中西方標準在沐若水電站大壩建設中的應用

林智松 季雪峰

（中國水利水電第八工程局有限公司 長沙市 410007）

前言

馬來西亞沐若水電站是一個EPC“交鑰匙”工程，業主為沙撈越能源公司（SEB），設計與施工方均為中國公司，工程于2008年10月開工。在工程合同談判階段明確了沐若水電站設計與施工均按中國標準執行，但是工程引用的中國標準需要翻譯成英文版本報送給業主，設計文件等需要由馬來西亞相應資質的設計公司蓋章確認，另外部分設計須滿足馬來西亞強制性標準要求。馬來西亞沐若水電站作為中國規范在國外工程設計、施工過程中應用的第一個大型水電站EPC 項目，由于中西標準的差別，在實際施工過程中遇到業主指定第三方獨立評審團（IRP）對施工方案質疑、當地材料供應與中國標準差異等問題，下面就這些主要問題及采取的主要應對措施逐條進行闡述。

1 規范及方法的差異

1.1 RCC 澆筑分區

沐若大壩工程為弧形重力壩布置，各壩段均滿足單獨受力要求，其混凝土施工參照國內大型水電站龍灘、思林等分區澆筑，基本原則是岸坡壩段開挖完成之后，具備混凝土施工條件后即開始施工岸坡壩段混凝土，這樣形成了兩邊高、中間低的混凝土澆筑形象。然而獨立評審團結合《DL/T 5144-2001 水工混凝土施工規范》中的規定，提出了不同意見和要求，中方做了相應的解釋，并采納部分建議。

1.1.1 IRP 的意見與要求

（1）大壩混凝土必須從基坑底部左右岸通倉連續均勻澆筑上升，分區澆筑后不能發揮碾壓混凝土快速施工的優勢。

（2）相鄰壩段垂直高差極限應控制在（10～12）m。

1.1.2 應對措施

（1）針對IRP 提出的分區澆筑后不能發揮RCC快速施工優勢的疑慮，中方認為完全沒有必要。就整個大壩工程而言，影響碾壓混凝土快速上升施工的關鍵因素有兩個，即壩基固結灌漿與雨季施工。分區澆筑的目的除盡早為兩岸岸坡壩段帷幕灌漿創造施工條件外，還考慮到兩岸岸坡壩段固結灌漿與雨季施工對碾壓混凝土快速上升的影響，表現在：

①分區澆筑后，兩岸岸坡壩段基礎固結灌漿可以提前進行，避免了通倉澆筑后因固結灌漿的影響而導致層間間歇時間過長，從而減慢RCC 混凝土上升速度的不利情況。

②分區澆筑后，減小了碾壓混凝土最大倉面面積，從而縮短了雨季施工時倉面覆蓋及排水時間，降低了碾壓混凝土因受雨淋水泡而需進行層面處理的風險，能最大限度地提高雨季施工時碾壓混凝澆筑上升速度。

③分區澆筑后，將一個倉面分成多個倉面，當某個倉面遭受雨淋水泡而需進行層面處理暫停施工時，其它倉面可以照常施工，避免發生因只有一個倉面而導致工程整體停工的情況。

（2）如果按照IRP 意見，壩體混凝土必須從基坑底部通倉連續均勻澆筑上升，這樣會導致如下幾方面的問題：

①將減緩壩體混凝土整體澆筑上升速度，進而推遲導流洞下閘蓄水時間，從而導致首臺機組發電目標不能如期實現。

②根據中國規范要求，在基礎以上至少有25 m厚蓋重混凝土才能進行帷幕灌漿。由于沐若水電站帷幕灌漿基礎全部是在基礎廊道內進行，兩岸壩頂以下未設灌漿平洞，如不提前進行兩岸岸坡壩段的混凝土澆筑，給帷幕灌漿施工創造條件，則帷幕灌漿施工將會占用大量直線工期，同樣會推遲導流洞下閘蓄水時間。

③沐若拌和站碾壓混凝土設計生產能力為440 m3/h，是根據投標階段施工總進度并綜合考慮氣候條件及原材料（水泥、粉煤灰）供應等情況而確定的。按照碾壓混凝土直接鋪筑允許時間6 h（經碾壓混凝土工藝試驗得出），鋪筑層厚30 cm 計算，則允許澆筑的最大倉面面積為440×6÷0.3=8 800 m2，同時考慮到沐若工地高溫多雨的氣候條件，倉面面積不宜超過6 000 m2（與倉面處理、材料供應等能力相適應）。如果調整施工程序，按照獨立評審團的要求使大壩混凝土從下至上左右岸通倉連續澆筑上升，則在高程EL.510 m 以下，每層碾壓混凝土的倉面面積將超過8 800 m2，最高達到14 219 m2，通倉澆筑很難保證RCC 質量。

（3）單個壩段或多個壩段獨立澆筑上升的施工方法，在中國國內已建的大型碾壓混凝土重力壩中較為普遍，中方提供了貴州思林、廣西龍灘水電站大壩混凝土施工的照片，并帶領業主參觀國內在建的云南魯地拉水電站施工現場。此外，中方同意橫縫左右壩段高差大于12 m 時，先澆塊橫縫布置鍵槽，SEB 也同意支付由此增加的費用。

最終SEB 和IRP 都同意了中方混凝土澆筑分區進行，施工進度及施工質量也得到了較好的控制。盡管國外一些工程對高差限制要比國內嚴一些，但是筆者認為，經過論證及提供充分的資料，國外的專家也會接受中國的規范和常規施工方案。

1.2 中西標準下鋼筋的選用

根據設計提交的《沐若水電站混凝土施工技術要求》中規定本工程采用的鋼筋應符合熱軋鋼筋（Hot Rolled Bars）主要性能的要求，其與中國規范GB/T 1499 相對應。由于工程的主要水工結構設計還是按DL/T 5057-1996 進行，因此電站的鋼筋設計仍然采用HPB235 和HRB335 兩種鋼筋，中方實施工程范圍內鋼筋設計總量約為12 300 t。由于受馬來西亞進口政策及鋼筋采購價格等的因素的影響，沐若工程用的鋼筋全部采用當地采購，按照馬來西亞的標準MS 146 制造，對應的是英國標準BS 4449，其中G250 牌號鋼筋的屈服強度和設計強度均為250 N/mm2,G460 牌號鋼筋的屈服強度和設計強度均為460 N/mm2，均高于HPB235 和HRB335 兩種鋼筋的屈服強度和設計強度。

由于DL/T 5057-1996 中明確規定“鋼筋抗拉強度設計值大于360 N/mm2時，仍應按360 N/mm2取用”，因此實際工程中采用G250 牌號鋼筋同直徑代替HPB235 鋼筋，用G460 牌號鋼筋同直徑代替HRB335 鋼筋。

由于合同文件條款、鋼筋的品質與市場等問題，鋼筋連接的方式最終全部采用搭接連接。主要原因如下：①雖然BS 4449 規定該鋼筋沿鋼筋長度方向的閃光焊是允許的，但是閃光焊工地現場適用性不強，不宜采用。②考慮到G460 鋼筋屈服強度高，如采用手工電弧焊，則對焊接工藝和焊接材料要求較高，熱影響區容易出現淬硬組織，易產生裂紋等現象。③如采用機械連接，套筒須國內采購，不經濟且可能因為供貨等問題延誤施工。④由于沐若工程鋼筋的搭接長度是單獨計量的，此部分搭接長度計量同樣適用于原材料價格調差等索賠問題。采用搭接連接不僅操作簡單，而且經濟性比較突出。

近幾年來，中國相關的結構設計規范進行了局部修改，2011年7月1日起實施的《GB 50010-2010混凝土結構設計規范》就根據國家“四節一環保”的要求，提倡應用高強、高性能鋼筋。推廣具有較好的延性、可焊性、機械連接性能及施工適應性的HRB系列普通熱軋帶肋鋼筋。推廣400 MPa、500 MPa 級高強熱軋帶肋鋼筋作為縱向受力的主導鋼筋，限制并逐步淘汰335 MPa 級熱軋帶肋鋼筋的應用，并用300 MPa 及光圓鋼筋取代235 MPa 級光圓鋼筋。《DL/T 5057-2009 水工混凝土結構設計規范》 亦做了很多修改，規定水工鋼筋混凝土結構設計時宜優先采用更高強度的HRB335 和HRB400。在新規范的應用下，中西標準的鋼筋選用將更加靈活。

1.3 GIN 灌漿法的借鑒

沐若水電站基礎處理按國內標準設計，施工方法根據《DL/T 5148-2001 水工建筑物水泥灌漿施工技術規范》的要求執行。然而長期以來，歐美灌漿工程基本采用瑞士學者隆巴迪（Lombardi）提出的使用穩定漿液采用灌漿強度值灌漿法（GIN 灌漿法）施工。該理論的灌漿方法主要優點：①灌漿漿液一般采用單級水灰比，灌漿過程采用計算機控制，因此施工控制簡便；②灌漿采用純壓式灌漿法，優先采用自下而上分段灌漿的方式，該方法鉆孔與灌漿分離灌漿工效高，而且可減少灌漿漿液的浪費；③濃漿凝結后體積變化小且結石強度高具有對裂隙較好的充填效果和改善基巖力學性能的能力。

由于沐若工程固結灌漿單耗在60 kg/m 范圍內為EPC 總承包范圍內工作量，超過60 kg/m 為暫定價項目，業主需要支付額外的工程款，因此業主對固結灌漿時的單耗非常關注。業主指定第三方獨立評審團多次提出使用穩定漿液進行固結灌漿，但是根據試驗數據可知漿液加入4%膨潤土之后其析水率得到了很大的改善，但是水泥漿液結石抗壓強度也隨之大幅度降低，因此外方專家最終放棄了這一要求。

經過反復的試驗及其灌漿效果檢查分析，沐若水電站大壩固結灌漿孔的間排距按2.5 m×2.5 m、2.0 m×2.5 m 兩種形式布置，透水率合格標準為3 Lu。固結灌漿基本施工工藝如下：

（1）灌漿方法：主要采用自下而上純壓式灌漿法，局部地質條件較差的部位采用自上而下純壓式灌漿法。

（2）灌漿漿液：選擇使用1.5∶1、1∶1、0.5∶1 等三級水灰比。裂隙發育、斷層和軟弱夾層的影響較大的缺陷部位在結合孔位加密的情況下（孔位間排距不大于2.0 m×2.0 m）亦可采用1∶1、0.5∶1 漿液。

（3）漿液變換原則：固結灌漿采用1.5∶1 漿液開灌，當某一比級的漿液注入量已達到300 L 以上，或灌漿時間已達到30 min，而灌漿壓力或注入率變化量均小于20%時，換濃一級水灰比漿液灌注；當注入率大于30 L/min 時，越級變濃。

（4）灌前壓水、裂隙沖洗、灌漿結束條件、聲波測試以及檢查孔壓水試驗等均按國內相關規范常規要求執行。

沐若水電站固結灌漿的實際操作工藝是國內外兩種灌漿理論充分交融，相互借鑒的結果，提高了灌漿工程的施工工效，簡化了灌漿過程，并減少了漿液的浪費。

2 結語

由于我國綜合國力的增強，中國施工企業“走出去”的過程中將越來越多的帶動中國國內原材料、機械設備、特殊材料等中國產品走向國際市場。因此，中國各行業的制造標準和設計標準等均應該加快與國際接軌，使之具備良好的國際適應性，使中國產品在國際上更具競爭性。同時，在中國企業“走出去”的戰略中，要主動向國外業主推薦使用中國標準，后續實施過程中遇到的質疑可通過相關的試驗得以解決。