蘇阿皮蒂水利樞紐大壩泄流底孔壩段混凝土入倉方式研究

黨曉明，劉加華，王以斌，付小潔

(中國水利電力對外有限公司，北京 100120)

1 工程概況

幾內亞蘇阿皮蒂水利樞紐工程規模為Ⅰ等大(1)型，主要以發電為主，由碾壓混凝土重力壩、壩后式電站廠房、進場道路及交通橋等組成。共安裝4臺立軸混流式水輪發電機組，總裝機容量為450 MW。大壩布置自左至右為左岸擋水壩段、發電引水壩段、導流底孔壩段、泄流底孔壩段、溢流壩段、右岸擋水壩段，共分52個壩段，壩軸線長1 164 m，壩頂高程215.5 m，最大壩高120 m。

泄流底孔壩段為27號壩段，位于河床中間部位，長25 m，采用短有壓進口的壩身無壓泄水孔[1]，分為2孔，每孔進口體形為橢圓曲線，進口段后設置5 m×7 m(寬×高)事故檢修門和5 m×6 m(寬×高)弧形工作閘門。弧形工作閘門啟閉機室位于壩體內部，弧形工作閘門下游為坡度1∶10的流道，后接反弧段及挑流鼻坎。泄流底孔壩段橫剖面見圖1。

圖1 泄流底孔壩段橫剖面(單位：m)

2 泄流底孔壩段布置特點

在初步設計階段，泄流底孔壩段采用壩身有壓泄水孔方案，弧形工作閘門啟閉機室位于壩后；在施工圖設計階段，泄流底孔壩段調整為壩身無壓泄水孔方案，將弧形工作閘門啟閉機室由壩外移至壩內。結構形式調整后，鋼襯及混凝土工程量減少，但泄流底孔壩段內部結構變得更加復雜，施工干擾增大。泄流底孔壩段在流道底板高程以上，除弧形工作門啟閉機室下游側部分為碾壓混凝土外，其他均為常態混凝土，不能完全與兩側碾壓混凝土壩段同步上升。弧形工作閘門啟閉機室移至壩內后，支鉸大梁、弧形工作閘門、液壓啟閉系統、啟閉機室內小橋機等安裝必須與壩體土建施工穿插作業，對泄流底孔壩段整體施工進度影響較大。因此，如何通過入倉方式的合理選擇[2]，解決因結構復雜帶來的影響，是確保泄流底孔壩段施工進度的關鍵問題。

大壩以碾壓混凝土為主，施工機械配置主要按汽車直接入倉的方式考慮。進水口壩段材料吊運及常態混凝土澆筑由布置于20號壩段的K80塔機完成；泄流底孔壩段材料吊運及常態混凝土澆筑由布置于左側26號壩段的QTZ400塔機完成。但QTZ400塔機最大起重量為20 t，常態混凝土倉面較大時，澆筑能力不足。

3 不同階段混凝土入倉方式

3.1 第一階段

泄流底孔壩段流道底板以下碾壓混凝土施工階段，除基礎墊層為常態混凝土外，其他均為碾壓混凝土。在此階段，泄流底孔壩段與左岸一期基坑29號壩段及其以左的其他壩段同期施工，混凝土由自卸車經一期圍堰內側填筑的下基坑道路運輸，主要采取單個壩段單獨澆筑的方式施工。墊層常態混凝土采用布置于相鄰壩段的長臂反鏟進行澆筑；碾壓混凝土采用自卸汽車直接入倉的方式施工，根據施工高程的不同，自壩體左側或下游側直接入倉。

3.2 第二階段

泄流底孔壩段流道層常態混凝土施工階段，上下游方向長度為99.27 m。為保證混凝土澆筑質量，將流道層按上下游方向分3段、左右方向分2段的方式進行分塊施工，并在施工縫處設置止水。在此階段，大壩左岸一期120 m高程以下壩體開始擋水并由導流底孔導流，大壩右岸二期基坑部分開始施工。入倉道路布置見圖2。

圖2 施工道路布置

前期，混凝土由自卸車經泄流底孔下游側回填的臨時道路運輸，至泄流底孔壩段右側部分底板處，或進入右側相鄰的已施工至121.5 m高程的28號壩段，由長臂反鏟或由布置于28號壩段的胎帶機入倉，同時輔以26號壩段的QTZ400塔機入倉，主要進行流道進口段及左側部分底板及邊墻混凝土的澆筑施工。

中期，混凝土經大壩下游交通橋至右岸，并經二期上游圍堰運輸至28號壩段，由布置于28號壩段的胎帶機和長臂反鏟入倉，首先完成泄流底孔壩段流道右側部分底板的澆筑。至此時，泄流底孔壩段與左側相鄰的26號壩段已形成40 m高差，只能采用總長為63.15 m的28號～30號壩段作為施工平臺澆筑泄流底孔壩段混凝土。首先單獨施工28號壩段，通過在28號壩段上游側壩內澆筑入倉斜坡道，然后回填二期上游圍堰形成道路的方式，將28號壩段從121.5 m高程施工至130 m高程以達到度汛要求，并將胎帶機布置于28號壩段130 m高程繼續進行泄流底孔壩段流道層混凝土的澆筑。其次，加快二期基坑內30號壩段的施工進度，與一期已施工至112.5 m高程的29號壩段高差小于3m時，在二期上游圍堰內側向下修筑至29號壩段壩前的施工道路，并在29號壩段壩體上游側先施工入倉斜坡道，采用壩前入倉的方式將29號與30號壩段合倉碾壓施工[3- 4]，直到與28號壩段高程接近后自28號壩段入倉施工至3個壩段同高。

后期，為保證泄流底孔壩段能繼續上升，采用加高28號壩段壩前二期上游圍堰形成道路的方式，自28號壩段壩前入倉繼續施工28號～30號壩段，為泄流底孔壩段混凝土澆筑提供施工平臺，直至壩前道路加高至寬度不能滿足單車通行為止。此時，大壩二期基坑其他壩段與30號壩段已形成較大高差，仍不具備從右岸壩體內入倉的條件，采取28號及29號壩段上游側設置臨時縱縫的方式，繼續施工縱縫下游側混凝土，形成通向30號壩段的壩內左右方向入倉道路，以滿足28號～30號壩段繼續上升的條件。28號～30號壩段間施工形成臺階狀，并繼續為泄流底孔壩段提供施工平臺，以滿足施工進度要求。壩體內道路布置見圖3。

圖3 壩體內道路布置

3.3 第三階段

泄流底孔壩段流道層頂板上部混凝土施工階段，壩體下游側為碾壓混凝土，上游側為常態混凝土。30號壩段右側其他壩段施工與28號～30號壩段高程接近時，此時直接自右岸壩體內形成施工道路至泄流底孔壩段。在工作弧門啟閉機室底板以上部分至179 m高程廊道層時，先施工下游側碾壓混凝土，主要采用自卸汽車直接入倉的方式單個壩段上升；然后利用已澆筑混凝土作為通道，采用長臂反鏟澆筑上游側常態混凝土。在流道頂板至工作弧門啟閉機室底板高程間主要采用布料機以及長臂反鏟，同時輔以塔機澆筑常態混凝土。該階段，泄流底孔壩段始終滯后于28號壩段3 m左右上升。

為滿足2019年9月初期蓄水要求，溢流壩段30號～34號壩段施工至167.76 m高程后不再繼續上升，形成臨時度汛缺口，其他所有壩段達到176 m高程具備擋水條件。為使泄流底孔壩段達到176 m高程，在臨時預留缺口兩側采用鋼棧橋[5]，與缺口邊相鄰壩段逐步形成臺階，并澆筑連接各壩段臺階的壩內道路，形成至泄流底孔壩段的入倉通道。28號、29號壩段利用鋼棧橋整體施工5.4 m高后，然后在29號壩段采用施工斜坡道的方式，繼續施工28號壩段至2.7 m高，形成至泄流底孔壩段的入倉道路，采用自卸汽車直接入倉的方式澆筑碾壓混凝土。完成后，用長臂反鏟澆筑上游段常態混凝土。在滿足176 m高程目標后，繼續施工至182 m高程。

3.4 第四階段

泄流底孔壩段182 m高程以上混凝土施工階段，該高程以上全部為常態混凝土。此時，采用在26號壩段右側面預留槽中搭設溜槽[6]的方式澆筑上部常態混凝土。采用自卸汽車運輸混凝土至26號壩段，將混凝土卸入專門制作的料斗，由反鏟輔助送至溜槽中，輸送至倉中料斗中，并采用布置于倉面中的反鏟進行混凝土澆筑，直至澆筑至壩頂。

4 結 語

蘇阿皮蒂水利樞紐項目泄流底孔壩段結構復雜，各工序交叉作業相互干擾大，且不能與兩側相鄰壩段同步上升，始終處于大壩施工的關鍵線路上。在施工過程中，通過在不同階段靈活采用多種不同入倉方式，最終按期完成了施工任務，保證了合同節點目標的實現。