中国水利水电第四工程局有限公司 810007
摘要：小湾水电站混凝土双曲拱坝坝体混凝土方量巨大，其施工工期紧、强度高。其中，边坡坝段为小湾拱坝施工的关键线路，具有施工工序多、干扰大等特点。水电四局小湾项目部通过摸索和实践，建立、健全了一套行之有效的施工体系，有效地保证了边坡坝段的施工进度。
关键词：小湾水电站 边坡坝段 施工 综述
1 概 述
小湾水电站混凝土双曲拱坝坝高294.5m、坝体总方量接近900万m3，分为44个坝段。水电四局有限公司小湾项目部承建右岸R1～R23共23个坝段，其中R18～R23号为河床坝段，其余坝段均为边坡坝段。由于小湾水电站主坝为混凝土双曲拱坝，而拱坝边坡坝段的施工须待相邻坝段浇筑至横缝才允许下一坝段开面，使得边坡坝段基岩面部位仓号的施工对大坝的施工进度有较为重要的影响。通过对大坝施工关键线路及现场施工情况的分析，认为主坝施工的关键线路已由河床坝段的施工及金结设备的安装转变为岸坡坝段的施工；因此能否解决好边坡坝段的施工将对大坝总体的施工进度产生重要影响。
2 施工分层
大坝各边坡坝段基岩面仓号均属基础约束区部位，招标文件要求根据时段的不同，这些部位的混凝土浇筑层厚分别有1.0m、1.5m、2.0m三种形式，同时还要求各边坡坝段基础约束区仓号必须短间歇薄层上升。在施工初期，除第一层仓号按照3m层厚浇筑外（由于各坝段长宽比较大，第一层按照1.5m层厚浇筑将产生一个较小的三角体，此三角体的受力情况不佳，因此各边坡坝段第一层仓号均按照3m层厚浇筑，以形成一个体积较大的浇筑块），其余基础约束区仓号均按照1.5m层厚浇筑。通过总结经验，发现1.5m层厚施工对岸坡坝段施工进度影响较大，因此，为确保大坝的节点工期目标，经过充分论证，岸坡坝段基础约束区部位的施工分层调整为3m层厚，以加快边坡坝段的施工进度。
3 冷却水管布置
3.1 冷却水管布置原则
在原招标方案中大坝冷却水管均采用塑料冷却水管，布置间距1.5m×1.5m（水平间距×垂直间距）。施工过程中，由于基础约束区温控要求严格，且基础约束区浇筑分层厚度改为3m，对冷却水管布置间距进行了调整，强基础约束区为1.5m×1.0m（水平间距×垂直间距），弱基础约束区为1.0m×1.5m（水平间距×垂直间距），脱离基础约束区后，布置间距仍为1.5m×1.5m（水平间距×垂直间距），各层冷却水管均垂直水流方向布置。冷却水管材质采用内径28mm，外径32mm的HDPE冷却水管。
第一层冷却水管布置在仓面水平施工缝面，后两层冷却水管分别在第二个和第四个坯层浇筑完成后布置。施工中发现，布置在施工缝面的第一层冷却水管易被振捣平仓设备压坏，因此通过研究，固结灌浆高程以上的仓号需待第一个坯层浇筑完成后，才开始铺设冷却水管，以后的冷却水管顺次上移一个坯层。此项工艺加快了平仓、振捣设备在仓面的运转效率，提高了振捣平仓速度和浇筑强度，同时也减少了冷却水管的破损，使得仓面浇筑工艺有了较大的提高。
3.2 固灌高程以下的冷却水管布置
由于坝基固结灌浆改为有盖重固结灌浆，为保证冷却水管布置准确，施工时，考虑到黑铁管较HDPE冷却水管加固更为容易且浇筑时不易移位，因此固结灌浆高程以下的仓号，第一层冷却水管铺设黑铁管，后两层冷却水管采用HDPE塑料管。其中后两层冷却水管的加固主要采用顺流向每间隔4.5m在冷却水管弯头处的圆弧顶点及两个弯起点位置钻孔埋设3根Φ25钢筋，埋入混凝土30cm，外露长度为220cm，并通过焊接φ14分布钢筋将预埋钢筋形成蛇形柱，用以控制冷却水管的安装位置；同时在直段冷却水管外侧绑扎一根φ14钢筋并间隔3.0m设置φ8“U”形固定锚筋。各坝段固结灌浆完成后，其高程以上的仓号，均采用HDPE塑料管。
4 温控措施
拱坝混凝土温控措施主要有混凝土出机口温度控制，一期、二期冷却通水降温，仓面流水养护及坝面保护措施及合理的施工安排。
4.1 混凝土浇筑温度控制
⑴ 混凝土出机口温度及入仓温度控制
在满足骨料风冷的基础上，通过加冷水或加冰保证混凝土出机口温度。
为避免阳光直射、有效降低仓面温度，根据仓面面积在仓号两侧横缝部位布置了6～8台喷雾机。前期施工时，喷雾机放置在多卡模板上的操作平台上，在转仓时需用缆机将喷雾机逐个吊放在多卡模板上操作平台，吊放完毕后还需逐个安装钢管固定支架，施工时较为繁琐，且大量占用缆机使用时间。经过一段时间的施工，根据现场实际情况对喷雾机进行了多项改进。首先将喷雾机旋转角度改为可旋转180°，同时将喷雾机利用型钢固定在先浇坝段两侧横缝多卡模板竖围檩上。这样即可在起吊模板的同时连同喷雾机整体起吊。相邻后浇坝段浇筑时，可直接旋转喷雾机方向，改造完毕后可大大减少缆机吊运次数，提高了利用率，为仓号浇筑创造了有利条件。
⑵ 仓面保温
仓面保温主要是指高温时段（每年4～9月）对浇筑温度的控制，以保证浇筑温度满足设计要求。在混凝土入仓、平仓及振捣完成后，应及时覆盖保温被，避免阳光直射从而引起温度回升。
4.2 通水冷却
通水冷却措施主要包括混凝土一期、二期冷却。一期冷却的主要目的是消减大坝混凝土初期水化热，控制混凝土初期温度，使其不超过设计允许值；二期冷却主要是使坝体混凝土达到设计要求的封拱灌浆温度，保证接缝灌浆的正常施工。
各仓号的一期冷却在浇筑的同时即开始进行通水。施工前期是根据设计下发的《拱坝混凝土通水冷却施工技术要求》（A版）进行的，在后续施工中，为充分发挥冷水机组的工效，节约用水，并确保一期冷却效果，根据施工前期大坝混凝土闷温测试结果（温度在设计要求下限，通水天数偏长），通过典型坝段进行的个性化通水试验，确定了坝体混凝土最高温度出现时段内的通水流量和后续流量，对坝体混凝土通水冷却方案进行了优化。具体措施包括，在混凝土内部最高温度出现前加大通水流量，削峰后减小通水流量，保证每天降温幅度不超过1℃，并每隔24h对冷却通水的方向进行一次换向，保证降温的均匀性。
二期冷却由于要考虑左、右岸均衡冷却，避免由于同一高程灌区冷却时间不同而使横缝缝面张开度达不到最佳效果，要求上下层灌区阶梯性通水冷却，避免上下灌区温差较大而产生温度裂缝。因此，二期冷却的开始、结束时间由监理统一协调、同步进行。
4.4 合理的施工安排
合理进行施工安排，保证各坝段均衡上升，不出现薄层长间歇，尽量缩短固灌时间，满足各坝段高差要求。
5 模板
项目部所采用的多卡模板面板主要是3.3m×3.0m、3.1m×3.0m两种规格，其中横缝面主要采用3.1m×3.0m，上、下游面主要采用3.3×3.0m，不足的部分采用组合钢模板拼装。多卡模板选用此两种规格主要是因为小湾大坝为双曲拱坝，其横缝面为铅直缝面而上下游面带有一定倾斜度，因此横缝面模板安装时为铅直安装，上、下游面模板安装时须按照大坝上、下游面各高程倾斜角度安装，同时考虑到模板下口的压缝及上口预留一定余量，因此多卡模板在制作时才考虑了两种不同的规格。
图2 半悬臂钢模板背视图（单位：mm）
由于多卡三角架高6.46m（不计操作平台高度），其中下支架高近3m，因此模板在基岩面仓号浇筑时无法使用，即使仓号脱离基岩面，坝体上、下游面可以采用多卡模板，如果相邻坝段高差没有拉开则横缝面依然无法采用多卡模板。
边坡坝段施工时，由于多卡模板下支架高度近3m且各坝段施工初期高差没有拉开，主要采用多卡模板改造成的半悬臂模板、内拉内撑方式。
改造后的模板主要应用在边坡坝段未拉开高差的部位。经过一段时间的使用证明，使用改造后的模板有效加快备仓速度，简化施工程序，为岸坡坝段的快速施工创造了极为有力的条件。半悬臂模板结构图见图2。
6 坝基清撬
小湾拱坝坝基地质条件复杂，表层岩体开挖卸荷松弛现象明显；同时由于拱坝自身的特点，各坝段不能同时开面浇筑，因此两岸边坡建基面开挖后暴露时间较长，其中最长的可达5年。因此，主要在这两方面因素的作用下，建基面处理深度较大，厚度一般在0.5～2m，单个坝段平均岩石清撬量约700m3，建基面仓号的清撬工作量巨大。
针对建基面清理占用时间较长，严重影响边坡坝段施工进度的情况，项目部加大了人员及设备的投入，为大坝建基面的清撬配置了冲击锤、反铲、装载机及自卸车等设备。同时为减少仓号内出渣的难度，自制了10m3渣斗。
经过一段时间的现场施工和摸索，坝基清撬施工已较为熟练，为边坡坝段的施工节约了大量时间，保证了施工进度。
7 结束语
在小湾水电站右岸边坡坝段的施工中，根据小湾特高双曲拱坝的特点，通过实践不断摸索和改进施工措施和施工方法，有力保证了大坝的施工进度及质量，其经验可供类似工程借鉴。
论文作者:王雄武
论文发表刊物:《基层建设》2018年第13期
论文发表时间:2018/7/10
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