宜兴抽水蓄能电站上水库碾压混凝土施工

夏 青 鹏

(中国葛洲坝集团第二工程有限公司，四川 成都 610091)

宜兴抽水蓄能电站上水库碾压混凝土施工

夏 青 鹏

(中国葛洲坝集团第二工程有限公司，四川 成都 610091)

对宜兴抽水蓄能电站上水库碾压混凝土副坝浇筑施工技术进行了阐述，结合有关工程经验，对碾压混凝土筑坝技术进行了探讨，并对该工程施工中所使用的质量控制方法提出了一些看法。

宜兴抽水蓄能电站；上水库；碾压混凝土；施工

1 概 述

宜兴抽水蓄能电站位于江苏省宜兴市西南郊的铜官山区，是一座纯调节抽水蓄能电站，由上水库、下水库、地下发电厂房、中控楼群及其它辅助建筑工程构成。

上水库碾压混凝土副坝(即上水库副坝)位于上水库西北山垭处，坝轴线方位角为N44°7′41″E，外临1#、2#永久公路，坝顶两端与环库公路相连。作为上水库主要挡水建筑，与钢筋混凝土面板混合堆石坝和库周山岭合围而形成上水库。

2 碾压混凝土配合比设计及原材料

2.1 碾压混凝土配合比的设计要求及原则

2.1.1 碾压混凝土配合比的一般设计要求

根据碾压混凝土施工要求，在混凝土配合比设计中，除需满足坝工设计规定的物埋力学指标外，特别要注意以下几个问题：

(1)为了确保大坝采用连续浇筑方法施工时浇筑层界面具有较好的胶结质量和防渗性能，混凝土要有足够的胶凝材料和较富余的砂浆量；

(2)为简化温控措施、改善坝体温度应力，以利于不设纵缝和少设横缝，混凝土中的水泥用量不宜过大；

(3)要有适当的稠度和可碾性；

(4)要有较长的初凝时间，以适应较高气温条件下混凝土连续铺筑。

2.1.2 碾压混凝土配合比的一般设计原则

根据上述主要因素，碾压混凝土配合比设计形成了以下原则：高掺粉煤灰、低水泥量、中等胶凝材料，低VC值。

2.2 原材料的选用与分析

配合比参数的优选：

(1)水灰比：根据碾压混凝土强度和VC值要求，将机口VC值控制在5～12 s范围内，水胶比选用在0.45～0.6范围内。

(2)胶凝材料：粉煤灰最优掺量F/(C+F)及总胶凝材料用量(F+C)由粉煤灰质量、碾压混凝土强度、可碾性、耐久性、经济性等因素作综合考虑。水泥采用425#级普通硅酸盐水泥，粉煤灰采用Ⅰ级粉煤灰，而粉煤灰掺量一般占总胶凝材料的30%～60%。具体情况如下：三级配碾压混凝土的胶凝材料用量应不低于150 kg/m3，其中水泥熟料不低于55 kg/m3；二级配碾压混凝土的胶凝材料用量不低于190 kg/m3，其中水泥熟料不低于95 kg/m3。

(3)粗骨料：根据粗骨料中的大、中、小不同比例进行振实容重试验所获得的资料并考虑使混凝土骨料分离问题得以改善，选用大石∶中石∶小石=3∶4∶3。粗骨料采用洁净、质地坚硬的砂岩，最大粒径不大于80 mm，含泥量<1%，不得有泥团和其它杂质。

(4)细骨料：采用不含风化、软弱颗粒的砂岩人工砂，细度模数在2.4～2.8之间。砂中石粉(d≤0.16 mm)含量为10%～22%，含泥量<3%，将含水量控制在6%以内，级配良好。

(5)砂率(s/a)：根据试验，在砂率为35%～37%时，碾压混凝土的振实容重较大，分离较小，最终选用36%～37%的砂率。

3 碾压混凝土施工

施工工艺：

(1)碾压混凝土生产。

碾压混凝土由主拌和楼和辅助拌和楼共同拌制。主拌和楼设置一台2.5 m3强制拌和机，正常生产能力一般为75 m3/h，辅助拌和楼设置两台750型自落式拌和机，正常生产能力一般为25 m3/h，则混凝土总生产能力可达100 m3/h。而副坝最大仓位面积约1 800 m2，按每30 cm铺筑一层，则每铺1层需混凝土540 m3。按拌和楼综合生产能力计算，该混凝土量可于5.4 h内拌和完成。由于在碾压混凝土中添加了高效缓凝减水剂，混凝土缓凝时间延长至约12 h。由此可见，拌和楼的生产能力完全能满足混凝土施工强度要求。

(2)混凝土运输。

按照混凝土施工最大强度考虑运输车辆，主拌和楼配置了8辆20 t自卸车，辅助拌和楼配置了3辆20 t自卸车，即最终采用11辆20 t自卸车承担混凝土运输工作。混凝土施工强度减小时，可考虑减少运输车辆。

(3)仓位划分。

充分考虑坝体分缝及内部结构布置，结合施工设备的生产能力和施工顺序安排，副坝坝体碾压混凝土浇筑按层、段分仓。将整个碾压混凝土划分为17层浇筑，即除第一层(高程441.8～444.8 m，厚3 m)和最上面一层(高程471.8 ～ 473.2 m，厚1.4 m)外，其余的中间层层厚均为

1.8 m。每层再从④、⑤坝段的坝体横缝处(副坝0+110.00)分为左坝(①～④坝段)、右坝(⑤～⑧坝段)两段浇筑。

(4)混凝土入仓。

副坝碾压混凝土施工主要采用两种入仓方式。

①方式一。

高程446.4 m以下碾压混凝土采用“皮带运输机+负压溜槽+自卸车”的入仓方式浇筑，自卸车先将混凝土运至皮带机处，卸入皮带机受料斗，碾压混凝土经皮带机转运至负压溜槽，再由负压溜槽卸入仓内，然后经布置于仓内的两辆自卸车二次转运至具体施工面。

由于坝体中部布置有横向的坝基廊道，在施工高程444.8 m以下碾压混凝土时，溜槽需先布置于左坝下游侧完成左坝高程440.8～444.8 m范围内的混凝土施工。

该入仓方式中间环节较多，机械设备投入大，操作管理人员和时间耗费大，设备故障率也相应增多。经过多次倒运后，混凝土质量亦受到影响。此外，负压溜槽输送系统安装于斜坡面，负压溜槽必须随副坝施工进度不断调整出料端高程，使之与仓位相适应，从而增加了碾压混凝土施工不连续的环节，也增加了坡面施工和高空作业等，易出现安全隐患。

②方式二。

高程446.4～473.2 m之间的碾压混凝土施工采用“自卸车直接入仓”的入仓方式浇筑。高程461.4 m以下的碾压混凝土施工与副坝下游堆石料回填施工交叉进行。对于高程461.4～472.3 m之间，在副坝下游侧堆石料回填区修筑了两条斜道供碾压混凝土入仓使用；在高程472.3～473.2 m之间，开通了左右两坝头道路以供混凝土入仓使用。

自卸车将混凝土直接运输到仓内并卸在具体的施工部位上，运输中不倒运。仓外设车辆清洗处，进仓前对自卸车进行清洗，以保证自卸车不污染仓面。

该入仓方式机械设备和操作人员投入少，节约了能耗和人工，减少了施工工序，降低了施工难度，提高了工作效率并减少了骨料集中的现象和混凝土暴露的时间，有利于提高施工质量。

(5)摊 铺。

由于靠近模板或墙体的混凝土无法使用机械设备进行铺平，全部以人工的方式进行铺洒。仓内模板、周边墙体、已碾压完毕的混凝土等部分分别设置层厚控制标记和标杆，以保证摊铺厚度为35 cm。平仓设备为“山推160” 型推土机。推土机应尽力控制每次碾压混凝土的厚度和平整度。

(6)碾 压。

碾压方法：碾压混凝土采用薄层碾压的施工手段进行混凝土浇筑施工，压实厚度为30 cm。

采用XD120串联式振动压路机进行碾压，起振力为140 kN，振动频率为30～45 Hz，振 幅 为

0.8 mm，行走速度为1～1.5 km/h。根据碾压试验结果，采用“静碾2遍+振动碾压6遍”的方法进行碾压。振动碾的碾轮宽度即为一个碾压条带。每一个碾压条带完成“2+6”的碾压过程后进入下一条带的碾压。碾压作业采用搭接法，相邻碾压条带间的搭接宽度为15～20 cm，端部搭接宽度为1 m。碾压方向平行于坝轴线。对于碾压不到的边角以及溜槽排架占据部位，使用平板振捣器和电动冲击夯分2层夯实。

(7)变态混凝土施工。

B区域碾压时预留出变态混凝土范围(宽50 cm)不碾压。变态混凝土施工采用人工挖槽并往槽内注浆，注浆完毕用挖槽掏出的碾压混凝土回填沟槽，再振捣密实、均匀。变态混凝土施工严格控制净浆的配合比以及净浆的掺加量。

(8)成 缝。

坝体横缝采用切缝机捣切形成。切缝机刀片长25 cm，切入深度不小于20 cm，而每一碾压分层压实厚度为30 cm，即切缝机并没有将每一碾压分层完全切断，但这并不影响成缝效果。该造缝方法和天生桥二级水电站主坝碾压混凝土施工中采用诱导孔成缝的方法是一样的原理(即人工制造出混凝土的应力薄弱点，由于坝体内部应力作用使混凝土在应力薄弱点自行裂断，最终形成完整的坝体横缝)。

摊铺碾压结束后进行切缝施工，每铺筑一个分层随即切缝一次，切缝时，沿坝体横缝拉设通线，以保证切缝位置准确。切缝时，彩条布随切缝机刀片插入混凝土。彩条布将阻止碾压混凝土重新结合而导致造缝失败。

(9)缝面处理。

江苏宜兴抽水蓄能电站上水库碾压混凝土副坝基础常态混凝土共布置七条坝体横缝，不设纵缝。为保证结构统一，坝体碾压混凝土分缝与基础相适应，也设置了七条坝体横缝，不设纵缝，采用切缝机切缝的方法成缝。

(10)混凝土。

副坝碾压混凝土强度等级设计参数见表1。

表1 副坝混凝土强度等级表

(11)混凝土的保湿与降温。

江苏宜兴进入5月以后，日最高气温会出现高于25 ℃的时段；而进入11月以后，日最低气温会出现低于5 ℃的时段。对此，采取了相应措施对混凝土浇筑过程进行降温和保温。降温和保温措施从混凝土生产、运输和仓位施工三个环节着手。

拌和站开启混凝土拌和水制冷机以降低拌和水温度，使混凝土出机口温度保持在10 ℃左右。

运输混凝土的自卸车拖箱加盖白色的土工布，防止太阳光直射而导致的混凝土水分损失和温度升高。

在仓位上游侧和下游侧各布置3个喷雾器，对全仓喷洒细雾进行保湿养护并降低仓面温度。副坝配置的处理混凝土毛面的冲毛机也可以制造出高质量的细雾。冲毛机枪头移动方便灵活、管路长，可以较方便地布满整个仓面，可用冲毛机替代喷雾机进行保湿降温。

4 结 语

笔者结合江苏宜兴抽水蓄能电站上水库碾压混凝土副坝结构特点，对碾压混凝土施工过程进行了简述，具有一定的局限性。但是，该坝体施工技术对同类型的小型碾压混凝土挡水坝施工具有一定的参考价值。

夏青鹏(1966- )，男，湖北罗田人，项目经理，高级工程师，从事水利水电工程施工技术与管理工作.

(责任编辑：李燕辉)

国际标准化组织(ISO)

国际标准化组织(ISO)是世界上最大、最权威的综合性国际标准组织，现有164个成员国(地区)。中国于1978年加入ISO，并在2008年10月召开的第31届ISO大会上正式成为常任理事国。2013年9月20日，在第36届ISO大会上，时任中国标准化专家委员会委员、国际钢铁协会副主席、鞍钢集团公司总经理张晓刚成功当选ISO主席，这是ISO成立66年以来中国人首次担任这一国际组织的最高领导职务。

2017- 04- 10

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