淺談沖乎爾水電站嚴寒地區施工

高滿庫（中國水利水電第十一工程局有限公司）

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淺談沖乎爾水電站嚴寒地區施工

高滿庫（中國水利水電第十一工程局有限公司）

沖乎爾水電站位于新疆阿勒泰地區布爾津縣境內，地理緯度高，太陽輻射量小，氣候干燥，冬季漫長嚴寒，有效年施工期僅6～7個月，工期緊，施工環境惡劣，施工難度大，質量要求高。在各參建單位的大力支持配合下，按期完成了各項施工目標，得到了業主和地方政府的一致好評，為企業在新疆地區水電市場贏得了信譽。

沖乎爾水電站；嚴寒地區；施工

1　概述

布爾津河沖乎爾水電站位于新疆阿勒泰地區的布爾津縣境內，距布爾津河匯合口處84.0km，距布爾津縣城70km，是布爾津河上規劃的第五個梯級水電站。

沖乎爾水電站是阿勒泰地區電網供電的樞紐電站。水庫總庫容0.8億m3，調節庫容0.48億m3，正常蓄水位755.0m高程，死水位738.0m高程，電站總裝機容量110MW，最大壩高74m。屬中型Ⅲ等工程，總投資9.67億元。

2　主要施工條件、特點

2.1低溫季節混凝土施工質量保證措施

由于工程地處我國西北部的嚴寒地區，壩區低溫時段長，且大壩混凝土施工跨越3個完整的低溫季節，需加強混凝土溫控措施，保證低溫季節已澆混凝土的質量也是本工程的重點。冬季來臨時，新澆筑的混凝土需進行越冬保護，混凝土澆筑過程中，上、下游面采用噴涂5cm厚聚氨酯保溫，接近冬季時段澆筑的混凝土，必須避開寒潮發生時段，選擇晴天無風天氣氣溫在10～16℃時進行，拆模后隨即進行聚氨酯保溫層噴涂，防止新澆筑的混凝土受凍。冬季停歇面采用10cm的聚苯板進行保溫。經驗說明，有條件采取當地材料進行覆蓋保溫，效果很好，如采取干砂土或干礫石土覆蓋，其上再覆蓋塑料薄膜防止雨雪侵入，同樣可以達到保溫效果。采取這樣的保溫措施可防止混凝土出現較大的內外溫差和上下層溫差。

2.2氣侯干燥、蒸發強度高，風大且多風不利于碾壓混凝土施工

RCC層間結合是RCC質量的重要指標，對壩體防滲起著至關重要的作用，本工程所在區域空氣濕度不到20%，不利于干硬性RCC的施工，同時大風天氣變化頻繁，倉面RCC表面易失水，使骨料包裹的膠凝材料散失其膠結作用，影響RCC的層間結合質量。如何提高碾壓倉面空氣濕度，改善RCC施工環境，是保證RCC層間結合質量的重要課題。本工程采用沖毛槍在碾壓層面上方3～5m高度噴灑霧化水汽，通過設置在壩體周邊高壓噴淋設施，增加倉面空氣濕度，來改善倉面小環境，對RCC表面失水進行適當補償，確保RCC的層間結合質量。

3　主要施工方案

3.1壩體碾壓混凝土施工

沖乎爾水電站碾壓混凝土模板主要采用多卡模板 （標準尺寸3m×2.1m，3m×1.8m兩種形式），隨著澆筑進度可以連續翻升。大壩碾壓混凝土80%采用自卸汽車直接入倉，其余采用皮帶機接垂直溜管入倉。

止水銅片采用壓力機現場冷壓成型，使用黃銅焊條現場氣焊，雙面搭接，搭接長度不小于20mm。查缺補漏后立模固定，縫內采用瀝青麻繩填充。橡膠止水采用現場熱合機加熱膠結，安裝時用鋼筋架立固定以免變形或撕裂。

碾壓混凝土的拌和采用廣州多維產的DW240S連續推進式拌和系統兩套，銘牌生產能力為 2×240m3/h，實際生產能力為2×180m3/h左右，操作系統采用全電腦控制。混凝土拌和用水取上游河水，經蓄水池沉淀后使用。

混凝土水平運輸使用15～20t自卸汽車，在入倉前對車輛輪胎進行沖洗，經脫水路段后入倉，卸料后用推土機攤平，鋪料厚度按36cm控制。卸料和平倉按照平行壩軸線的方向進行，條帶寬度5m左右。在模板、止水、鋼筋和埋件附近采用人工鋪料。

混凝土的碾壓設備主要使用BW202AD-2型雙鋼輪振動碾和YJ-18型膠輪振動碾。碾壓方向為平行于壩軸線方向，先無振碾壓2遍，再有振碾壓8遍，最后無振碾壓2遍，碾壓后厚度30cm。在靠近模板、止水、埋件附近使用小振動碾碾壓，碾壓18遍。

在壩體上下游面50cm的防滲區、廊道周圍50cm范圍內和止水、埋件、孔口周邊，以及振動碾難以靠近的部位使用變態混凝土，采用二級配RCC摻加水泥漿液，漿液中水泥與粉煤灰的比值為1：1，水膠比為0.55，漿液比重為1.66～1.7g/cm3。加漿量為變態混凝土體積的5～7%。采用挖槽法加漿，加漿后振搗密實。在變態混凝土與碾壓混凝土的結合部位對兩種混凝土同時振搗，最后用振動碾進行騎縫復碾。

碾壓混凝土采用切縫機成縫，縫內填充油毛氈。

3.2常態混凝土施工

“80后”的牛超，2010年畢業于河南農業大學生物化學專業，畢業后，便隨同學一起到廣東發展。手里有了積蓄后，他萌發把自己所學的植保知識奉獻給家鄉的念頭。他辭掉優厚的待遇回到臺天村，創辦了農資經銷店，后來又轉包200畝土地，成立牛超家庭農場，接著又成立了正陽縣金鳳農技專業合作社，擔任理事長；接著，他采取“眾籌”聯營的辦法，與其他6名返鄉的“80后”大學畢業生成立了以農村農機植保服務為主體的“正陽牛”打藥團隊。

泄洪底孔壩段在下游側布置1臺K5050塔式起重機作為混凝土和鋼筋、模板等材料垂直運輸的主要工具，塔吊范圍外側用其它移動式起重機進行作業為滿足底板澆筑混凝土供料要求，在1#拌合站至底孔上游側布設上壩皮帶機輸送混凝土，因底板厚度達4m，倉號鋼筋綁扎后無法垂直入倉，采用每隔7～8m抽取部分鋼筋形成入倉口布料機下接料管輸送混凝土入倉。鋼筋在左岸加工廠加工，汽車運至現場綁扎焊接，模板（除滑模外）均采用小型鋼模板及雙面竹膠板現場拼裝。混凝土澆筑采用分層澆筑法，每層厚度0.3～0.5m。

進口閘井段從高程721.50～755.00m為等截面混凝土結構，在該高程范圍內適宜采用滑模施工一次澆筑成型，高程755.00～756.00m仍采用常規方法施工，軌道安裝也隨滑模上升同步進行。滑模滑升過程中隨時綁扎鋼筋，鋼筋綁扎超前于混凝土，并采取措施控制鋼筋保護層厚度在誤差范圍內。模板在現場加工拼裝，混凝土采用2臺HBT60E混凝土泵車送至下游側高程755.00m壩面上，再通過φ200鋼管送至倉面上，為防止混凝土下落速度過大在鋼管出口處設置緩沖器，閘井段高33.5m用滑模一次性成功，共歷時11d。

發電引水壩段進水塔等截面結構混凝土襯砌工程采用滑模施工，比傳統的支模施工更能保證質量，降低成本，提高工效，減少安全隱患。采用滑模施工由于混凝土是連續澆筑的，故可以最大限度地減少甚至避免施工縫，使混凝土的整體性更好；避免了支模、拆模，搭拆腳手架等多種重復性工作，故進度更快；工效更高；材料消耗更少。因此，根據該工程結構特征，及現場設備配備情況，發電進水口常態混凝土施工方案為：將攔污柵和進水塔從發0～009.11位置分開施工，該位置按施工縫相關處理措施進行處理。攔污柵EL724.00～752.90（頂部牛腿底部）段、進水塔門楣以上EL731.5～751.45高程段采用滑模施工，其余部分采用常規立模澆筑混凝土的施工方案。

發電廠房在尾水渠反坡段設置K5050塔機1臺，作為垂直吊運鋼筋、模板等材料和混凝土垂直入倉的主要手段，廠房混凝土澆筑根據不同澆筑部位采用溜槽、混凝土泵及塔機等方式入倉。混凝土由拌和站集中拌制，自卸汽車運輸卸至吊罐或受料口，采用人工平倉和振搗。四個機組段采用跳倉法流水作業，混凝土攤鋪層厚30～50cm。發電機層以上框架結構采用混凝土泵送入倉。

二期混凝土主要為座環、蝸殼、發電機墩等埋件的外包混凝土，澆筑前首先將埋件數量、位置、型號、技術要求等核對無誤，經有關各方簽字確認后方可進行混凝土澆筑。座環進料從底環上進料孔或從外側面板上開孔進料，蝸殼二期混凝土分上下兩個半圓均勻下料，發電機墩（支墩、風罩）二期混凝土為圓環形，模板采用一次立模，溜筒或溜槽入倉，分層澆筑均勻上升，局部不易振實部位予埋灌漿管，在澆筑后進行回填灌漿處理。

溢流表孔常態混凝土滯后于碾壓混凝土施工，在壩體碾壓混凝土施工過程中，采用2cm木模預留二期混凝土，待碾壓混凝土施工完成后，進行該部位的常態混凝土施工。

沖乎爾水電站溢流表孔常態混凝土施工，打破了以往施工溢流面采用滑模及拉模的施工理念，采用了大壩碾壓混凝土多卡模板連續翻升進行常態混凝土施工。溢流表孔由兩側邊墻和溢流面組成，邊墻采用小鋼模現場拼裝，溢流面下部圓弧段采用小鋼模和雙面竹膠模板組合施工，溢流面斜坡段采用多卡模板連續翻升至頂部。在溢流面斜坡段混凝土施工前，兩側邊墻及溢流面鋼筋一次性安裝完成，邊墻及溢流面混凝土同時進行澆筑，混凝土入倉采用從壩頂沿著溢流面預留臺階敷設3根φ200鋼管輸送至倉號，一次性連續上升澆筑30m，共歷時7d。

4　主要工程措施和技術特色

（1）投入足夠的資源：左右岸布置了2座DW-240S型連續式強拌站生產能力為240m3/h和右岸布置一座HZS-50A型強拌站生產能力為50m3/h，滿足了混凝土高峰月澆筑強度要求。

（2）加快一期基坑開挖，投入足夠的機械設備，確保了基坑墊層混凝土按期進行澆筑。

（3）受地域條件限制，水泥和粉煤灰罐裝不能滿足現場施工生能力要求，在左岸拌和站建設了一座可儲存水泥、粉煤灰共2500t的倉庫，滿足現場生產的需求。

（4）合理規劃入倉道路，在11#～14#壩段碾壓混凝土施工過程中，采用溢流壩段預留缺口作為碾壓混凝土入倉口，連續碾壓上升35.2m；在倉面積較大部位，采用斜層碾壓工藝，減少備倉對直線工期的占用。

（5）為了提前實現下閘蓄水及首臺機組發電的目標，在發電引水壩段攔污柵及進水塔EL724～EL753及泄洪底孔進口閘井EL721.5～EL755采用了滑模施工技術。

（6）為了提高鋼筋制作和安裝的效率，采用了等強度滾軋直螺紋套筒連接代替φ32電弧幫條焊，大大縮短了鋼筋安裝的時間，保證了質量，提高了工效，降低了成本，為后續工作贏得了寶貴時間。

（7）為了確保C3料場在2008年汛期到來之后不被淹沒，能繼續開采加工混凝土骨料，以保證大壩混凝土澆筑有充足的原材料，經過多方協商、溝通，在壩體17#壩段碾壓混凝土部位EL708m高程預留缺口，降低了壩前水位，為來年混凝土施工儲存足夠的砂石料。

（8）溢流表孔常態混凝土施工中，打破了傳統的滑模及拉模的施工技術，采用了可操作性較強的多卡連續翻升模板進行溢流面常態混凝土施工。

（9）選用混凝土表面噴涂聚氨脂材料進行越冬保溫和永久保溫，在外界氣溫出現負溫前完成保溫，或及時先采用保溫被覆蓋。聚氨脂施工環境要求低，噴涂速度快，保溫防裂效果好。

5　結語

沖乎爾水電站歷經三載寒暑、攻堅克難，攔河大壩順利實現下閘蓄水和首臺機組發電的目標；通過對大壩各部位的監測和檢驗，各項指標均符合設計及驗收規范的要求，證明在嚴寒、多風干旱地區（RCC）混凝土施工所采用的施工方法和技術措施是得當的，有效地避免了裂縫、層間結合差等通病，為同類地區的碾壓混凝土施工提供了可借鑒的經驗。

2016-6-20

TV642

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2095-2066（2016）19-0023-02