第３１卷第２期 四川水力发电 Ｖｏ１．３１．Ｎｏ．２ ２ ０ １ ２年４月 Ｓｉｅｈｕａｎ Ｗａｔｅｒ Ｐｏｗｅｒ Ａｐｒ．，２ ０ １ ２ 锦屏一级水电站高拱坝４．５ ｍ升层 混凝土施工试验研究 韦 宁 （葛洲坝集团第二工程有限公司，四川成都６１００９１） 摘要：由于模板变形、混凝土温度控制等原因，拱坝混凝土一般采用１．５～３ ｍ升层进行施工。在锦屏一级水电站高拱坝 混凝土施工中，为了进一步提高混凝土浇筑效率，加快大坝施工速度，在１５＃坝段尝试进行了４．５ ｍ升层混凝土浇筑。通过 采取一系列技术措施，解决了模板变形、混凝土温度控制等技术难题，大坝体形和混凝土温度均控制在设计范围之内。实践 表明，高拱坝进行４．５ ｍ升层混凝土浇筑是可行的。 关键词：锦屏一级水电站；高拱坝；４．５ ｍ升层；模板变形；温度控制；试验 中图分类号：ＴＶ６４２；ＴＶ５１；ＴＶ５２ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１００１－２１８４（２０１２）０２－００４７－０４ １ 概述 依据，对其他工程大体积混凝土采用４．５ ｍ升层 锦屏一级水电站大坝为混凝土双曲拱坝，坝 施工亦具有重要借鉴意义。 顶高程１ ８８５ ｍ，建基面高程１ ５８０ ｍ，最大坝高 ２混凝土浇筑施工 ３０５ ｍ，是目前世界上最高的拱坝。大坝正常蓄水 ２．１做好仓面设计和资源配置 位高程１ ８８０ ｍ，死水位高程１ ８００ ｍ，拱冠梁顶厚 ４．５ ｍ升层混凝土浇筑试验安排在１５＃坝段 １６ ｍ，拱冠梁底厚６３ ｍ，最大中心角９３．１２。，顶拱 １ ６１６～１ ６２５ ｍ高程（为后浇块），共２个仓次，分 中心线弧长５５２．２３ ｍ，厚高比为０．２０７，弧高比为 别为１５＃一１７和１５＃一１８仓，单仓平均宽度约为 １．８１１。大坝设置２５条横缝，分为２６个坝段，横 ２４．４５ ｍ，顺水流方向长度约５８．９５ ｍ，最大浇筑 缝间距２０～２５ ｍ，平均坝段宽度为２２．６ ｍ，施工 面积１ ３９７．８ ｍ ，单仓混凝土方量达６ ２００ ｍ ，均 不设纵缝。 采用平铺法浇筑。如图１所示，每仓分４区共９ 该工程位于四川省凉山彝族自治州盐源县和 个坯层（４０＋５５ ｃｍ×２＋５０ ｃｍ×６）浇筑，坯层厚 木里县境内，地处高山峡谷，地质地形条件极其复 度控制在４０～５５ ｃｍ，上下坯层覆盖时间控制在４ 杂。前期因地质条件原因使大坝基坑开挖进度滞 ｈ以内，要求人仓强度必须达到１８０ ｍ／ｈ以上。 后，导致大坝首仓混凝土开始浇筑时间比原计划 在仓内配置了“四平四振”平仓振捣设备，并在仓 滞后９个月，严重影响到２０１２年首台机组发电目 外四周布设了１０台喷雾机用于仓内降温。 标的实现。为实现发电目标，必须采取措施进一 ２．２提高混凝土输送和浇筑速度 步提高混凝土浇筑速度，加快施工进度，赶回滞后 为充分提高缆机的吊运效率，将仓面根据４ 的９个月工期。根据现场施工条件，经对施工总 台缆机覆盖范围分为４个施工区域，开仓前在两 进度进行分析后认为，若仍采用３ １ＴＩ升层的浇筑 边横缝上标示清楚。在每个施工区域内布置平仓 方案，大坝混凝土施工进度将无法满足２０１２年发 机和振捣臂各１台，并在仓内设置下料标识进行 电的要求。为此，葛洲坝集团锦屏施工局率先提 定位。当吊罐距离仓面高度在１．５ ＩＴＩ以内时，迅 出并在右岸１５＃坝段进行了４．５ ｍ升层混凝土浇 速下料，将下料时间控制在１０ ｓ内。除特殊情况 筑生产性试验，通过采取一系列技术措施，解决了 外，缆机不行走大车。缆机在仓内卸料完毕，平仓 模板变形、混凝土温度控制等技术难题，总结出一 机在１０ ｓ内及时进行平仓。同时，加强拌和系统 套４．５ ｍ升层混凝土快速施工方法，为锦屏一级 管理，实现拌和楼等候混凝土运输车的要求，避免 水电站大坝全面采用４．５ ｍ升层方案提供了科学 出现“车等楼”现象。 收稿日期：２０１２－０３ １３ 通过对混凝土浇筑各环节进行精细化管理，２ Ｓｉｃｈｕａｎ Ｗａｔｅｒ Ｐｏｗｅｒ固 韦 宁：锦屏一级水电站高拱坝４．５ ｍ升层混凝土施工试验研究 ２０１２年第２期 图１仓面施工工艺流程图 个４．５ ｍ升层试验仓的混凝土人仓强度分别为 ２８０．１ ｍ ／ｈ、２４９．５ ｍ ／ｈ，满足施工要求。 ２．３缩短冷却水管铺设时间 测模板变形情况。实测结果为：１５＃一１７仓大坝 模板最大变形量为２０ ｍｍ，位于第９坯层上游面 模板距１４＃横缝６ ｍ的位置，１５＃一１８仓大坝模板 按照设计要求，４．５ ｍ升层混凝土内需铺设３ 层冷却水管，第１层布置在施工缝面上，其他两层 分别布置在距施工缝面１．５ ｍ、３ ｍ的层面上，其 最大变形量为６ ｍｍ，位于第９坯层上游面模板距 １４＃横缝９ ｍ的位置。混凝土浇筑完毕，对１５＃一 １７仓成型坝体上下游面１８个测点进行了检测， 中上面两层冷却水管必须在混凝土浇筑过程中铺 设。冷却水管采用ＨＤＰＥ管，柔韧性好，能够根据 布管要求快速铺设。在浇筑过程中，各区同一坯 层覆盖时间长短不一，通过充分利用各区的覆盖 时间差铺设冷却水管，保证浇筑不停歇，从根本上 消除了冷却水管铺设对混凝土浇筑的影响。 ３模板变形控制 体形偏差为一１０～２１ ｍｒｎ；对１５＃一１８仓成型坝 体上下游面１５个、钡 进行了检测，体形偏差为一 １１～１４ ｍｍ。观测成果表明，４．５ ｍ升层悬臂大模 板刚度和强度满足要求，结构安全可靠，大坝成型 体形满足施工规范要求。 ４混凝土温度控制 ４．１ 温控标准 ４．５ １ＴＩ升层混凝土浇筑采用悬臂式大模板， 单套模板比３ ｍ升层模板重量增加约７０％；此 外，４．５ ｍ升层浇筑混凝土会对模板产生更大的 侧压力，致使模板变形控制难度大大增加。为解 决模板变形问题，保证大坝体形满足设计要求，采 取了以下措施：根据《锦屏一级水电站拱坝混凝土温度控制 技术要求》（Ａ版），提出了４．５ ｍ升层混凝土温 控标准：混凝土允许最高温度为２７℃，出机口温 度为５ ｃＩ＝～７ ｃＩ＝，浇筑温度为５℃～１１ ｃＩ＝，层间问 歇期按１０～１４ ｄ控制。 ４．２混凝土配合比 （１）优化模板设计方案。通过由加强型爬升 锥、悬挂螺栓、预埋蛇形筋等组成的锚固系统固定 １５＃坝段４．５ ｍ升层试验每仓第１坯层采用 Ｃ ３５Ｗ１４Ｆ２５０三级配富浆混凝土，第２～９坯层 模板，摒弃传统的拉条加固方式，减少模板附近的 钢筋用量，降低模板周边混凝土的浇筑难度，减小 混凝土振捣对模板的影响；采用双支点双轴杆的支撑方式增强模板刚度。 （２）加强模板变形监测。为获取混凝土浇筑 时４．５ ｍ升层模板的变形量，同时采用在１４＃、１５ ＃横缝上定点拉线和全站仪实时测量两种方式观 均采用Ｃ ３５Ｗ１４Ｆ２５０四级配混凝土，施工配合 比见表１。 ４．３ 浇筑温度控制 １５＃坝段４．５ ｍ升层混凝土浇筑在２０１０年５ 月底进行，此时已进入夏季施工，气温高，混凝土 浇筑温度控制难度较大。为保证混凝土浇筑温度 满足要求，采取了以下措施： 圜Ｓｉｃｈｕａｎ Ｗａｔｅｒ Ｐｏｗｅｒ 第３１卷总第１５１期 ＮＪｌ！ｌｚｋ５￣ ２０１２￣Ｙｆ－４月 （１）严格控制混凝土出机１２１温度。大坝混凝 土由布置在右岸１ ８８５ ｍ高程的２座２×７ ｍ 拌 升。通过采取加快浇筑速度、缩短坯层覆盖时间、 对坯层及时覆盖保温被、实时进行仓内喷雾等措 施防止热量倒灌，有效地控制了浇筑时段的混凝 土温度回升，浇筑平均温度分别为９．１ ｏＣ、９．７ 和楼供应，通过采取骨料预冷、混凝土加冰等措 施，将混凝土出机口温度控制在５ ｃ【＝一７℃范围 内。实测１５＃一１７和１５＃一１８仓混凝土出机口平 均温度分别为６．２ ｏＣ、６．１ ｏＣ，监测成果见表２、３。 ℃，满足设计要求。１５＃一１７和１５＃一ｌ８仓混凝 土入仓温度和浇筑温度监测成果见表２、３。 ４．４混凝土通水冷却 （２）尽量减少混凝土浇筑过程中的温度回 表２ １５＃一１７仓（１ ６１６—１ ６２０．５ ｍ高程）出机口温度、入仓温度与浇筑温度监测表 大体积混凝土主要通过冷却水吸收水化热的 方式降低坝体温度。根据设计要求，在每个４．５ ｍ升层试验仓内按１．５ ｍ×１．５ ｍ（垂直间距×水 为３２．６ ｍｍ，外径为４０ ｍｍ，支管内径为２８ ｍｍ， 外径为３２ ｍｍ，单根支管长度不大于３００ ｍ。根 据现场实际，采用１台制冷能力为３６０ ｍ ／ｈ的冷 平间距）布置３层ＨＤＰＥ冷却水管，其中主管内径 水机组进行通水冷却，通水冷却成果见表４。 表４ ４．５ ｍ升层试验混凝土控温阶段通水冷却成果统计表 １５＃一１７ １５＃一１８ １７＃一１９ １４＃一２１ ２８０．１ ４．５ ２４９．５ ２２６ ９９．１ ９５．６ ８３．９ １１．３ ｌ１．８ ｌ３．５ ｌ１．９ ３．Ｏ １８３．６ ９５．４ 通水冷却成果表明：在控温阶段，冷却通水进 水温度控制在１１ ｏＣ～１４．８ ｏＣ之间，通水流量控 制在１．６７～２．２３ ｍ ／ｈ之间。 ４．５混凝土内部温度监测 １４４ ｈ，平均温升１３．５℃，最大温升１５．３ ｏＣ，最高 温度为２４．６ ｏＣ，小于设计允许的坝体最高温度， 温控效果良好，说明冷却水管布置合理，采取的温 控措施有效。相邻坝块的混凝土内部温度监测结 果表明，４．５ ｍ升层仓对相邻坝块的混凝土内部 温度影响小。 ４．６ 同相似环境３ ｍ升层仓的对比 为准确详细地掌握４．５ ｍ升层混凝土内部温 度变化，在每仓混凝土内部埋设２７支永久温度计 （分３层埋设，层间隔为１．５ ｍ，每层上中下游各３ 支）进行监测，典型测点温度变化见图２、３。监测 成果表明：混凝土内部最高温度出现在第８８～ １７＃一１９、１４＃一２１仓均为３ ｍ升层仓，１５＃一 １７、１５＃一１８仓分别与这两仓在浇筑时间和气候 Ｓｉｃｈｕａｎ Ｗａｔｅｒ Ｐｏｗｅｒ叨 韦 宁：锦屏一级水电站高拱坝４．５ ｍ升层混凝土施工试验研究 ２０１２年第２期 环境上相似，故选择以上４仓进行对比分析。 （１）入仓强度及浇筑温度对比。 从表５可以看出，１５＃一１７、１５＃一１８两仓的 Ｏ 人仓强度和浇筑温度合格率均比３ １１１升层仓高， 说明通过精心组织施工，４．５ ｍ升层可实现高强 度入仓，对浇筑温度控制更有利。 加 Ｏ Ｏ ｍ Ｏ Ｏ Ｊ●－■■● ●， 一一 Ｊ ｐ ＼ Ｊ ：■ ’’＿０■ ＿——●■— ●Ｃ－‘ 一 ＾●●＾＿ 一￣２－ ・－一 ＾’ …一●—－●‘．－■．一 ■ － ～■ 聒 Ｊ ■ ■ ■ Ｉ － 蜞 Ｉ ２０１０．５．２６ —２０１０．６．５ ２０１０—６．１５ ２０１０．６—２５ ２０１０．７．５ ２０１０．７—１５ ２０１０—７—２５ ２０１０－８．４ ２０１０—８・１４ 时问 ｐ Ｔ１５．１６１８ ２５—１—ｈ Ｔｌ５．１６ｌ８ ２５—５—．卜－ＴＩ５—１６１８，２５－９ 图２ １５＃一１７仓典型混凝土内部温度过程线 － 。■■●●●～ 一一一 ＼ １—ｉ面一 ；・… －●．Ｊ ■●●■Ｌ●～…’一‘ ． 一‘ ～ 媸 赣 帔 一一 …’ｔ，●■ ——涵一■一…０ ＿－－’－●‘●●●～ 蜞 图３ １５＃一１８仓典型混凝土内部温度过程线 （２）通水控制对比。 １５＃一１７仓最高温度出现前平均通水流量为 出现前平均通水流量为１．８８ ｍ ／ｈ。在控温阶 段，４．５ ｍ升层仓冷却水通水流量比３ １ＴＩ升层仓 ２．０２ ｍ ／ｈ，１５＃一１８仓最高温度出现前平均通水 的通水流量提高约１５％。 流量为２。０５ ｍ ／ｈ；１７＃一１９仓最高温度出现前平 均通水流量为１．６６ ｍ。／ｈ，１４＃一２１仓最高温度 （３）内部温度发展情况对比。 从表６可以看出，４．５ ｍ升层仓最高温度出 表６ ４．５ ｍ升层仓与相似环境下３ ｍ升层仓混凝土内部温度发展对比表 现时间较３ ｍ升层仓晚，升温幅度也较大；虽然 温度控制在设计要求范围内。 ５施工效率分析 ４．５ ｍ升层仓混凝土最高温度较３ ｍ升层仓大， 但是通过调整冷却通水温度和流量，仍可将最高 （下转第７０页） 圃Ｓｉｃｈｕａｎ Ｗａｔｅｒ Ｐｏｗｅｒ 第３１卷总 ｔ３ Ｊ期 四川水力发电 ２０１２年４月 Ｉ — ／ １ ｆｆ ｎ １■ — 憎ｒ‘ ＼ ＾ｊ ｌ Ｉ 『 ，。 ＿一 ● ｜ Ｉ ｃＳ １ ● 量 量 卜＇ ＿Ｉ ， …ｌ ｛ ． ７－ ’ ３ … 弋 ’ ● ． ｔ～Ｊ 『 ／ ．／ ． ＼ ／ ＝ Ｉ Ｌ０ Ｃｑ Ｌｒ） Ｉ ｌ＼＼ｌ＼ ● Ｉ／／ｌ Ｋ 一／ｌ Ｈ●●●■ Ｒ Ａ—Ａ 图５钢管吊装过程中平台与简易电梯布置示意图 测并做好记录。 ６结语 全风险。 （４）采用高精度的激光投点仪控制钢管安装 中心，有效解决了竖井钢管安装精度控制，简化了 安装程序。 锦屏二级水电站单条竖井钢管安装计划施工 工期为８个月，目前，已完工的４条竖井实际施工 工期为５～６个月，钢管安装质量优良，未发生人 员及设备安全事故，取得了良好的经济效益和社 会效益。 作者简介： 锦屏二级水电站竖井段压力钢管的安装由于 采用了合理的技术方案，取得了良好的效果。 （１）采用双吊点单向移动式起重机吊装钢 管，有效的解决了竖井钢管的垂直运输问题，降低 了安全风险，提高了工作效率，加快了安装进度。 （２）根据竖井压力钢管安装特点设置施工作 业平台，作业平台分为三层，通过多组钢丝绳及挂 钩悬挂在已安装完毕的钢管上管口，施工时便捷、 稳定，降低了施工难度，提高了工作效率。 （３）采用简易电梯，有效的解决了施工人员 李东（１９７５－），男，河ｊＥ定州人，项目经理，高级工程师，学士，从 事金属结构制安技术及管理工作． （责任编辑：李燕辉） 上下的问题，提高了工作效率；电梯上安装有防坠 落装置对电梯运行全程进行防护，有效降低了安 （上接第５０页） 采用４．５ ｍ升层方案，能够减少备仓和浇筑次数， 减少设备转仓次数和时间，提高施工效率。以１７ ＃坝段１ ６３４～１ ７３３ ｍ高程为例，３ ｍ升层施工周 期为８ ｄ，４．５ ｍ升层施工周期为１０ ｄ；全部采用３ 化管理，能够大幅度提高混凝土人仓强度，缩短坯 层覆盖时间，有利于混凝土内部温度控制；（２）采 用４．５ ｍ升层悬臂大模板，能够解决模板变形问 题，满足大坝体形要求；（３）４．５ ｍ升层仓的冷却 通水流量比３ ｍ升层仓提高约１５％，可以将混凝 土最高温度控制在设计范围以内；（４）４．５ １３３升层 ｍ升层方案需时２６４ ｄ，全部采用４．５ ｍ升层方案 需时２２０ ｄ，采用４．５ ｍ升层方案，可以缩短工期 ４４ ｄ。分析结果表明，在高拱坝结构较为简单的 部位全面采用４．５ ｍ升层方案能够较大地提高施 工效率。 ６结语 仓对相邻坝块的混凝土内部温度影响小；（５）将 ４．５ ｍ升层的混凝土间歇期调整为８ ｄ较为适宜。 试验结果表明：在锦屏一级水电站高拱坝施工中 采用４．５ ｍ升层浇筑混凝土是可行的。 作者简介： 通过４．５ ｍ升层混凝土浇筑生产性试验可以 得出以下结论：（１）强化浇筑过程控制，进行精细 韦宁（１９８２一），男，广西桂林人，助理工程师，学士，从事水电工 程施工技术工作． （责任编辑：李燕辉） Ｕ ＳｉｃｈＨａｎ Ｗａｔｅｒ Ｐｏｗｅｒ
