 表孔溢流面混凝土施工

(1)模板施工

根据施工设计图，为确保混凝土浇筑的表面平整度及外形美观，施工模板主要有：翻升模板及组合钢模板(P3015、P1015)；表孔闸墩进口圆弧段部位及消能挑坎采用定型钢模板，溢流面采用P1015、P3015组合钢模板；表孔过流面由于采用一次浇筑成型，模板外侧分别双钢管围檩及拉杆固定，消能挑坎采用定型钢模板。溢流堰面模板采用P1015及P3015模板。

图1 溢流面定型模板施工图

(2)混凝土施工

表孔常态混凝土主要采用分层分块浇筑施工，分层高度3m一层，在碾压混凝土整体上升至864m高程以后，暂时停止左岸非溢流坝段碾压混凝土施工，而由混凝土搅拌车自满管溜槽卸料，仓号内搅拌车拉运至牛腿施工部位溜槽入仓，通仓浇筑。待右岸非溢流坝段碾压混凝土施工至887m高程时，864m以下常态混凝土采用溜管卸料，搅拌车接溜槽入仓通仓浇筑。864m～888.2m高程混凝土主要采用左右岸非溢流坝段布置汽车泵泵送入仓，局部不能覆盖的部位采用搭设溜槽入仓。

2.3 常态混凝土取样检测

在拌和楼出机口，试验人员根据《水工混凝土施工规范》(DL/T 5144-2001)和《水工碾压混凝土施工规范》(DL/T 5112-2009)要求，对生产的混凝土按设计指标和施工部位进行随机取样检测，结果见表2。

表2 常态混凝土强度检测结果统计

验收评定结果表明：常态混凝土抗压强度保证率均大于95%，并且其他性能均满足设计要求，常态混凝土评定质量均合格。

3 大坝碾压混凝土施工及质量控制

3.1 大坝碾压混凝土施工方法

3.1.1 碾压混凝土运输、摊铺

坝体碾压混凝土根据施工部分，采用斜层碾压及通仓铺料碾压施工，碾压混凝土入仓采用布置在右岸两侧的满管溜槽卸料入仓，在溜槽出料口下方由仓号内的25t自卸汽车接料并拉运到施工部位卸料，然后进行平仓、碾压。汽车卸料采用梅花型布点方式，采用多点式卸料，以减小堆料高度，减轻骨料分离。卸料采用两点倒退卸料法，卸完一车及时平仓，碾压。每仓混凝土高度按3m～6m控制。

碾压混凝土碾压层铺料厚度34cm～36cm，压实厚度为30cm。碾压条带平行于平仓条带，模板边100cm采用变态混凝土，其余区域用大型振动碾碾压。碾压采用戴纳派克CC624HF双钢轮振动碾，在铺料厚度34cm～36cm时，碾压遍数为先无震碾压2遍，有震碾压6遍再无震碾压2遍。

3.1.2 变态混凝土施工

在碾压混凝土摊铺平整达到设计碾压摊铺层面时，采用人工挖槽和掏挖注浆孔的方式，在层面注入适量的粉煤灰水泥浆后，用插入式φ100型振捣器振捣密实，加浆量为变态混凝土体积的4%～6%，加浆在铺层底部和中部，使浆液由底向上。

3.1.3 诱导缝

诱导缝模块采用在专门的混凝土预制场内进行预制，由5t汽车运输至基坑内，由塔机吊入仓号内，塔机吊运时需制作一个专业的钢构吊篮，每次吊入一条诱导缝一层的用量，诱导缝预制块的施工，根据位置将诱导缝前的碾压混凝土铺料至距离诱导缝位置50cm时开始安装，预制块采用人工安装，并将灌浆管路及时插入预制块内固定牢固后，即可进行碾压混凝土的摊铺和平仓。

3.1.4 大坝预制廊道施工

廊道采用混凝土预制及现浇两种方式进行施工。预制廊道在混凝土预制场预制，廊道预制模板设计为组装式钢模板结构，内部对拉支撑形式。预制廊道采用25t汽车吊吊装，8t载重汽车运输，在施工现场由塔机吊入仓号内并逐块进行拼装，对于塔机不能覆盖的部位采用8t仓面吊起吊安装。

3.2 大坝混凝土温控措施及质量控制

3.2.1 大坝混凝土温控措施

根据《北盘江善泥坡水电站工程大坝混凝土施工技术要求》及相关规范，并结合善泥坡工程所在地月平均气温、水温，大坝碾压混凝土温控主要采用坝体预埋冷却水管分期通水冷却(一期通水、中期通水、二期通水)和混凝土施工过程中温度控制的方法，其中一期通水在碾压混凝土浇筑完即可进行；中期通水在一期冷却结束后，根据现场温度检测资料，针对温度回升较大部位，在进入冬季(10月下旬)之前进行；二期通水冷却在封拱灌浆前2个月进行。

3.2.2 坝体冷却情况评价

大坝接缝灌浆分835.5m以下灌浆和835.5m以上灌浆，835.5m以下部位根据第三方对诱导缝张开度检测值以及坝体冷却通水后灌前闷温情况，满足开灌条件。

表3 溢流坝段闷温情况统计

3.3 碾压混凝土质量检测

在拌和楼出机口，试验人员根据《水工混凝土施工规范》(DL/T 5144-2001)和《水工碾压混凝土施工规范》(DL/T 5112-2009)要求，对生产的混凝土按设计指标和施工部位进行随机取样检测，结果见表4。

图2 碾压混凝土现场核子密度仪测试

表4 碾压混凝土强度检测结果统计

根据《水工混凝土施工规范》(DL/T 5144-2001)和《水工碾压混凝土施工规范》(DL/T 5112-2009)，对主坝工程混凝土质量进行了生产质量评定与验收评定。

生产质量评定结果表明：碾压混凝土抗压强度标准差均小于3.0MPa，评定等级为优秀。

验收评定结果表明：碾压混凝土抗压强度保

证率均大于90%，并且碾压及变态混凝土的其他性能均满足设计要求，碾压及变态混凝土评定质量均合格。

3.4 碾压混凝土钻孔取芯及压水试验

大坝钻孔取芯共3个孔，共153m，孔底高程分别为840m、798m、873m。试验的芯样直径为200mm，钻孔孔径不小于210mm，取芯结束后用M30水泥砂浆回填密实。

压水试验孔直径75mm，压水试验孔布置在取芯孔周边0.2m～0.5m范围内。钻孔压水试验分段进行，二级配RCC范围的压水分段长度3m，压力0.3MPa。三级配RCC范围的压水分段长度3m，前两段压力为0.3MPa，以下各段压力为0.6MPa。根据设计要求，碾压混凝土压水试验指标为：q≤0.5Lu。

压水检查共进行51段次，小于0.1Lu的试段占41.2%，0.1Lu≤X﹤0.5Lu的试段占58.8%，≥0.5Lu的试段占0%，透水率最大值0.33Lu，最小值0.05Lu，混凝土整体抗渗性能良好。φ200mm芯样完成153.24m，龄期90d以上占100%，芯样采取率100%，芯样获得率98.4%，所取芯样外观表面光滑，结构密实，骨料分布均匀，胶结情况良好，混凝土整体质量良好。

4 结语

善泥坡水电站主体工程是水电四局承建向家坝水电站后的又一碾压混凝土大坝。从拌和系统布置、常态混凝土施工过程中通过多种模板、多样入仓手段到碾压混凝土运输、入仓、摊铺、碾压、坝体冷却等方面都有独到的施工方法，通过后期压水试验、钻孔取芯结果分析，本工程质量完全达到设计标准，取得了显著成果，为类似工程提供了宝贵经验。