雅砻江官地水电站大坝施工综述

雅砻江官地水电站大坝施工综述苗孝哲 葛建中 王词重1 工程概况官地水电站位于雅砻江干流下游、四川省凉山彝族自治州西昌市和盐源县交界的打罗村境内，系雅砻江卡拉至江口河段水电规划五级开发方式的第三个梯级电站。上游与锦屏二级电站尾水衔接，库区长约58km，下游接二滩水电站，与二滩水电站相距约145km。距西昌市约80km。 本工程主要任务是发电，水库正常蓄水位1330.00m，死水位1328.00m，总库容7.6亿m3，属日调节水库。本工程等级为一等工程，主要水工建筑物为1级，次要建筑物为3级，临时建筑物为4级。电站枢纽建筑物主要由左右岸挡水坝、中孔坝段和溢流坝段、消力池及右岸引水发电系统与地下厂房组成，装机4台600MW机组，总装机容量2400MW。官地水电站大坝为碾压混凝土重力坝，坝顶高程1334.00m，最低建基面高程1166m，最大坝高168.0m，是我国目前在建和已建的碾压混凝土第三高坝。坝底最大宽153.2m，坝顶轴线长516m，共24个坝段，溢流坝段布置5孔溢流表孔，每孔净宽15m，底流消能。溢流坝段典型剖面见图1。 主体工程混凝土量约360万m3，其中碾压混凝土量292万m3，占混凝土量的81%。本标段主要工程量见表1。大坝主体工程（包括坝肩开挖、施工导流等）由中国水利水电第四工程局有限公司、中国水利水电第十一工程局有限公司联营体中标，承担大坝主体工程的全部施工任务；中国水利水电第四工程局有限公司承担：上游围堰修筑拆除、左岸开挖及其他工程、 图1 溢流坝段典型剖面图大坝1#12#坝段混凝土浇筑等工程施工；中国水利水电第十一工程局有限公司承担：下游围堰修筑拆除、右岸开挖及其他工程、大坝13# 24#坝段混凝土浇筑等工程施工。 本标工程总工期要求为：2008年1月15日开工，导流洞下闸蓄水日期为2011年11月初，第一台机组发电日期原计划为2012年7月1日，业主要求提前3个月发电，即2012年3月底第一台机组发电。表1 本标段主要工程量表序号项目名称单位数量备注序号项目名称单位数量备注1土方明挖m37钢筋制安t319042石方明挖m38钢筋网t3613石方洞挖m3108389排水孔m569044喷混凝土C20m32612910常态砼浇筑m35各类锚杆25 L=4.5m根4020811碾压砼浇筑m36锚索根49512钢结构制安t16802 气候气象等施工条件2.1 工程区气候条件雅砻江流域地处青藏高原东侧边缘地带，属川西高原气候区，主要受高空西风环流和西南季风影响，干、湿季分明。每年11月至次年4月为干季，日照多、湿度小、日温差大，降水很少，只占全年的510；5月至10月为雨季，气候湿润，日照少，湿度较大，日温差较小，降雨集中，雨量约占全年雨量的9095。二滩公司1996年5月在官地电站附近设立了打罗专用气象站，观测有1996年5 月至今的气象资料。据打罗气象站实测资料统计，多年平均降水量为1077.4mm，雨季（510月）降水量为1022.5mm，占全年的94.9%；多年平均降水日数为116.5 天。多年平均蒸发量为1548.7mm（20cm口径蒸发皿）。多年平均相对湿度为74%，最小值为8.0%。多年平均气温为18.6，极端最高气温为39.4，极端最低气温为0.5。打罗站影响碾压混凝土施工主要气象要素统计见表2。表2 打罗站影响碾压混凝土施工主要气象要素统计表项 目123456789101112全年 多年平均气温（）11.014.619.121.822.822.723.022.920.618.714.611.118.6极端最高气温（）28.134.537.939.439.437.939.438.135.632.831.027.939.4极端最低气温（）1.01.32.69.010.59.815.515.08.59.03.70.50.5平均相对湿度(mm)70575155688387888885837974降水3mm/h日数0.00.00.01.03.310.69.110.36.12.00.00.042.4平均蒸发量（mm）99126207223199136120131968565631549多年平均风速（m/s）0.70.60.60.60.40.50.60.50.50.60.60.40.5多年平均水温（）7.29.612.315.717.618.018.418.516.815.211.38.214.12.2 碾压混凝土设计强度等级官地大坝碾压混凝土使用的原材料主要有：四川嘉华、湖南石门、四川峨胜的42.5中热硅酸盐水泥，云南曲靖级粉煤灰、其他新增级粉煤灰及浙江龙游、山东华伟缓凝高效减水剂、江苏博特引气剂等； 砂石骨料使用官地现场加工的人工砂石料。碾压混凝土设计强度等级及混凝土基准配合比见表3。混凝土龄期为180d。表3 碾压混凝土设计强度等级及基准配合比表代号强度等级级配水胶比砂率（%）掺灰量（%）材料用量（kg/m3）水水泥粉煤灰砂石减水剂引气剂RC9025W6F100三0.4734508489.489.4823.51631.61.2520.107RC9020W6F50三0.5235538576.886.6851.91614.81.1440.098RC9015W6F50三0.5536558670.486.0877.61592.41.0950.094RC9025W10F100二0.47395094100.0100.0924.41475.81.4000.120RC9020W8F100二0.5240509591.391.3954.31461.11.2780.1103 主要项目施工方案3.1 砂石加工系统该系统生产能力：毛料为2200t/h，成品骨料为1750t/h，成品砂为600t/h。3.2 拌和系统供大坝混凝土设2个拌合系统：低线系统设计常温混凝土生产能力600m3/h，预冷混凝土生产能力440m3/h，设置2座HL360-2S6000L型强制式搅拌楼。高线系统常温混凝土生产规模480m3/h，预冷混凝土370m3/h，设置一座43m3型混凝土拌和楼和一座26m3型混凝土拌和楼。总生产能力1080m3/h，预冷混凝土810m3/h。混凝土预冷系统由粗骨料一次、二次风冷、加冷水、片冰拌和，高温季节常态混凝土出机口温度11，高温季节碾压混凝土出机口温度12。制冷装机容量18818 kW（1593104kcal/h，标准工况）。3.3 施工导流方式官地工程施工导流采用全年围堰、一次断流、隧洞过流的导流方式。按施工总进度安排，结合导流设计具体情况，施工导流时段划分为三个阶段：初期导流时段：大江截流至大坝浇筑高程超过上游围堰堰顶高程前，即2007年11月2010年9月底；中期导流时段：大坝浇筑高程超过上游围堰堰顶高程到左、右岸导流洞下闸断流前的时段，即2010年10月2011年11月上旬；后期导流时段：导流洞下闸断流至工程完建前的时段，即2011年11月2012年3月底。左右岸各设一条导流洞，断面16m19m（宽高）。3.4 开挖方法坝址区基岩为玄武岩，基坑及岸坡岩石开挖, 采用了垂直和水平预裂方法；爆破破碎效果较好，爆堆成型较好，并且整体向前方倾倒，爆渣块度均匀。3.5 固结灌浆为减小固结灌浆对大坝施工干扰，采用了无盖重灌浆方法，基础混凝土浇筑前先进行无盖重灌浆，基础混凝土浇筑后，再进行有盖重表面（5m）加固灌浆。3.6 常态混凝土入仓方式坝体常态混凝土水平运输靠自卸汽车，垂直运输主要靠20t缆机和布置在垻后的MQ900B/30高架门机、MQ1260/60高架门机、K80-115、C7050塔机为主，布料机，胎带机为辅。3.7 碾压混凝土入仓方式大坝碾压混凝土运输采用自卸汽车入仓为主，满管溜管为主，贝雷桥、高速皮带机及2台20t缆机为辅；自卸汽车直接入仓混凝土量占碾压混凝土总量的80%以上。4 主要大型设备配置 官地水电站大坝施工配置了多种大型水工专用设备。主要大型设备配置见表4。表4 官地水电站大坝施工主要大型设备配置表序号设备名称规格型号单位数量备 注1骨料加工系统座1生产能力2350t/h2强制式拌合楼HL360-2S6000L座3生产能力1080m3/h3自落式拌合楼HL240-4F3000LB座1生产能力240m3/h4幅射式缆机20t台2按25t设计，5塔式起重机K80-115台1R=40m,Q=30t；R=70m,Q=11.5t.6塔式起重机C7050台17门机MQ1260/60台18高架门机MQ900B/30台19振动碾戴纳派克，美国悍马台1410小型振动碾BW75S台611GPS监控系统项1由天大研制12平仓机CASE850G台313平仓机台414手持式切缝机NPFQ-1台6另备用6台15振捣机EX60台1变态混凝土振捣5 碾压混凝土主要施工工艺5.1 碾压混凝土升层施工工艺流程测量放线立模止水等埋件安装仓号清理仓号验收混凝土入仓、平仓、摊铺碾压切缝下一碾压层施工工序该升层碾压完成养护缝面处理转下一升层5.2 采用上游汽车直接入仓方法上游汽车直接入仓方法在中国碾压混凝土坝施工中使用不多，主要原因是对二级配防渗混凝土保护困难；官地大坝利用贝雷桥、高速皮带机等手段进行封仓，较好地解决了上述问题，并积累了经验。5.3 采用斜层碾压施工由于碾压混凝土仓面大（10000m2左右），为减小铺料碾压面积，采用了斜层碾压工艺，碾压厚度30cm，斜层坡度1:101:15；解决了大面积仓号初凝前覆盖问题。5.4 采用一期冷却使用32mmHDPE塑料管，水管间距1.5m1.5m，一期冷却达到温度后，进行保温冷却，取得较好效果，大坝未发现危害裂缝。5.5 坝体排水孔采用后钻式大坝坝体排水孔5万余m，采用盲管或无砂管埋设时，碾压仓内干扰很大，容易破坏管体。为此，采用了碾压混凝土结束后，在廊道内钻孔，保证了畅通率100%，较好地解决了仓内施工干扰。5.6 采用混凝土预制廊道大坝排水廊道共4层，所有廊道及牛腿模板均采用混凝土预制，加快了仓号准备速度，解决了拆模困难等问题。5.7 CCCW涂料使用大坝上游面使用CCCW涂料与二级配碾压混凝土联合防渗，取得了一定防渗效果。5.8 多功能改性膜使用溢流面抗冲耐磨混凝土与坝体碾压混凝土一起浇筑，溢流面模板内贴多功能改性膜，大量减少了表面气孔和其他混凝土缺陷。5.9 连续翻升模板使用大坝上、下游面和侧面均采用3m3m连续翻升大钢模板，使碾压混凝土间歇层厚度达到9m，加快了施工速度。5.10 采用单向注浆器大坝接缝灌浆量很大，而坝体冷却到稳定温度时间长，采用单向注浆器，在大坝蓄