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(中國水利水電第十四工程局有限公司，昆明，650041)

碾壓混凝土施工主要根據(jù)不同項目的特性，如工程規(guī)模等級、氣候條件、地形條件、道路布置情況、混凝土施工強度、施工導(dǎo)流防洪、大壩與砂石拌合系統(tǒng)的距離等因素[1]，通過各種方案論證測算比較，借助經(jīng)驗及專家判別，制定適合的混凝土運輸方案。本項目的運輸方案最終采用負壓溜槽與自卸車運輸相結(jié)合的方式，負壓溜槽運用是湖北葛洲壩項目管理有限公司于1992年1月申報的國家專利，專利號：ZL92202468.5，適用于坡度為1∶1～1∶0.75高差0～100m的混凝土運輸方式。

1 工程總體概況

1.1 工程位置及規(guī)模

浩口水電站工程位于重慶市武隆縣南部，重慶市彭水縣和貴州省道真縣交界處，是一座以發(fā)電為主的中型水電樞紐工程。壩址位于烏江南岸芙蓉江下游，重慶市武隆縣浩口鄉(xiāng)浩口村附近的河段上，控制集水面積7400km2。樞紐工程位于芙蓉江河口以上約42km處，電站壩區(qū)距重慶市區(qū)244km，距武隆縣城約57km，距江口23km。電站對外交通條件較好，壩址左岸上下游均有鄉(xiāng)村公路通過，壩址右岸下游也有簡易公路到達。

工程規(guī)模屬Ⅲ等中型工程，樞紐主要建筑物為3級。電站以發(fā)電為主，正常蓄水位352.0m，死水位349.0m，校核洪水位354.69m，總庫容0.89億m3，具有日調(diào)節(jié)能力。水電站裝機容量為135MW(2臺×62.5MW+1臺×10.0MW)，保證出力17.2MW，多年平均發(fā)電量4.5489億kW·h。最大壩高84.5m，壩頂高程356.5m，壩頂長度210.6m，在堰頂設(shè)置5孔13m×21m的溢流表孔。

1.2 水文、氣象條件

1.2.1 水文

芙蓉江全流域面積7886km2，河床平均比降4.81‰，多年平均流量145m3/s，多年平均年徑流量45.7億m3。

1.2.2 氣象

芙蓉江流域?qū)僦衼啛釒Ъ撅L氣候區(qū)，氣候具有明顯的季節(jié)性，受地形和季風等因素的相互作用影響，形成了溫和濕潤的高原山區(qū)氣候。流域降水量較為豐沛，多年平均降水量1110mm。流域內(nèi)年實測最大(1977年)降水量為1889.5mm。

降水量年內(nèi)分配有明顯季節(jié)性，每年4月下旬始至10月份結(jié)束，浩口水電站無實測氣象資料，根據(jù)武隆氣象站統(tǒng)計多年平均氣溫17.3℃。7～8月最高氣溫27.5℃～33.2℃，極端最高氣溫41.0℃，極端最低氣溫-3.5℃(1971年1月29日)，多年相對濕度為78%。

1.3 防洪標準及要求[2]

1.3.1 流量統(tǒng)計

本工程于2015年10月12日截流，工程汛期時段為5月至10月，2016年大壩度汛標準為全年10年一遇(P=10%)頻率洪水，相應(yīng)流量6920m3/s。汛期導(dǎo)流洞和大壩聯(lián)合過流，大壩停止施工。根據(jù)施工進度，2016年汛前(5月前)大壩混凝土需要澆筑至305m高程。

表1 多年各月平均流量

1.3.2 度汛要求

浩口水電站不同時段施工洪水成果見表2。

表2 洪水成果

2 大壩碾壓混凝土運輸方案的擬定

2.1 大壩施工特性

攔河大壩為碾壓混凝土重力壩，壩軸線長210.6m，壩頂高程356.5m，壩頂寬9.0m，最大壩高84.5m，最大壩寬72.10m，建基面高程272.00m。整個大壩分為左、右擋水壩段和溢流壩段，左擋水壩段長64.6m，右擋水壩段長59.0m，溢流壩段長87.0m，堰頂高程331.0m。壩體上游面295.0m～314.1m鉛直，以下為斜坡，坡比1∶0.2；擋水壩段左岸下游面坡比1∶0.725，右岸下游坡面1∶0.675，折坡高程341.5m，溢流壩段下游坡比1∶0.7，大壩從左至右共9個壩段，圍堰類型為過水圍堰，因此大壩一期汛期過水。

2.2 碾壓混凝土運輸方案[3、4]

碾壓混礙土的運輸方案，主要是根據(jù)本工程的工程量、施工強度、道路條件、地形條件、氣候、防洪要求、施工成本等因素綜合考慮而提出。根據(jù)浩口水電站工程藍圖，碾壓混凝土總方量約25萬m3，結(jié)合度汛要求，在2016年汛前(即5月份前)，大壩必須澆筑至305m高程，碾壓混凝土量約13萬m3，而2015年底大壩才能整體開挖完成，而305m高程以下有灌漿廊道、集水井等結(jié)構(gòu)影響，澆筑工序、運輸、鋪料、預(yù)制廊道運輸安裝、鋼筋、模板運輸安裝等施工工序受限制，無法大面積連續(xù)澆筑。為滿足度汛要求，就需要對混凝土的運輸方案做充分考慮。

表3 大壩碾壓混凝土施工計劃參數(shù)(305m高程以下)

根據(jù)上述條件，借鑒國內(nèi)外碾壓混凝土壩的部分施工經(jīng)驗，主要研究了以下三種運輸方案：

方案1：大壩326.0m高程以下和左岸擋水壩段326.0m高程以上，主要采用拌和樓→膠帶機(皮帶洞)→滿管溜槽→自卸汽車入倉；大壩右岸擋水壩段326.0m高程以上，主要采用拌和樓→膠帶機(皮帶洞)→滿管溜槽→膠帶機(跨溢流壩段)→自卸汽車入倉。由于混凝土拌和系統(tǒng)布置于大壩左岸，根據(jù)施工總體規(guī)劃，混凝土拌和系統(tǒng)至大壩左岸設(shè)置一條皮帶洞，而后跨過1#公路上部，然后在1#公路外側(cè)380.0m平臺設(shè)置集料斗，沿大壩左岸壩基開挖范圍布置2條φ600mm滿管溜槽至壩內(nèi)；

方案2：自卸車(自卸車頂部設(shè)計防雨、遮陽自動裝置)→1#壩段→布料機，1#壩段為布料機集料口，取消皮帶輸送洞；

方案3：自卸車(自卸車頂部設(shè)計防雨、遮陽自動裝置)+負壓溜槽運輸方案[5]，采用1#壩段為負壓溜槽集料口，壩體倉面自卸車接料，取消皮帶輸送洞。

通過邀請專家和公司總工到項目進行方案評估，結(jié)合國內(nèi)多個類似項目的運輸經(jīng)驗和本工程特性，分析認為：方案1皮帶輸送洞和布料機成本高，利用率不高，澆筑速度均衡(本工程澆筑強度不均衡)，無法滿足短期高強度施工，布料機桁架受汛期洪水影響較大；方案2布料機成本高、澆筑強度不能滿足施工工期要求，布料機桁架受汛期洪水影響，存在安全隱患，利用率不高，后期立體施工交叉影響較大；方案3以自卸車為主要運輸方式，適合60m以下混凝土運輸優(yōu)點，運輸設(shè)備可以隨工程需要實時增減、機動靈活，拌合系統(tǒng)與大壩距離僅800m，短運輸高效[6]，負壓溜槽造價低[7]、操作簡便、減少V值損失、維護簡便，負壓溜槽位于左岸315m高程以上，以下部分洪水過后接上即可滿足305m高程以下度汛需求，在洪水期間壩面設(shè)備材料可全部撤離，大大降低洪水安全風險。

從澆筑強度、經(jīng)濟效益、防洪安全，大壩距拌合系統(tǒng)距離等因素考慮，最終浩口水電站碾壓混凝土運輸方式采用方案3，305m高程以下利用左岸施工道路，主要利用自卸車澆筑，在入倉外消力池布置高壓洗車系統(tǒng)(對入倉車輛沖洗)，305m高程以上主要利用自卸車與負壓溜槽結(jié)合澆筑，大壩負壓溜槽布置在左岸356.5m～305m高程，全長約為60m，共設(shè)置兩條，溜槽為半圓形，直徑為65cm，與水平面夾角為48°，主要由受料斗、溜槽、桁架、立柱、斜撐、弧門開關(guān)和其他附屬設(shè)施組成。大壩1#壩段原設(shè)計為碾壓混凝土，后根據(jù)施工需要調(diào)整為C20常態(tài)混凝土，在混凝土澆筑過程中需在336m高程預(yù)埋4排I18工字鋼作為4#斜撐基礎(chǔ)，在344.41m和346.52m高程各預(yù)埋4排I18工字鋼作為5#斜撐?；炷翝仓?48.5m高程時預(yù)留3m×4m缺口，作為后期溜槽通道，到351.5m高程收臺預(yù)留5m×5m缺口，用來安裝受料斗，同時在靠下游側(cè)預(yù)留60cm×60cm進人通道，下部焊接受料緩沖斗。

圖1 負壓溜槽斷面

圖2 大壩負壓溜槽結(jié)構(gòu)

3 結(jié)語

浩口水電站大壩于2016年4月23日澆筑至305m高程，達到度汛高程，為后期洪水期間部分項目能正常施工贏得了寶貴時間。本項目選用一次斷流圍堰、隧洞導(dǎo)流方式，截流后第一個汛期由導(dǎo)流洞和大壩聯(lián)合泄流，截流后第二個汛期由導(dǎo)流洞和4個溢流表孔聯(lián)合泄流度汛。導(dǎo)流標準枯期(11月1日至次年4月30日)為10年一遇洪水，相應(yīng)流量為1920m3/s，而2016年5月17日洪水流量達到2276m3/s，在這樣的防洪壓力下，若項目未選擇到最優(yōu)的運輸方案，施工未達到防洪度汛高程，混凝土強度達不到防洪標準，帶來的結(jié)果可能是工期推后一年，最終造成的經(jīng)濟或其他損失會相當大。浩口項目選擇了經(jīng)濟高效的混凝土運輸最優(yōu)方案，在提高了特殊條件下水電工程施工組織設(shè)計水平和決策可靠性的同時，也體現(xiàn)了項目運輸方案的實用價值。

本項目實踐證明：以“自卸車+負壓溜槽”的大壩碾壓混凝土運輸方案是可行的，也是可靠的，滿足項目施工進度及防洪要求。本項目碾壓混凝土運輸方案的正確選擇也積累了成功經(jīng)驗：施工方案的選擇必須根據(jù)項目自身特性，選擇合理的混凝土運輸方式，不能照搬其他項目的運輸方式；項目條件不同，運用的結(jié)果也不同，只能借鑒部分經(jīng)驗制定不同的方案，從中篩選出最優(yōu)方案施工，才能使項目建設(shè)獲得成功。