東南亞部分碾壓混凝土壩建設(shè)的經(jīng)驗(yàn)

[英國(guó)]

M.R.H 鄧斯坦

東南亞部分碾壓混凝土壩建設(shè)的經(jīng)驗(yàn)

[英國(guó)]

M.R.H 鄧斯坦

在過去10a時(shí)間內(nèi)，東南亞碾壓混凝土壩建設(shè)發(fā)展迅速。重點(diǎn)論述4座大型碾壓混凝土壩的建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，分別介紹了越南松臘和萊州混凝土壩粉煤灰摻加、混凝土澆筑工藝、膠凝材料儲(chǔ)備及施工組織設(shè)計(jì)，以及緬甸耶瓦和上龐朗混凝土壩天然火山灰摻加、混凝土骨科生產(chǎn)、澆筑工藝及施工組織設(shè)計(jì)等方面的施工經(jīng)驗(yàn)。以上經(jīng)驗(yàn)均可為未來碾壓混凝土壩建設(shè)提供借鑒。

碾壓混凝土壩；施工經(jīng)驗(yàn)；松臘；萊州；耶瓦；上龐朗；緬甸；越南

碾壓混凝土(RCC)壩的最大優(yōu)勢(shì)是施工速度快，能使項(xiàng)目投資者盡早收回投資。由于私營(yíng)開發(fā)商日益追求風(fēng)險(xiǎn)最小化和收益最大化，因此項(xiàng)目建設(shè)速度顯得越來越重要。然而到目前為止，似乎只有少數(shù)RCC壩能按其應(yīng)有的速度進(jìn)行建設(shè)。這些可以借鑒的重要經(jīng)驗(yàn)可能不僅限于本文列舉的工程實(shí)例，對(duì)所有RCC壩亦如此。

1 概 述

本文介紹的4座RCC壩分別位于2個(gè)國(guó)家，其中松臘(Son La)和萊州(Lai Chau)2座大壩位于越南北部，耶瓦(Yeywa)和上龐朗(Upper Paung Laung)2座大壩位于緬甸。4座大壩的詳細(xì)信息見表1。

表1 4座大型碾壓混凝土壩特性

由于移民困難，上龐朗大壩在施工期停工了較長(zhǎng)一段時(shí)間，期間大壩右半部分維持在較低高度。最終，該電站水庫(kù)于2014年7月16日開始蓄水，2015年12月9日舉行了運(yùn)行啟動(dòng)儀式，目前項(xiàng)目已全部投運(yùn)。

2 松臘和萊州RCC壩

2.1 粉煤灰用于碾壓混凝土壩的膠凝材料中

由于當(dāng)時(shí)認(rèn)為松臘RCC壩沒有合適的粉煤灰可用，因此在可行性研究階段，推薦在膠凝材料中摻加磨碎的細(xì)料替代粉煤灰。事實(shí)上，在距離壩址400 km河內(nèi)附近的法萊火電廠就有粉煤灰。遺憾的是，該火電廠的粉煤灰的燒失量范圍為15%～25%，在過去25 a里，所有粉煤灰均被倒入池塘。

通過對(duì)來自火電廠或池塘經(jīng)處理后的粉煤灰進(jìn)行取樣，并開展了大量的對(duì)比試驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)，經(jīng)處理后的池塘粉煤灰與典型的低熱粉煤灰有相似的強(qiáng)度特征。

該項(xiàng)研究意義重大，因?yàn)樵谌澜绲某靥林蟹植加袛?shù)10億t粉煤灰。盡管對(duì)每個(gè)池塘及處理程序設(shè)計(jì)均需要進(jìn)行單獨(dú)研究，但經(jīng)處理后，仍有數(shù)百萬(wàn)噸粉煤灰可用于RCC(以及可能的其他混凝土)中。

2.2 經(jīng)驗(yàn)豐富的參建人員

松臘是越南第一個(gè)按期完工的大型公共項(xiàng)目，且投資控制在預(yù)算之內(nèi)。正因?yàn)槿绱耍侥峡偫眍C布法令，不再對(duì)位于大河上的萊州水電站(松臘電站上游梯級(jí))招標(biāo)，而是將合同直接授予所有參加松臘項(xiàng)目建設(shè)的承包商，包括設(shè)計(jì)方(其中只有一個(gè)例外)。

因此，參與萊州項(xiàng)目建設(shè)的大多數(shù)人員都有豐富經(jīng)驗(yàn)。萊州大壩第一個(gè)月RCC澆筑量就達(dá)到153 000 m3。這幾乎是已建碾壓混凝土壩工程首月RCC澆筑量的最高值，同時(shí)也是任何混凝土壩首月混凝土澆筑的最高值。

2.3 確保絕大部分層間縫為熱縫

松臘大壩制定了詳細(xì)的RCC澆筑程序，萊州大壩則更詳細(xì)。每個(gè)澆筑塊均按大小分類，所以每天至少能澆筑1.5層，通常是2層，甚至達(dá)到3層，基本上實(shí)現(xiàn)了不間斷施工。

在萊州項(xiàng)目中，由于施工人員經(jīng)驗(yàn)豐富，利用熟練技工、高效的澆筑方式和合適的緩凝劑施工，實(shí)現(xiàn)了各類接縫中幾乎98%都是熱縫。大量碾壓混凝土芯樣(芯樣也包含接縫)的垂直直接拉伸試驗(yàn)結(jié)果表明，盡管進(jìn)行過接縫處理或者修正過主要參數(shù)，但強(qiáng)度變化很小。本質(zhì)上而言，整個(gè)大壩是一個(gè)整體。

2.4 膠凝材料現(xiàn)場(chǎng)儲(chǔ)備

由于膠凝材料(特別是粉煤灰)料源遠(yuǎn)離壩址，且進(jìn)場(chǎng)道路可能因滑坡被中斷，因此，松臘和萊州項(xiàng)目均儲(chǔ)備有相當(dāng)多的膠凝材料。松臘項(xiàng)目的混凝土系統(tǒng)倉(cāng)庫(kù)備有超過2萬(wàn)t的膠凝材料。此外，在距離壩址不遠(yuǎn)的另一座倉(cāng)庫(kù)也備有大量的膠凝材料。松臘和萊州項(xiàng)目施工期間，都未因混凝土系統(tǒng)膠凝材料供應(yīng)問題而導(dǎo)致工程延期。

2.5 周密考慮進(jìn)水口結(jié)構(gòu)的施工進(jìn)度

松臘項(xiàng)目的設(shè)計(jì)子合同分為：①大壩本身的設(shè)計(jì)合同; ②電站廠房和進(jìn)水口設(shè)計(jì)合同。遺憾的是，后者沒有RCC壩的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，且未意識(shí)到連續(xù)澆筑對(duì)于RCC壩設(shè)計(jì)的重要性，因此將電站進(jìn)水口結(jié)合壩身布置，最終導(dǎo)致松臘和萊州項(xiàng)目RCC施工完成時(shí)，電站進(jìn)水口還未完工，因此，水庫(kù)蓄水開始時(shí)間受電站進(jìn)水口的施工控制。

2.6 合理制定總進(jìn)度計(jì)劃

松臘和萊州項(xiàng)目都很復(fù)雜，而單獨(dú)對(duì)大壩、電站廠房及進(jìn)水口進(jìn)行設(shè)計(jì)，難以推進(jìn)項(xiàng)目。兩個(gè)項(xiàng)目的RCC澆筑均因?qū)Я骱徒煌ㄒ?guī)劃問題而停工數(shù)月。如果能制定合理的整體規(guī)劃，那么部分延期就可避免。

總之，從松臘和萊州項(xiàng)目獲得的重要經(jīng)驗(yàn)是經(jīng)適當(dāng)處理后的池塘粉煤灰可用作RCC膠凝材料，且這種混合料與摻加新鮮粉煤灰所生產(chǎn)的碾壓混凝土強(qiáng)度幾乎相當(dāng)。

3 緬甸耶瓦和上龐朗RCC壩

3.1 采用天然火山灰作為膠凝材料

緬甸缺乏粉煤灰，也沒有高爐礦渣。在耶瓦項(xiàng)目的可行性研究階段，建議從泰國(guó)北部進(jìn)口粉煤灰，而進(jìn)口粉煤灰又存在國(guó)外供應(yīng)、進(jìn)口程序及外匯方面的問題。因此，在大壩最終設(shè)計(jì)階段，開展了天然火山灰的應(yīng)用研究。經(jīng)過對(duì)多種潛在火山灰進(jìn)行配合比試驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)，緬甸中部珀帕山附近的火山灰較為合適。已證實(shí)這類材料與摻加“平均”低熱粉煤灰的RCC具有相同性能。獲得了配合比為75+145 kg/m3(水泥+火山灰)的混凝土長(zhǎng)期強(qiáng)度(365d齡期的設(shè)計(jì)強(qiáng)度為24 MPa)。

3.2 制定合理的碾壓混凝土澆筑計(jì)劃

在枯水季節(jié)，耶瓦水電站采用兩條直徑為10 m的導(dǎo)流洞導(dǎo)流。大壩分兩期施工(上龐朗水電站亦如此)，兩側(cè)壩段均與圍堰結(jié)合。大壩的右半部分(溢洪道一側(cè))在枯水季節(jié)施工，雨季允許過流。在進(jìn)入枯水季節(jié)時(shí)，只需要對(duì)過流表面的接縫進(jìn)行清理，即可開始RCC澆筑，從而顯著減少導(dǎo)流工程投資。

3.3 制定詳細(xì)的施工規(guī)劃

耶瓦和上龐朗水電站進(jìn)水口在RCC壩體上游施工，壓力鋼管穿過壩體，在枯水季節(jié)，右岸大壩部分在澆筑RCC的同時(shí)，在左岸大壩的頂部進(jìn)行壓力鋼管安裝施工。這種詳細(xì)的規(guī)劃不影響RCC連續(xù)澆筑，也不會(huì)因壓力鋼管安裝而延長(zhǎng)工期。

3.4 確保絕大部分層間縫為熱縫

在耶瓦項(xiàng)目，開展了3次大規(guī)模的檢查，旨在對(duì)參與大壩施工的各類人員進(jìn)行培訓(xùn)，不僅是施工人員，也包括監(jiān)理和工程師。大部分人員均在耶瓦和上龐朗項(xiàng)目工作過，有效保證了兩個(gè)項(xiàng)目間人員的連續(xù)性。

牢固樹立使RCC澆筑盡可能簡(jiǎn)單的理念(例如上壩RCC運(yùn)輸車不允許調(diào)頭，必須從混凝土取料點(diǎn)倒退至澆筑點(diǎn))，這使得在澆筑時(shí)的人員最少。碾壓混凝土的設(shè)計(jì)初凝時(shí)間為21±3h，接近93%的大壩層間縫為熱縫，使層間處理工作量最少。

3.5 嚴(yán)格骨料的生產(chǎn)要求

耶瓦項(xiàng)目的灰?guī)r骨料要求外形良好。得益于此，骨料孔隙率小、需水量低，形成了一套極為有效的設(shè)計(jì)配合比。

在耶瓦項(xiàng)目，骨料采用“濕皮帶”冷卻，以保證粗骨料的潔凈。在上龐朗項(xiàng)目，未采用濕皮帶，因此在雨季時(shí)，部分低質(zhì)量的灰?guī)r骨料變得比較“臟”。這對(duì)碾壓混凝土的強(qiáng)度和養(yǎng)護(hù)均有顯著影響。

3.6 合理安排混凝土廊道的預(yù)制

耶瓦項(xiàng)目中采用預(yù)制混凝土廊道，廊道安裝占用相當(dāng)多的RCC澆筑時(shí)間。然而通過提前完成廊道基礎(chǔ)混凝土澆筑，并在壩體以外的地方重新開始廊道施工等，可縮短延期時(shí)間。

總之，從耶瓦和上龐朗項(xiàng)目吸取的主要經(jīng)驗(yàn)是應(yīng)使混凝土澆筑盡可能簡(jiǎn)單，以加快速度，從而提高質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)效益。

4 結(jié) 語(yǔ)

總體來說，從以上4座RCC壩獲得的主要經(jīng)驗(yàn)是加快施工速度，因?yàn)榭焖偈┕つ鼙ＷC良好的層間縫特性，進(jìn)而提高混凝土澆筑質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)效益。同時(shí)，盡可能減少壩體的孔洞或埋設(shè)裝置，比如進(jìn)水口不與壩體結(jié)合及簡(jiǎn)化廊道等。此外，在這4座大壩中，松臘和萊州使用了經(jīng)處理后的池塘粉煤灰；耶瓦和上龐朗使用了天然火山灰。從技術(shù)上講，具有一定突破性，值得借鑒。

曹艷輝 孫 言 譯

(編輯：唐湘茜)

2017-02-10

1006-0081(2017)05-0021-02

TV642.2

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曹艷輝，男，長(zhǎng)江勘測(cè)規(guī)劃設(shè)計(jì)研究有限責(zé)任公司，高級(jí)工程師。)