丹江口水庫大壩加高混凝土施工技術

肖康

（中電建生態環境集團有限公司，廣東 深圳 518102）

1 丹江口水庫概況

丹江口水庫位于中國湖北省丹江口市與河南省淅川縣境內，且位于漢江中上游，是亞洲第一大人工淡水湖。丹江口水庫工程是于1958 年修建的，在2005 年進行了大壩主體加高。在大壩主體加高之前，丹江口水庫的正常蓄水位是157 m，庫容是174.50億m3，在加高之后水庫的正常蓄水位變為了170 m，庫容也變為了280.50 億m3，可有效緩解中國北方地區的水資源短缺問題。

2 丹江口水庫大壩加高的目的

在經濟發展水平不斷提升、水資源日漸緊缺的背景下，丹江口水庫大壩的高度已無法滿足實際需求。對丹江口水庫大壩進行加高處理可以提升水庫的正常蓄水位與庫容，有利于提高水庫的供水量與防洪能力。

3 丹江口水庫大壩的施工度汛與水位控制

3.1 施工度汛標準與方案

當前，中國沒有針對水庫大壩加高施工制定明確的度汛標準。但丹江口水庫的運行時間較長，且需要持續擔任防洪任務，所以施工單位需要應用千年一遇洪水的施工度汛標準。其次，施工單位應根據工程施工情況制定施工度汛方案，并通過優化泄流建筑物等方式進行度汛控制。

3.2 施工水位控制

降低水庫的水位、控制大壩的變位有利于增強新老混凝土的共同受力，但是這也會造成較大的發電量損失。為此，施工單位應根據不同施工階段的情況控制水庫的水位。在第一年至第三年的枯水期時需進行貼坡混凝土施工，所以需要將水庫的水位控制在152 m，在汛期時將水庫的水位控制在149 m。在第四年至第五年的枯水期時需進行大壩加高施工，所以需要將水庫的水位控制在157 m，在汛期時將水庫的水位控制在145 m。

4 丹江口水庫大壩加高混凝土施工方案

4.1 綜合分析原大壩的情況

丹江口水庫大壩的長度為1 141 m，一共有58 個壩段，其中部分壩體的蓄水位符合170 m這一要求，所以施工單位只需要對水庫大壩的部分位置進行加高處理。

4.2 科學制定加高混凝土施工方案

在對丹江口水庫大壩進行加高處理時，施工單位應科學制定混凝土施工方案。施工單位可以制定全斷面寬槽回填、直接貼坡澆筑以及在直立面上進行寬槽回填并在斜坡面上進行貼坡澆筑等三種不同的方案。在制定施工方案之后，施工單位需要對這三種施工方案進行對比分析，并從中選擇最佳的方案。從實際情況來看，在進行丹江口水庫大壩加高混凝土施工時，施工單位應選擇直接貼坡澆筑這一方案。

5 丹江口水庫大壩加高混凝土施工技術

5.1 老壩體混凝土拆除技術

在進行水庫大壩加高混凝土施工時，施工單位應做好老壩體混凝土拆除工作。從丹江口水庫大壩的實際情況來看，老壩體混凝土拆除的難度相對較大。例如：老壩體混凝土拆除部位距離微波樓以及電站廠房等設施較近，上方有大量的通信設施與輸電線塔，在拆除時可能會受到影響；需要拆除的混凝土壩段較多，且不同部位有不同的要求，加大了拆除難度；混凝土拆除部位與保留部位距離較近，很難保障保留部位的完整性。針對這些問題，施工單位應制定完善拆除方案，將不同的拆除技術結合起來，提高拆除質量。施工單位可以將人工拆除、機械拆除、靜爆拆除等不同的方式結合起來。人工拆除具有工藝簡單、靈活性強等優勢，比較適用于施工環境復雜且拆除量少的拆除任務，施工單位可以將其應用在距離混凝土保留部分較近的拆除任務中；機械拆除的效率相對較高，不會對混凝土保留部分造成較大影響，施工單位可以將其應用在緊鄰發電廠等位置的拆除任務中，充分發揮手風鉆、振動錘等機械設備的作用；靜爆拆除不會造成較大的振動與噪聲，可以將其應用在不允許有噪聲和振動的拆除任務中。

5.2 新增鍵槽施工技術

為了增強新老混凝土的結合性，增強混凝土的受力性能，施工單位應根據設計要求在施工縫當中設置鍵槽。在丹江口水庫大壩初期工程施工時，施工單位已經在老壩體的下游中設置了鍵槽，現在只有部分位置沒有鍵槽，所以施工單位只需要在這些位置補設鍵槽。鍵槽斷面屬于不等邊的三角形，短邊深度約為500 mm，長邊深度約為760 mm，施工單位可以利用盤鋸切割和靜裂聯合施工這種技術手段設置鍵槽。例如：施工單位可以利用液壓盤鋸系統以及相應直徑的鋸片進行長邊切割，利用手風鉆對短邊進行鉆孔并灌注適量的靜態破碎劑，使其膨脹分離。

5.3 明確新澆混凝土的原材料與配合比

在進行加高混凝土施工時，施工單位應科學選擇混凝土的原材料，優化混凝土的配合比。首先，施工單位應科學選擇水泥、砂石、細骨料、粗骨料等原材料，在優化混凝土性能的同時提高施工質量。其次，在配制混凝土時，施工單位盡量少應用水泥，并添加適量的外加劑，增強混凝土的耐久性與抗滲性；優先選擇I級粉煤灰、復合外加劑、發熱量低的水泥，控制混凝土的水化熱，增強混凝土的抗裂性能；優化混凝土的配合比，增強混凝土的抗拉強度。

5.4 結構施工措施

在進行結構施工時，施工單位不僅需要進行鍵槽施工，也需要設置灌漿系統、止排水系統。第一，設置灌漿系統。施工單位需要在新老混凝土的結合面上設置灌漿系統，利用灌漿系統進行接縫灌漿。第二，設置止排水系統。在新老混凝土的結合面上設置止排水系統可有效降低結合面的滲透性，減少滲透對壩體的影響。第三，設置錨筋。在澆筑新混凝土前施工單位應在老壩體中設置錨筋，從而控制新老混凝土結合面的開裂寬度。

5.5 新老混凝土結合面的處理技術

為了使新老混凝土更好地結合在一起，施工單位應做好結合面處理工作。首先，應對老壩體表面的碳化層進行鑿除處理，改善壩體的受力狀態。丹江口水庫大壩的混凝土碳化層厚度約在2～3 cm，需全面清除，并在結合面上鋪設水泥砂漿等材料，增強結合面的密實性。其次，應在特殊的結合位置涂抹界面劑，增強新老混凝土的黏結性，施工單位可以在溢流壩段老閘墩與新加高溢流堰的結合面上涂抹界面劑。

5.6 混凝土溫控措施

混凝土溫控質量影響著大壩加高混凝土施工質量，施工單位應完善溫控措施。第一，施工單位應優化混凝土施工工序與施工進度。需要在每年十月至次年四月進行貼坡混凝土施工，并將貼坡混凝土相鄰塊的高差控制在4～6 m。且每年五月至次年九月不能進行混凝土澆筑。第二，施工單位應降低混凝土的澆筑溫度，控制混凝土的水化熱。在夏季施工時，施工單位可以將混凝土澆筑機械的溫度控制在7 ℃～10 ℃，并加快混凝土的出倉速度。同時，需要通過控制水泥用量等方式控制混凝土的水化熱。第三，施工單位應做好混凝土的養護工作，即對混凝土進行灑水養護。

5.7 混凝土澆筑技術

混凝土澆筑是至關重要的環節，施工單位需要利用機械設備進行混凝土澆筑。施工單位可以利用塔帶機進行混凝土運輸，并通過分層澆筑、一次澆筑等手段進行澆筑。

6 結語

在進行丹江口水庫大壩加高混凝土施工時，施工單位應做好施工度汛與水位控制工作，也應根據老壩體的情況制定大壩加高混凝土施工方案，靈活應用壩體拆除技術、新增鍵槽施工技術、混凝土配制技術以及新老混凝土結合技術，提高工程施工質量。