大渡河沙坪水電站攔河閘壩堆石混凝土施工應用技術研究

李祚全　許　航

（中國水利水電第八工程局有限公司　長沙市　410004）?。ê鲜∷麖d　長沙市　410007）

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大渡河沙坪水電站攔河閘壩堆石混凝土施工應用技術研究

李祚全許航

（中國水利水電第八工程局有限公司長沙市410004）（湖南省水利廳長沙市410007）

【摘要】大渡河沙坪二級水電站攔河閘壩采用堆石混凝土，能大幅提高大倉面素混凝土的施工效率，縮短工期；同時，堆石混凝土使用了大量的塊石作為原材料，且施工工藝簡單，降低了綜合成本。文章對堆石混凝土施工進行了介紹。

【關鍵詞】沙坪二級水電站堆石混凝土施工

1　工程概述

沙坪二級水電站位于大渡河和其支流官料河交匯口上游230m處的大渡河干流上，是大渡河干流22級水電梯級開發中第20個梯級電站的第二級，上游為沙坪一級水電站，下游為已建的龔嘴水電站。電站正常蓄水位554.00m，正常蓄水位以下庫容2 084 萬m3，裝機容量348MW（6×58MW）。工程采用河床式開發，樞紐建筑物主要由右岸擋水壩段、泄洪閘壩段、魚道和河床式發電廠房等組成，最大壩高63.00m。

沙坪二級水電站攔河閘壩基礎為堆石混凝土，起止高程為EL.494～EL.524，最大澆筑高度30m。分3區澆筑，上下游長度49m，左右方向104.5m，單倉最大尺寸為49m×39m?？傆嬓枰獫仓咽炷?1.34萬m3，其中堆石11.34萬m3，自密實混凝土5.1萬m3。堆石混凝土施工主要工程量詳見表1。

2　混凝土分層分塊及施工程序

根據設計圖按結構縫分3塊澆筑，不另設施工縫，最大倉號為39m×49m。結構縫設一道豎向銅片止水和橡膠止水，右岸擋水壩與基巖基礎亦設一道銅片止水和橡膠止水。

表1　主要工程量表

根據招標文件及堆石混凝土技術要求，堆石混凝土澆筑層厚采用（1.5～2.0）m一層，本工程標準層厚取2.0m。

施工程序：一期基坑開挖完成并驗收合格后即可開始進行本工程堆石混凝土施工。堆石混凝土施工先從一期基坑開挖最低處開始，依次往上澆筑混凝土設計頂面線。最先澆筑塊為②區，同一層中按照立模、堆石、澆筑、等強、回填的順序進行施工。

3　堆石施工

3.1堆石篩分

由于在選料過程中混入了部分粒徑小于30 cm的石料，為確保堆石粒徑大于30 cm的要求，在下游備料場內設置3個鋼篩，用挖機喂料，直接裝車。

3.2堆石沖洗

根據取料的道路布置，在明渠出口左側的坡道上設置一個沖洗平臺，用于1#備料場石料沖洗。布置3根Φ80花管，水壓大于0.2mPa，自卸汽車裝滿堆石后，從花管下經過，沖洗干凈后運輸至倉面。沖洗廢水設置小型沉淀池后，排至大渡河。

在進火燒營渣場道路路口，斜坡道路上設置一個沖洗平臺，用于2#備料場石料沖洗。

3.3堆石碼放

（1）堆石入倉采用“倒退法”，由里向外布倉。并配備裝載機和挖掘機進行平倉。

（2）對于粒徑超過800mm的大塊石，宜放置在倉面中部，以免影響堆石混凝土表層質量。

（3）在靠近模板、止水帶等細部1m左右的區域，需要使用人工輔助堆石，以避免機械堆石對模板和止水帶的沖擊。

（4）在巖石建基面進行堆石入倉前，須澆筑一層（3～8）cm厚的自密實混凝土，并在自密實混凝土初凝前將堆石埋入混凝土中，從而確保堆石混凝土與基礎結合良好。

（5）在堆石入倉前應對底層堆石混凝土倉面按照常態混凝土的標準進行鑿毛和清洗，對于松動的堆石應予以清除，以確保層間的抗滲性能。

（6）在堆石過程中，堆石體外露面所含有的粒徑小于200mm的石塊數量不得超過10塊/m2。

4　自密實混凝施工

4.1專用自密實混凝土性能要求

專用自密實混凝土材料的性能指標應滿足以下要求：

（1）專用自密實混凝土的工作性能可采用坍落度試驗、坍落擴展度試驗、V形漏斗試驗和自密實性能穩定性試驗檢測，其指標應符合表2的要求。

表2　專用自密實混凝土性能指標

（2）專用自密實混凝土強度等級應與堆石混凝土設計強度等級相同。

（3）專用自密實混凝土的彈性模量、長期性能和耐久性等其它性能，應符合設計或相關標準的要求。

4.2專用自密實混凝土生產

（1）專用自密實混凝土應采用2×3強制式拌和樓生產，與生產常態混凝土相比應適當延長攪拌時間。

（2）生產過程中應測定骨料的含水率，每一個工作班應不少于2次。當含水率有顯著變化時，應增加測定次數，并依據檢測結果及時調整用水量及骨料用量，不得隨意改變配合比。

（3）專用自密實混凝土配合比使用過程中，應根據原材料的變化或專用自密實混凝土質量動態信息及時進行調整。

4.3專用自密實混凝土運輸

（1）專用自密實混凝土運輸使用8m3混凝土攪拌車，運輸速度應保證堆石混凝土施工的連續性。

（2）運輸車在接料前應將車內的殘留其它品種的專用自密實混凝土清洗干凈，并將車內積水排盡，運輸過程中嚴禁向車內的專用自密實混凝土加水。

（3）專用自密實混凝土的運輸時間應保證在60min內卸料完畢。專用自密實混凝土的初凝時間應根據運輸時間和現場情況加以控制，如需延長運送時間，應采用相應技術措施，并應通過試驗驗證。

（4）卸料前攪拌運輸車應高速旋轉1min以上方可卸料。

（5）在專用自密實混凝土卸料前，如需對專用自密實混凝土擴展度進行調整時，加入專用外加劑后專用自密實混凝土攪拌運輸車應高速旋轉3min，使專用自密實混凝土均勻一致，經檢測合格后方可卸料。調整后，如仍不能滿足性能要求，應按照現場監理工程師指定位置處理。外加劑的種類、摻量應事先試驗確定。

4.4專用自密實混凝土澆筑

專用自密實混凝土主要采用47m臂長天泵進行入倉澆筑，部分位置輔以攪拌車直接入倉和挖機配合攪拌車入倉的澆筑。

（1）中雨以上的雨天不得新開堆石混凝土澆筑倉面，有抹面要求的堆石混凝土不得在雨天開工。

（2）澆筑時的最大自由落下高度宜在5m以下。

（3）專用自密實混凝土澆筑點應均勻布置，澆筑點間距不宜超過3m。在澆筑過程中應遵循單向逐點澆筑的原則，每個澆筑點澆滿后方可移動至下一澆筑點澆筑，澆筑點不應重復使用。

（4）澆筑時要防止模板、定位裝置等的移動和變形。

（5）當分層連續澆筑混凝土時，為使上、下層混凝土一體化，應在下一層混凝土初凝前將上一層混凝土澆筑完畢。

本工程部分倉面混凝土澆筑具備良好的車輛直接入倉條件，因此可以在已堆好堆石的表面鋪設柵欄，混凝土罐車從柵欄上開過直接進入倉內放料澆筑，作為泵送混凝土的輔助入倉方式，加快澆筑速度。

單塊柵欄的設計尺寸為3m×2m（長×寬），采用4根I20的工字鋼做為主梁，Φ20@10的圓鋼作為柵欄路面，倉面較大時可采用多塊柵欄拼湊，計劃加工鋼柵欄20塊。

4.5澆筑層面的處理

（1）堆石混凝土收倉時，除達到結構物設計頂面以外，專用自密實混凝土澆筑宜以大量塊石高出澆筑面（50～150）mm為限，以加強層面結合。

（2）在完成澆注后若表面的塊石較少，可利用石料篩選剩余的小塊石拋入倉面進行平倉工序。

（3）堆石混凝土抗壓強度達到2.5mPa以前，不得進行下一倉面的準備工作。

（4）施工水平縫采用沖毛機沖毛處理。

4.6堆石混凝土拆模與養護

（1）在堆石體與模板之間應保留大于10cm的空隙作為保護層?；炷翉姸冗_到5MPa以上方可拆模。

（2）澆筑完成的堆石混凝土，在養護前宜避免太陽曝曬。

（3）應在澆筑完畢（6～18）h內開始灑水養護。

（4）混凝土應連續養護，養護期內始終使混凝土表面保持濕潤。

（5）混凝土養護時間，不宜少于28 d，有特殊要求的部位宜適當延長養護時間。

5　強度分析

（1）堆①區和③區。堆①區共分13層，層厚2m；堆③區共分15層，層厚2m；根據強度計算考慮干擾，完成一倉堆石需要安排工期2 d，完成一倉自密實混凝土澆筑需要安排工期1.5 d，等強1 d，立模安排與堆石同時進行，上下游側回填與堆石、澆筑同時進行，完成一層施工需要4.5 d。由于①區和③區布置有坡面固結灌漿，按有蓋重考慮，按照澆筑3層進行一次固結灌漿，進行一次固結灌漿安排時間4 d。按上述順序進行安排，同時考慮澆筑能力，①區需要81 d，③區需要80 d。

（2）堆②區。堆②區共分15層，層厚2m，根據強度計算考慮干擾，完成一倉堆石需要安排工期2 d，完成一倉自密實混凝土澆筑需要安排工期2 d，立模安排與堆石同時進行，等強1 d，完成一層堆石混凝土需要5 d。固結灌漿按有蓋重考慮，安排固結灌漿7 d，則完成堆②區的堆石混凝土施工共需84 d。

根據上述安排，經進度軟件分析，堆石強度為3 000m3/d，自密實混凝土為1 500m3/d。

6　結　論

堆石混凝土的施工相比傳統的常態混凝土施工能大幅提高大倉面素混凝土的施工效率，縮短工期；同時，堆石混凝土使用了大量的塊石作為原材料，施工工藝簡單，降低了綜合成本，值得推廣應用。

作者簡介：李祚全（1978-），男，大學本科，工程師，從事水利工程技術管理工作，手機：13874873827；許航（1981-），男，碩士研究生，高級工程師，從事水利工程及水利信息化技術管理工作，手機：13875938382。

收稿日期：（2016-02-10）