（云南华电金沙江中游水电开发有限公司梨园发电分公司 云南昆明 650100）
1.工程概况
梨园水电站枢纽主要由混凝土面板堆石坝、右岸溢洪道、左岸泄洪冲沙洞、左岸引水系统、地面发电厂房等建筑物组成。混凝土面板堆石坝坝顶高程1626.00m，坝基最低高程1471.00m，最大坝高155m。坝顶长525.328m，坝顶宽12m，坝底最大宽度455m。坝顶上游侧设4.2m高混凝土防浪墙，墙顶高程1627.20m。
大坝上游主要防渗结构为钢筋混凝土防渗面板。面板底部高程1472m，顶部高程1623m，面板总面积为87590m2，分两期施工，其中Ⅰ期为32块，Ⅱ期为45块。面板只在高程1555m处设1条水平施工缝，其它部位不设水平缝。面板顶部厚度0.4m，底部（EL.1471m高程）最大厚度约0.81m（法向）。面板混凝土设计指标为：抗压强度等级C25、抗渗等级W12、抗冻等级F100，极限拉伸值 不小于100× 。
面板共分两期施工，Ⅰ期面板顶部高程EL.1555m，Ⅱ期面板顶部浇筑高程EL.1623m。Ⅰ、Ⅱ期面板均以目前坝顶EL.1623m作为施工平台，混凝土浇筑时采用从坝顶通过溜槽一次输送至仓面的入仓方式（坝顶至仓面最大斜长距离261.26m）。
2.面板混凝土配合比试验研究
根据梨园水电站大坝面板混凝土重要性和特殊性，梨园发电分公司组织参建单位及特邀专家（见附件）召开了多次面板混凝土配合比专题会议，以解决面板混凝土配合比设计技术重点和施工中遇到的难点：①面板混凝土设计指标对极限拉伸值、抗渗、抗冻、抗裂性能要求较高，既要满足设计强度等技术要求，又要满足大坝面板混凝土的耐久性、抗裂防渗性能要求；②最大限度降低混凝土的水化热和绝热温升值，减少混凝土温度裂缝的可能性；③在恶劣的环境气候条件下（电站所处干热河谷，光照充足、紫外线特强、气候炎热干燥、蒸发量大、昼夜温差大、风大等不利因素），混凝土拌和物具有良好的和易性，且满足滑模施工要求（溜槽一次输送至仓面的最长距离261.26m，为国内已建或在建面板堆石坝中面板施工的最大斜长），既保证混凝土不离析，同时又要保证易振捣密实。
2.1掺缓凝高效减水剂的配合比试验
试验采用永保中热42.5级水泥、曲靖Ⅰ级粉煤灰、左岸人工骨料及聚丙烯纤维，进行江苏博特、浙江龙游缓凝高效减水剂、引气剂的混凝土性能试验研究，二级配石子级配比例为小石∶中石=50∶50，考虑到萘系减水剂的坍落度损失、现场施工气候干燥、风速较大、水分散失快等特点，试验时坍落度按70～90mm控制，引气剂掺量根据混凝土含气量达到3.5～4.5%为准。同时，采用工地右岸骨料加工系统市场的骨料对其中1-2个混凝土配合比进行复核试验，以便于工地混凝土拌和系统的生产组织。
通过对掺聚丙烯纤维混凝土的粉煤灰不同掺量、不同胶水比与混凝土抗压强度、极限拉伸值关系试验研究，确定混凝土配合比参数。面板混凝土配合比设计试验时以极限拉伸值、抗渗等级、抗冻等级作为混凝土配合比参数选择的首要指标。
通过大量试验研究，确定配合比试验参数：
（1）纤维掺加最佳方案为：粗骨料+纤维搅拌30秒，再加砂+胶凝材料搅拌30秒，最后加水+外加剂搅拌180秒。
（2）面板混凝土掺用20%粉煤灰、外加剂掺量0.65%较为合适；以0.45水胶比为基准，掺10%粉煤灰、20%粉煤灰的砂率分别为39%、38%时能满足混凝土和易性、坍落度要求。
（3）混凝土中掺用博特、龙游外加剂，掺10%、20%粉煤灰时，用水量为125kg/m3、123kg/m3；掺10%、20%粉煤灰+0.9 kg /m3聚丙烯纤维时，用水量为135kg/m3和133kg/m3，所测的坍落度都能满足规定值及施工要求。
（4）相同配合比参数时，在混凝土中分别采用左、右骨料，博特、龙游外加剂进行交叉组合试验后，提出混凝土性能试验结果均可满足设计指标和施工要求。采用缓凝高效减水剂材料的初选混凝土配合比见表2.1.1-1。
⑸设计技术指标修改后初选混凝土配合比。中国水电顾问集团昆明勘测设计研究院对面板混凝土设计技术指标进行了调整，由原28d极限拉伸值＞100× 修改为180d极限拉伸值＞100× 。按设计要求修改后，经过试验，推荐初选混凝土配合比见表1～表2.1.2-3。
注：1、本配合比中减水剂为博特、龙游缓凝高效减水剂和博特、龙游引气剂。
2、引气剂掺量为室内试验值，混凝土生产中，引气剂的实际掺量以机口的含气量达到3.5%～4.5%为准。
3、龄期修改后180d设计混凝土极限拉伸值＞100×10-6。
2.2掺缓凝高性能减水剂的配合比试验
为了尽可能减少混凝土中水泥用量，降低水泥水化热温升，减少施工中温度裂缝，根据大坝面板设计技术要求，梨园分公司决定对采用缓凝高效减水剂的面板混凝土初选配合比进行进一步优化。根据国内高性能减水剂发展、应用现状，并借鉴其它工程实践经验，确定选用适应性较好的缓凝高性能减水剂代替萘系缓凝高效减水剂作为面板混凝土施工时的外加剂，同时按照设计要求将掺聚丙烯纤维改为掺聚乙烯醇（PVA）纤维，进行混凝土施工配合比优化试验。
试验采用永保中热42.5级水泥、曲靖Ⅰ级粉煤灰、左岸人工骨料，博特、龙游缓凝高性能减水剂、引气剂，以及聚乙烯醇纤维。二级配石子级配比例为小石∶中石＝50∶50，坍落度按70～90mm、50～70mm控制，引气剂的掺量根据混凝土含气量达到3.5～4.5%为准。
（1）通过试验优选江苏博特JM-PCA缓凝高性能减水剂进行面板混凝土配合比试验。
（2）在同一试验条件下、相同混凝土配合比参数、二级配、控制出机口混凝土含气量、坍落度基本一致的情况下，掺聚乙烯醇纤维比掺聚丙烯纤维混凝土的综合性能约提高7%左右,掺江苏能力聚乙烯醇纤维较掺其他厂家聚乙烯醇纤维的混凝土综合效果为好。
（3）根据设计技术要求，在综合分析掺萘系高效缓凝减水剂混凝土配合比设计试验结果、高性能减水剂基础上，拟定掺用聚羧酸缓凝高性能减水剂、聚乙烯醇纤维的面板混凝土混凝土配合比试验参数。掺聚羧酸缓凝高性能减水剂、聚乙烯醇纤维的试验配合比见表2。
2.3面板混凝土浇筑工艺性试验
为确保面板混凝土施工质量，验证混凝土施工配合比现场环境条件下的适用性，验证施工方案的合理性，检验拌和、运输、浇筑、养护各环节的协调、配合情况，通过现场工艺试验确定最佳混凝土配合比参数、运输方式及浇筑方法，为面板混凝土施工提供可靠依据，在现场进行了面板混凝土浇筑工艺性试验。鉴于工程所所处干热河谷，光照充足、紫外线特强、气候炎热干燥、蒸发量大、昼夜温差大、风大等不利环境条件，现场试验时采用了不同坍落度混凝土进行浇筑。通过试验确定最佳运输方式及浇筑方法，具体体现如下：
（1）绿色通道化管理：对运输大坝混凝土车辆统一编号、挂牌，实行优先进入混凝土拌和楼、优先生产混凝土、优先放行，采用自卸车运输，每车运输3m3混凝土，尽量减少混凝土中转时间，最大限度降低温升和保证混凝土和易性；
（2）信息化管理：生产人员、运输人员、浇筑人员信息互联互通，保证混凝土及时生产、及时运输、及时入仓、最大限度降低混凝土停留时间；
（3）原材料加密检测：按照设计文件和《水工混凝土施工规范》对原材料检进行检测外，还对砂石骨料含水率、外加剂浓度加密检测，同时加大冷却生产系统的监管；
（4）混凝土拌和物精细化管控：根据当地当天天气状况，在满足《水工混凝土施工规范》混凝土坍落度允许偏差以内。在保证混凝土和易性的情况下，分时段控制混凝土出机口坍落度，即0时至6时、晚上19时至24时机口坍落度按照下线值控制; 早上6时至8:30时、下午17时至19时机口坍落度按照中值控制; 8:30时至17时出机口混凝土坍落度按照上线值控制。
（5）混凝土采用溜槽入仓，最大斜长达261.26m条件下，面板施工技术困点和难点（从大坝1623m高程平台至Ⅰ期施工面板），考虑到溜槽较长，主溜槽每隔10m设置一道挡板，并将溜槽设置成弧形，保证混凝土骨料不分离、不离析、和易性好、易振捣密实；
（6）人工进行平仓，仓面表面基本平整后，采用插入式振捣器振捣，振捣器保持近乎直立位置操作，振捣上层时，将振捣器插入下层50cm左右，以加强上、下层的结合；
（7）混凝土面抹面完后立即对混凝土面喷洒养护密封剂，并马上覆盖塑料薄膜，接近混凝土初凝时再覆盖土工布片，加强对混凝土保温和保湿养护。
通过二次工艺性试验表明，采用上述施工配合比以及质量控制措施，最大限度减少混凝土运输、中转、停留、入仓时间（混凝土从开始生产到入仓，最快时间为8min左右），提出的施工配合比能满足混凝土连续浇筑要求，能提升施工进度，能够保证混凝土拌和物有良好的和易性，混凝土易振捣密实，有利于提高混凝土实体质量。
2.4大坝面板优化混凝土施工配合比
根据大坝面板混凝土现场浇筑工艺性试验、以及前期混凝土施工配合比室内试验成果，为满足现场气候、环境条件下所采用使用方案的施工质量、进度控制需要，对掺高性能减水剂、聚乙烯醇纤维的面板混凝土施工配合比进行室内优化复核试验。
混凝土配合比优化复核试验保持水胶比0.45不变、坍落度按照30～50mm控制。复核试验配合比参数见表2.4.1-1。
3现场施工情况
3.1分期分块施工
大坝一期面板高程范围EL.1471m～EL.1555m，共32块（每块12m宽），最长块面板142.88m。浇筑顺序：以J26垂直缝为中心线，向左右岸两侧浇筑，左右岸分别设两套滑模。
大坝二期面板高程范围EL.1555m～EL.1623m，共45块（40块为12m宽，4块为9m宽，1块为10.2m宽），最长块面板116.99m。浇筑顺序：以J27垂直缝为中心线，向左右岸两侧浇筑，左右岸分别设两套滑模。
3.2混凝土水平和垂直运输
（1）混凝土水平运输采用12t自卸汽车，每车运输3方混凝土，运输过程中自卸汽车覆盖遮雨（阳）布。
（2）综合两次工艺性试验成果，面板混凝土垂直运输采用溜槽入仓。考虑到溜槽较长（最大长度261.26m），为保证面板混凝土不离析，和易性好，主溜槽每隔10m设置一道挡板可防止飞石滚落，并将溜槽设置成弧形，避免混凝土“直冲”，有效地起到了安全防护作用。见图1、2.
3.5面板混凝土养护与保护
（1）为防止面板混凝土因内外温差过大和水分流失引起混凝土裂缝，面板混凝土采用喷洒养护密封剂、覆盖及长流水相结合的方式进行养护。进行不间断潮湿养护，高温季节用长流水养护，保证土工布处于湿润状态，并养护至水库蓄水。
（2）在混凝土面抹面完后立即对混凝土面喷洒养护密封剂，并马上覆盖塑料薄膜，接近混凝土初凝时再覆盖土工布片。根据面板施工进度，在覆盖好土工布片后，适时用φ14钢筋编成纵横4.0×5.0m网格压在上面，钢筋网固定牢固，以防止土工布片被风掀起。
（3）面板施工期间，遇有大风等恶劣天气时，对已浇筑混凝土及时覆盖保温，加强洒水养护。见图3.5-1。
4配合比的应用效果
4.1经济效益对比分析
面板混凝土配合比经过梨园发电分公司和工程质量试验检测中心大量在室内试验研究和现场工艺试验基础上提出，面板混凝土配合比在采用当地原材料（42.5级水泥）情况下，配合比满足设计技术要求和现场施工条件，与同类型、同等规模的龙马桥、引子渡、积石峡、老挝南立1-2、紫屏铺、董箐、双沟水电站面板混凝土配合比相比较有着一定的技术优势，具有良好的经济效益和社会效益。具体体现如下：
1、经济效益。按照梨园水电站面板总面积为87590m2、浇筑混凝土总量52792m3情况下，梨园水电站面板与上述电站面板相比较，采用各自施工配合比，大约节约胶凝材料1795～6393吨、平均值3104吨；节约费用1239452元～4414635元、平均值2827043元（胶凝材料价格按照运输至工地：水泥700.35×0.8＋粉煤灰651.28×0.2＝690.53元/吨计算）；
2、环保效益。按照上述节约胶凝材料数量估算，大约减少二氧化碳排放量917吨～3267吨、平均值1586吨（参照国际标准：每生产1吨水泥大约排放0.511吨二氧化碳）。
4.2混凝土裂缝检查
2014年8月31日，在坝前铺盖料（1A料）回填前，业主、设计、监理及施工单位相关人员对一期、二期面板进行了混凝土裂缝检查，一期面板共发现了14条裂缝；二期发现了5条裂缝。
4.3大坝渗漏量检测
2014年11月10日，梨园水电站下闸蓄水，2015年5月16日库水位上升到高程1617.3m，基本达到设计正常蓄水位1618m。截止2017年2月，坝后量水堰观测到的渗漏量28L/S左右，对应库水位高程1610m左右。大坝面板经过二年的挡水和防渗检验，与同类型面板相比梨园大坝渗漏量较小，防渗效果良好。具体渗漏量检测结果详见图4.
5结语
根据面板混凝土配合比室内试验研究成果以及面板混凝土的成功浇筑应用，可总结如下：
（1）面板混凝土配合比受骨料、胶凝胶材限制；结合当地天气状况，并对缓凝高性能减水剂、聚乙烯醇纤维进行优选，根据工程浇筑条件，选择了较低坍落度、低胶水比的施工配合比参数，实现用水量、胶凝材料用量均较低，为温控和减少浇筑混凝土的裂缝起到关键性作用，也体现了配合比参数的先进性。
（2）当地恶劣的天气状况和最大浇筑斜长达261.26m是面板施工中技术重点和难点，梨园发电分公司对工程实行科学设计、精细管理、精心施工，最大限度减少混凝土运输、中转、入仓时间，既能满足混凝土浇筑连续性，又能加快施工进度，同时保证混凝土拌和物有良好的和易性，不仅满足滑模施工要求，而且还能提高混凝土实体质量。
（3）根据对拌和楼、现场混凝土抽检结果，混凝土设计龄期抗压强度均满足设计技术要求，最低值达到设计标准值的112.8%；混凝土抗压强度保证率高达99.9%、抗渗等级、抗冻等级、极限拉伸值等主要性能指标检测结果满足设计技术要求，面板工程实体质量优良。
（4）通过与同等规模、类型的水电站相比较，实现中国华电集团公司、云南华电金沙江中游公司梨园发电分公司开发水电的目标，即经济水电、绿色水电、安全水电、质量水电、和谐水电，配合比既经济又环保，与同等规模、类型的水电站采用的配合比相比较具有显著的优势。
（5）面板混凝土浇筑完后，经过二年大坝面板挡水和防渗检验，大坝渗漏量基本稳定在28L/s左右，与同类型面板相比渗漏量较小。面板混凝土为大坝面板挡水和防渗起到了关键作用。
综上所述：面板混凝土浇筑完后面板混凝土裂缝少，相比目前国内同类型面板混凝土配合比参数先进、施工过程控制精细、工程实体质量较优、经济效益高、环保效果较好，受到蓄水安全鉴定组专家、质量监督总站专家一致好评。为以后同类型、同规模的面板混凝土配合比值得借鉴或推广，取得了良好的社会效益。
论文作者:林俊峰,梁志林
论文发表刊物:《电力设备》2017年第9期
论文发表时间:2017/8/2
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