田江偉

(西藏開投金河流域水電開發(fā)有限公司，西藏 昌都，854000)

1 工程概況

瓦托水電站工程位于西藏境內(nèi)瀾滄江一級支流金河下游河段上，是金河水電規(guī)劃中的第五個梯級電站，壩址位于昌都市卡若區(qū)列巴村金河下游約2.5km處，在已建金河大壩上游約5km處。瓦托水電站地處高山峽谷地區(qū)，大壩為混凝土重力壩，最大壩高70m，水庫總庫容0.1383×108m3，電站裝機容量50MW，是一座以發(fā)電為主的中型水電樞紐工程。

2 施工總布置

2.1 砂石骨料加工系統(tǒng)

該系統(tǒng)布置于壩址下游約1.5km左岸階地，所處位置地面高程在3298m～3300m之間，主要由超徑石處理、中碎、超細碎及三個篩分車間組成，占地面積約為4.21萬hm2，設計處理能力為300t/h，成品料生產(chǎn)能力為255t/h，成品骨料最大粒徑為150mm。成品骨料由皮帶機輸送至混凝土生產(chǎn)系統(tǒng)，成品骨料堆由6個地面暫存料倉組成，其中包括2個砂倉。

2.2 混凝土生產(chǎn)系統(tǒng)

該系統(tǒng)布置在砂石骨料加工系統(tǒng)旁邊，承擔主體及臨時工程約37.59萬m3的混凝土生產(chǎn)任務。系統(tǒng)內(nèi)設置1座HL115-2F3000型混凝土拌和樓，設計生產(chǎn)能力為120m3/h。水泥和粉煤灰由6個800t水泥罐儲存，其中3個為粉煤灰罐，可滿足混凝土高峰期15d用量。

2.3 施工風、水、電系統(tǒng)

供風系統(tǒng)布置在壩址左岸高程3318m平臺，設置3臺電動空壓機，其中2臺單臺供風能力20m3/min，1臺供風能力40m3/min，通過風管連接后集中供風。

供水系統(tǒng)分別在右岸布置1個150m3水池、左岸布置1個100m3水池，施工高峰最大耗水量約107m3/h。利用離心水泵從河中抽水到水池，再通過鋼管分級運送到各需水部位。

施工用電從35kV施工變電站接取，降壓后向施工區(qū)及其他輔助生產(chǎn)設施供電，同時配置6臺變壓器，變壓器總供電量為3865kVA，滿足主體工程高峰期用電需求。為避免停電等因素造成影響，配置1臺400kW、1臺50kW、1臺20kW柴油發(fā)電機。

2.4 主要大型設備布置

結(jié)合工程實際，該工程主要布置1臺MQ900B門機、1臺MQ600B門機、1臺D1400-84塔機及1臺TC7052塔機。

上游圍堰高程3284m平臺布置1臺MQ900B門機，軌道中心樁號為壩縱0-17.3m，壩橫0+112m～壩橫0+141m；5#壩段壩體內(nèi)(壩縱0+11m，壩橫0+83m)布置1臺D1400-84塔機；下游廠壩之間高程3269m平臺布置1臺MQ600B門機，軌道中心樁號為壩縱0+47.5m，壩橫0+77m～壩橫0+142.1m；廠房后部尾水渠底板(壩橫0+84m，壩縱0+103m)布置1臺TC7052塔機。主要大型設備平面布置見圖1。

圖1 主要大型設備平面布置

3 混凝土施工入倉方式

3.1 重力擋水壩段(1#、2#、7#-10#)

1#、2#壩段為右岸重力壩段，7#-10#壩段為左岸重力壩段。1#、2#壩段采用D1400-84塔機+溜槽聯(lián)合入倉方式；7#壩段采取D1400-84塔機+MQ900B門機+MQ600B門機聯(lián)合入倉方式；8#-10#壩段采取MQ900B門機+MQ600B門機聯(lián)合入倉方式；結(jié)合現(xiàn)場實際，局部采用反鏟入倉作為輔助入倉方式。

3.2 溢流及門庫壩段(3#、4#壩段)

3#壩段為門庫壩段，4#壩段為溢流壩段。3#、4#壩段采用D1400-84塔機+MQ600B門機聯(lián)合入倉。

3.3 發(fā)電廠房壩式進水口壩段(5#、6#壩段)

5#、6#壩段采用D1400-84塔機+MQ900B門機+MQ600B門機聯(lián)合入倉。

3.4 其他部位混凝土

大壩混凝土澆筑主要為大倉面，根據(jù)進度計劃同一天不安排兩個以上大倉號同時澆筑，因此不存在因設備分散而降低入倉強度的情況。

其他包括消力池、廠房等部位，體積較大的倉號均位于基礎層。入倉方式可靈活采取長臂反鏟+溜槽或自卸方式。雖然消力池最大倉面為432m3，廠房最大倉面為2132m3，但對垂直入倉設備要求不高，可采取多種方案解決入倉問題，澆筑強度不受制于垂直入倉設備。隨著廠房澆筑高程上升，廠房倉號方量均較小且主要為二級配混凝土，可考慮采用混凝土泵進行入倉。

4 混凝土施工強度分析

瓦托水電站混凝土重力壩最大壩高70m，壩頂長185m，從右至左分為10個壩段，依次為右岸混凝土重力壩段(1#、2#)、門庫壩段(3#)、溢流壩段(4#)、發(fā)電廠房壩式進水口壩段(5#、6#)、左岸混凝土重力壩段(7#-10#)，主體工程混凝土總量為27.83萬m3，其中大壩混凝土總量為23.42萬m3，廠房混凝土總量為4.41萬m3?；炷潦┕姸确治鲆姳?。

表1 混凝土強度分析

通過分析可知，混凝土施工主要集中于2017年5月-10月，其中2017年6月為混凝土施工強度最高月，施工強度為3.44萬m3。

5 混凝土溫控

5.1 一般要求

本工程需要溫控的混凝土主要指大體積混凝土，主要包括重力壩段、溢流壩段和引水壩段壩體混凝土。

5．1．1 基礎溫差

壩體混凝土允許基礎溫差按表2控制。

表2 壩體混凝土允許基礎溫差 單位：℃

5.1.2 壩體設計允許最高溫度

根據(jù)壩體允許基礎溫差、壩體穩(wěn)定溫度及最高溫度控制標準等，壩體設計允許最高溫度見表3。

表3 壩體設計允許最高溫度 單位：℃

5.1.3 上、下層溫差

當下層混凝土齡期超過28d成為老混凝土時，其上層混凝土應控制上、下層溫差，對連續(xù)上升壩體且高度大于0.5L(澆筑塊長邊尺寸)時，允許老混凝土面上下各L/4范圍內(nèi)上層最高平均溫度與新混凝土開始澆筑下層實際平均溫度之差為18℃。澆筑塊側(cè)面長期暴露時，或上層混凝土高度小于0.5L或非連續(xù)上升時應嚴加上下層溫差控制。

5.1.4 內(nèi)外溫差

壩體混凝土內(nèi)外溫差的控制標準為20℃。

5.1.5 壩體設計允許澆筑溫度

表4 大壩允許的澆筑溫度 單位：℃

5.2 降低混凝土水化熱溫升

混凝土在滿足合同及施工圖紙規(guī)定各項指標(強度、耐久性、抗裂等)要求下，優(yōu)化混凝土配合比設計，采取綜合措施，減少混凝土單位水泥用量。

5.3 降低混凝土入倉澆筑溫度

(1)降低骨料入倉溫度，通過地弄取料、搭涼棚或噴霧降溫等措施。

(2)粗骨料采用風冷降溫，同時需防止骨料凍倉。

(3)為防止溫度回升，骨料從冷卻倉到拌和樓的傳送過程采取隔熱、保溫措施。

(4)混凝土拌和時，采用冷水或加片冰(或冰屑)等降溫措施，并通過試驗適當延長拌和時間。

(5)高溫季節(jié)運送混凝土設隔熱遮陽措施，縮短混凝土運輸和曝曬時間。

(6)采取噴霧降低倉面溫度。

(7)調(diào)整混凝土澆筑時間，高溫季節(jié)混凝土澆筑盡量安排在夜間施工，基礎部位混凝土盡量安排在有利季節(jié)施工。

5.4 降低壩體內(nèi)外溫差

為降低壩體內(nèi)外溫差，防止或減少表面裂縫，在低溫季節(jié)前將壩體溫度降至設計要求的溫度。

5.5 控制澆筑層最大高度

大壩基礎約束區(qū)和老混凝土約束部位混凝土澆筑層高不大于1.5m，脫離基礎約束區(qū)澆筑厚度不大于3m，局部位置(如廊道處)根據(jù)結(jié)構(gòu)適當調(diào)整。當上、下澆筑層間歇時間超過28d時，下層混凝土按照老混凝土處理。

5.6 混凝土表面保護措施

在低溫和氣溫驟降季節(jié)，應對混凝土表面進行早期保護。施工期大壩頂面臨時保溫采用2cm聚乙烯保溫被進行臨時保溫，其等效放熱系數(shù)不大于260kJ/(m2·d·℃)；施工期大壩上、下游面臨時保溫采用4cm擠塑型聚苯乙烯板(XPS板)進行臨時保溫，其等效放熱系數(shù)不大于100kJ/(m2·d·℃)。

工程施工冬季間歇期間(12月-次年2月)需對越冬面進行保溫。大壩越冬頂面保溫措施：首先鋪設一層塑料薄膜(厚0.6mm)，然后在其上部鋪設三層2cm厚聚乙烯保溫被，最后鋪設一層三防帆布；大壩越冬側(cè)面保溫措施：首先在越冬側(cè)面鋪設一層塑料薄膜(厚0.6mm)，然后再鋪設一層4cm厚XPS板，最后再鋪設一層三防帆布。

廠房保溫措施：在混凝土振搗密實后立即覆蓋2cm聚乙烯保溫被。

對已澆好的底板、護坦、閘墩、孔洞等部位，在進入低溫和氣溫驟降頻繁的季節(jié)前，應將空腔封閉，并進行表面保護。

在氣溫變幅較大的季節(jié)，長期暴露的基礎混凝土及其他重要部位的混凝土必須加以遮蓋保護。

根據(jù)混凝土強度、混凝土內(nèi)外溫差確定拆模時間，避免在夜間或氣溫驟降時拆除模板。

5.7 通水冷卻

該工程在5月-9月份澆筑壩體混凝土時需進行通水冷卻。壩體內(nèi)部冷卻水管在壩內(nèi)按蛇形并垂直水流方向布置，冷卻水管布置間距根據(jù)溫控計算確定為1.5m×1.5m(層間距×水平間距)。

(1)初期冷卻：混凝土澆筑開始后通水，通水水溫為10℃～12℃，通水時間為15d～20d，混凝土溫度與水溫之差不超過20℃，通水流量按1m3/h～1.5m3/h控制，每24h改變一次水流方向，使混凝土塊體均勻冷卻，冷卻時混凝土日降溫幅度不應超過1℃。

(2)后期冷卻：每年10月下旬-11月對當年4月-10月澆筑的壩體混凝土進行后期通水冷卻，將壩體溫度降至設計要求溫度。后期通水冷卻水溫為8℃，混凝土溫度與水溫之差不超過15℃，通水流量按1m3/h～1.5m3/h控制，通水時間為20d～30d，每24h改變一次水流方向，使混凝土塊體均勻冷卻，冷卻時混凝土日降溫幅度不超過0.5℃。

5.8 混凝土表面養(yǎng)護

混凝土表面用濕養(yǎng)護方法，養(yǎng)護期間進行連續(xù)養(yǎng)護以保持表面濕潤，養(yǎng)護到新混凝土澆筑的時候為止。養(yǎng)護用水需清潔，水中無污染混凝土表面的任何雜質(zhì)，對于頂部表面混凝土，在混凝土能抵抗水破壞之后，立即覆上持水材料使混凝土表面保持潮濕狀態(tài)。

模板與混凝土表面在模板拆除之前及拆除期間保持潮濕狀態(tài)，其方法是讓養(yǎng)護水從混凝土頂面向模板與混凝土之間的縫滲流，以保持表面濕潤。

高溫季節(jié)澆筑混凝土時，外界氣溫較高，為防止混凝土初凝及氣溫倒灌，采用噴霧方式降低倉面環(huán)境溫度，噴霧時保證霧狀，避免形成水滴落在混凝土面上。

當水平倉面混凝土初凝后，表面即可進行人工灑水養(yǎng)護，養(yǎng)護時間至上一倉澆筑為止。

6 結(jié)語

瓦托水電站在建設施工過程中，通過采取合適的施工布置和施工工藝，加強施工組織管理，嚴格施工工序，并在施工過程中不斷總結(jié)和改進，最終實現(xiàn)工程提前投產(chǎn)發(fā)電，同時也為高山峽谷地帶水電工程施工積累了寶貴的經(jīng)驗。