水利大坝施工实例的探析

胡一鸣

胡一鸣

（浙江省正邦水电建设有限公司310051）

摘要：本文笔者分析了水利大坝工程的施工特征，并结合实例就施工过程中的施工技术进行了深入分析，可供参考。

一、工程概况

本文以浙江省某一水电站拱坝施工为例，详细介绍大坝施工过程中的施工技术及施工工艺，并结合施工技术在工程实际中的应用对大坝混凝土工程的施工技术进行研究。该发电站抵触清河中上游，以民用发电为主，同时对清河下游住宅及耕地起到防洪和灌溉作用，是一座综合型大坝，预计库容量为2.5×109m3。该水库主体大坝为混凝土双曲拱坝，坝高120m，为浙江省目前混凝土最高坝之一，附属建筑有发电厂房、引水洞、通航建筑物、泄洪消能建筑物、挡水建筑物、冲排沙建筑物以及灌溉取水口等。另外，本工程属于改建工程。

二、水利大坝工程施工特征

1项目较多、施工难度较大

该水利工程项目繁多、施工作业面窄小、工程施工难度较高、混凝土的龄期较长。大坝工程的主体工程及分流、导流工程的施工过程相对复杂，施工环境艰苦多变，施工量大、施工周期长。

2混凝土体积庞大，浇筑时升温较快

该大坝工程的混凝土工程浇筑体积较大，在混凝土成型期间对温度控制的要求相对较高，因此施工进度受混凝土温度影响较大，但是，由于大坝在建设期间受大江截流条件的制约，工期不能过长，必须保证在大面积降水前将大坝工程顺利完工，保证周边人民群众的人身和财产安全。

3大型沉井群的施工难度较大

大坝工程中必须设置足够数量的大型沉井群来保证大坝地基的安全稳定，大型沉井群一般由10—15个大型沉井组成，沉井壁厚为2m左右，根据地基情况沉井深度各不相同。对于地基基础相对较差的工程，其沉井数量相对较多，井间间隔相对较小，因此井间干扰较大，为基础工程的施工增加了难度。此外，沉井内部的施工环境相对较差，对施工人员的人身安全存在一定威胁，必须选用安全合理的施工工艺及施工技术。

4大坝周边附属建筑较多，干扰大

大坝主体工程的一期工程与其他工程同时施工，而水库及大坝工程的施工都必须制约基坑的进水，因此都必须在进水之前就达到工程所要求的进度。

三、水利大坝工程主要施工技术研究

1沉井群混凝土施工技术

对于本工程大型水坝，为保证其具有良好的地基基础，减少水流及坝体本身对地基的影响，必须设置大型沉井群来改善其地基条件。沉井群一般包含10多个沉井，沉井深度多为40m—60m不等，沉井的底部必须贯入河道岩石内，入岩深度至少为3m，最大入岩深度为7m。沉井井壁混凝土浇筑多采用定性刚模版，对于高度超过9m的沉井，必须配备两套定型钢模版以保证连续施工。对于经济造价允许的工程也可以考虑使用连续浇筑混凝土的方法，采用整体滑升模版以减少沉井浇筑过程中下部结构的荷载，提高沉井的稳定性。

对于本工程大型沉井群工程，其工程量繁重，混凝土体积较大，必须进行分层浇筑以做好混凝土养护工作。由于沉井深度较大、内部空间狭小、施工环境复杂，而且操作人员需频繁进出沉井，因此在沉井内必须做好通风、照明及救援工作。按照施工经验估计每个沉井的填芯混凝土工程大约需要一个半月时间，施工单位应积极总结施工经验，引用新工艺、新技术，缩短施工工期。

2坝基开挖处理

该水坝的地基开挖主要为石方开挖，地面基础岩层较厚，开挖难度较大，地基两侧山势陡峭，施工平台相对狭窄，地形横断面为“V”形，切坡度较陡，岩石多为石英岩。在开挖前要先开辟开挖工作面，部署小型开挖机械，待开挖面扩大后再调度大型开挖设备进行大规模开挖。坝基开挖采用自上而下、先两遍后中间、逐层开挖的方法进行钻孔爆破开挖，在底部预留2m的保护层，防止地下水流失。

3大坝主体混凝土工程施工技术

对于大型坝体的混凝土浇筑工程，现在比较常见的一种施工工艺为仓面规划法，将整个坝体分为若干个仓面，然后采用台阶法进行施工，每个台阶厚度约为0.5m。每个仓均配备振捣设施，安排浇筑工人负责下料、振捣及养护。

对于本工程大坝部分改建工程，还必须保证新旧混凝土能够具有较好的结合效果，在新混凝土结构浇筑前要将老混凝土面上的杂物清除，并保证有至少2/3混凝土面不存在骨料外露。在处理好与老混凝土面的结合问题后就可以进行混凝土的铺料和平仓工作了，先在浇筑面上摊铺一层3cm厚度的砂浆，起到粘结作用，摊铺宽度根据工程实际情况拟定。然后将混凝土运到各个仓内进行振捣，每个仓至少需要两个振捣器，振捣至仓面达到平整。对于骨料离析，大粒径骨料集中的情况需安排施工人员进行人工振捣，保证混凝土的施工均匀性。该大坝主体工程混凝土工程量为20万立方米，其中部分施工段为溢流坝段，需采取必要的止水措施。主体混凝土的浇筑工作采用柱状分块浇筑的方法，将整个坝体分为十个浇筑段，同时每个浇筑段又进行分层浇筑，层厚控制在1.5m—2m之间，在基础底部应适当减小层厚以确保施工质量，各层间歇施工时间为7天。

待地基部分混凝土强度达到设计强度后，进行坝体混凝土工程的模版安置工作，分层加设模版浇筑，采用悬臂模版及球形键槽模版，特殊部位采用散装的组合刚模版进行支护。使用自卸汽车运料，将混凝土倒入仓内，采用阶梯法下料，分层浇筑，配合插入式电动振捣器进行振捣，浇筑厚度每层不超过0.5m。

对混凝土的振捣过程也有详细规定，振捣采用先后顺序，从振捣好的混凝土层向新的混凝土层振捣，振捣距离不得超过振捣半径的两倍，确保混凝土的层间完整结合。对于振捣完成的混凝土结构及时进行养护，通常采用洒水养护的措施，连续养护时间应大于28天，并根据环境湿度和温度调整洒水条件和养护龄期。本工程混凝土浇筑满12小时后即开始进行养护，环境温度较高时应提前养护，采用自动喷雾器对养护阶段的混凝土进行喷雾养护，同时配合水冷法对坝体混凝土进行冷却降温，防止混凝土温度上升过快产生温度裂缝。

4大坝主体混凝土工程质量控制

大坝主体工程的混凝土浇筑和养护工作是控制施工质量的重点，除了要按照科学合理的施工技术指导施工以外，还必须做好质量控制工作，加强施工质量监管力度。对于混凝土浇筑工程，做好平仓分层工作，保证每一仓的振捣机械安排合理，符合工作能力要求。混凝土浇筑收仓以后要严格按照要求进行养护，待混凝土达到龄期及强度后再拆除模版。

在施工过程中要严格控制施工工艺及施工技术，制定完善的监管责任机制，配备质量检测人员配合简历人员进行巡检，及时对混凝土工程的各个施工环节进行监管控制，发现问题后及时纠正并解决。

5大坝混凝土控温防裂施工技术

大坝混凝土工程体积庞大，混凝土养护期间产生的热量不易散出，使得混凝土温度急剧上升，随着温度升高，混凝土产生温度变形，当变形超过混凝土的极限抗变形能力时就会产生温度裂缝。要想保证大坝的施工质量就必须做好控温防裂措施，首先要从混凝土的配合比入手，要在满足混凝土强度、刚度等指标的前提下减少水泥剂量，从而降低水泥水化所产生的热量。其次，可以考虑在低温季节进行拌合、施工、养护，采用冷骨料和加冰水的方法降低出料温度，也可以采用喷洒冰水的方法降低浇筑后混凝土的温度。最后，还要控制好混凝土的浇筑层层厚及施工间歇，每层层厚不得超过2m，每层施工间歇工期不得低于7天。

四、结束语

综述所述，水利大坝工程施工环境复杂、坝体工程量较大、工作面狭窄，这就要求我们施工人员必须对大坝工程的施工技术进行深入研究，总结经验教训、创新施工工艺，为我国大坝工程的发展提供经验和借鉴。