三里坪電站碾壓混凝土雙曲拱壩施工技術

陳曉靜

（中國水電十五局科研設計院，西安 712000）

三里坪水利水電樞紐工程位于湖北省房縣境內的南河干流上，是一個以防洪、發電為主，兼庫區航運、水產養殖、灌溉等綜合利用的大 （Ⅱ）型水利水電樞紐工程。水庫總庫容4.99億m3，電站裝機70MW，年平均發電量1.834億kW·h。樞紐工程由碾壓混凝土雙曲拱壩及下游水墊塘、岸邊地下廠房、導流洞等建筑物組成。

碾壓混凝土雙曲拱壩壩體體形平面為拋物線型，各層拱圈變厚設計，左右岸采用不對稱布置。壩頂高420.00m，河床壩底高程287.00m，最大設計壩高133.00m，拱冠頂厚5.50m ，拱冠底厚22.81m，最大拱端厚度31.78m，拱端底厚29.07m，最大倒懸0.2，厚高比0.17，壩體設有3個表孔和2個中孔。碾壓混凝土39.2萬m3。同類型的100m以上的大壩在國內極為少見。

1 碾壓混凝土施工準備

1.1 拌和系統與運輸系統

（1）拌和系統。本工程碾壓混凝土生產用一座連續式廣州產拌和樓 （DW200），該系統于2007年10月份建立。經2007年12月份展開的工程試驗后，確定生產能力：拌和樓為180m3／h，日平均強度3000m3／d。

（2）運輸與入倉。大壩EL340m以下施工采用5臺25t自卸汽車運輸熟料入倉。進倉道路采用大壩開挖石碴填筑，自卸汽車入倉前，設有高壓風水槍沖洗輪胎，防止將泥土、水等雜物帶入倉內，在離入倉口20m內鋪干凈碎石使輪胎脫水。EL340m以上施工采用自卸汽車＋負壓溜槽＋自卸汽車倉面運輸的方式入倉。

1.2 骨料生產加工系統

本工程坐落于山區腹地，充分利用當地材料，對離壩址500m處的瓦洼溝石料場進行毛料開采，利用10臺25t自卸汽車運至骨料加工系統進，加工好的骨料通過皮帶機運至工地儲料倉，日采量約3000m3。

1.3 碾壓混凝土施工配合比

碾壓混凝土配合比設計首先要滿足混凝土的物理力學性質指標的要求，還要滿足施工工藝的要求，并做到經濟上最節省。本工程配合比，見表1。

表1 三里坪碾壓混凝土施工配合比

1.4 原材料的檢測

在生產混凝土前，必須對各批次的水泥、粉煤灰、外加劑及砂石骨料進行質量檢測，達到質量要求后方可用于生產，實驗人員根據檢測結果對施工配合比進行調整，在生產前一天開出施工配合比及配料單。

1.5 模板

本工程模板采用可調試翻升鋼模板，單塊模板長3m×3m，可進行正、反拱調弧和調坡，使用時為多層聯合使用，最底一層模板作為支撐體，承受上層模板的重量及混凝土測壓力，模板安裝采用人工配合16t汽車吊車進行。

2 碾壓混凝土施工

2.1 攤鋪與碾壓

（1）攤鋪。本工程碾壓混凝土攤鋪層厚為35±3cm，采用自卸汽車運到現場按條帶寬6～8m，混凝土料卸于鋪筑層攤鋪前沿的臺階上，卸料高度不大于1.5m，再由推土機采用“一堆三推”法平倉。對卸料堆旁出現的分離骨料，由人工均勻地將其散布至未碾壓的混凝土面上。然后利用內蒙產TY230型推土機平行壩軸線進行平倉。

（2）碾壓。混凝土采用專用BOMAG202AD型振動碾沿壩軸線方向條帶碾壓，條帶間碾壓搭接不小于20cm，考慮到倉面還不太平整，采用無振碾2遍，然后根據現場生產性試驗，低幅高頻振動壓實碾壓6～8遍，收倉面靜壓2遍。最終的碾壓遍數應以核子密度儀器檢測為準。

2.2 碾壓混凝土層面處理

采用通倉、薄層連續澆筑，各澆筑層間的層面是壩體的薄弱環節。為保證大壩施工質量，不但要求良好的層面結合強度，而且還要有較高的抗滲性能。試驗和工程實踐表明，在下層混凝土初凝以前，即澆筑上層碾壓混凝土可獲得良好的層間結合。針對本工程不同時間段確定碾壓混凝土施工（RCC）層面間歇時間如表2。

表2 碾壓混凝土施工（RCC）層面間歇時間表

3 變態混凝土施工

本工程變態混凝土主要用于壩體上、下游面50cm以內，壩體與岸坡接觸部位100cm以內、廊道周邊70cm以內和高程326m以上2＃、3＃現澆橫縫鍵槽周邊70cm以內。變態混凝土應隨著碾壓混凝土澆筑逐層同步施工，層厚與碾壓混凝土相同。

漿液的制備由設在右岸的制漿站供應，沿壩下游面鋪設注漿管引至各工作面，人工加漿。采用成孔加漿法注漿，人工用1.5m長Φ25的螺紋鋼釬人工插拔成孔，孔深35cm左右，現場采用標準計量桶控制加漿量，上游壩面加漿量為4.5～7.5L／m，漿液均勻注入變態混凝土，浸泡15min后。采用Φ100插入式振搗棒振搗，插點均勻分布，振搗至表面泛漿，搭接帶采用斜插方式振搗，從加漿到振搗完畢時間控制在40min以內。振搗完成后，振動碾沿搭接帶碾壓4遍。

4 養護

在施工過程中，養護工作由專人進行，采用噴霧方式以保持倉面濕潤，混凝土終凝后即灑水養護，對于水平施工縫和冷縫養護至上一層碾壓混凝土開始鋪筑為止，對永久暴露面，養護時間不低于28d。

5 誘導縫及橫縫施工

誘導縫及橫縫為預制模塊成縫，在預制場預制模塊，誘導縫及橫縫模塊在連續上升層面碾壓完后安裝，采用人工安裝，安裝時由測量人員精確放線，安裝到位，插好固定鋼筋。誘導縫預留灌漿管保持通暢。

6 特殊氣候條件下的混凝土施工

（1）降雨天氣施工。混凝土澆筑過程中遇到超過3mm／h降雨強度時，停止拌和，并盡快將已入倉的混凝土攤鋪碾壓完畢或妥善覆蓋，用塑料布遮蓋整個新混凝土面。雨水集中引排至壩外，對個別無法自動排出的水坑用人工處理。因雨暫停施工后，當降雨量小于3mm／h并持續30min以上，且倉面碾壓的混凝土尚未初凝時，可恢復施工。

（2）低溫氣候條件下的施工。低溫季節施工混凝土溫度不應小于3℃，一般控制出機口溫度8℃～10℃，入倉溫度5℃～8℃。低溫季節施工溫控采取熱水拌和，倉面及時覆蓋保溫被等措施。

（3）高溫氣候條件下施工。碾壓混凝土施工適宜在平均氣溫為3℃～25℃之間，當日平均氣溫高于25℃時，應采取防高溫措施。高溫季節施工采取的溫控措施主要有：①骨料預冷；②冷水拌和；③通水冷卻降溫；④汽車搭設遮陽棚；⑤成品骨料場料堆堆高≥9m；⑥骨料輸送皮帶搭設遮陽棚；⑦動態調整Vc值；⑧采用高效緩凝劑。⑨當氣溫高于35℃時，倉面平均溫度超過30℃時，倉面采取噴霧等措施。當日平均氣溫超過25℃時，可利用早、晚間氣溫較低時快速進行碾壓混凝土施工。

7 混凝土溫控

7.1 溫控標準

RCC設計允許最高溫度見下表3。

表3 RCC設計允許最高溫度

上下層混凝土、混凝土與基巖溫差控制，當下層混凝土齡期超過28天成為老混凝土時，澆筑上層混凝土時控制上下層溫差在16℃以內，混凝土與基巖溫差控制在16℃以內。

7.2 混凝土澆筑溫度控制

低溫季節混凝土可采取自然入倉，高溫季節和次高溫季節，在倉面采取噴霧、初期通水冷卻等溫控措施，混凝土澆筑溫度不超過25℃。

8 結 語

碾壓混凝土系新工藝、新技術，目前，其各項設計技術指標還處在不斷地調整與優化之中。相信在不久的將來，該技術會被應用的更廣泛、更先進。