石门坎水电站混凝土双曲拱坝施工技术综述

石门坎水电站混凝土双曲拱坝施工技术综述

杨仲洪 杨和明 徐更晓 王波峡 张庆辉

1 概述

石门坎水电站大坝为常态混凝土双曲拱坝，最大坝高 111m ，采用抛物线双曲体形， 拱冠梁底宽 23.917m ，厚高比 0.222，坝顶长 296.26m(顶拱上游面弧长)，分 15 个坝段， 其中 1#～5#坝段为右岸挡水坝段，6#～9#坝段为河床溢流坝段，10#～15#坝段为左岸 挡

水坝段。大坝混凝土总量 35 万 m ，于

2009 年 1 月开始浇筑，2011 年 6 月浇筑完成， 历时 29 个月，平均月浇筑强度 1.21 万 m ，月最大浇筑强度 3.0 万 m 。 2 坝肩槽开挖控制爆破

自上而下分层开挖，采用“预裂孔＋梯段孔＋缓冲孔”结合的钻爆方案，坝肩槽 建基面及上下游边坡采用三面预裂爆破一次成型，由于坝肩槽为扭曲面，且为渐变坡， 每个预裂孔倾角、方位角、孔深均不一样，利用 CAD 辅助设计计算出每个孔的造孔参 数，对钻孔进行精确控制，并优化装药、联网、起爆环节和方法以减少爆破对建基面 的影响。

3 大坝模板

大坝上下游面采用连续翻升可调曲率的钢模板，保证大坝成型质量，横缝采用球 型键槽模板，施工简便、节约材料，中孔、表孔悬挑结构采用内拉悬壁式模板薄层浇 筑施工。

4 大坝混凝土入仓措施

石门坎水电站坝体混凝土施工受地形条件的限制，未采用缆机方案，而选用门塔

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机方案，结合工程现场地形及施工进度要求，门塔机方案分四个阶段进行布置实施。

图 1 第一阶段入仓布置平面图

第一阶段： 1 台 MQ600/30B 高架门机和 1 台 BLJ600-40 履带式布料机（图 1、第 一阶段入仓布置平面图）。

第二阶段，为保证大坝混凝土连续施工，在坝后布置一座门机＋汽车栈桥，在栈 桥上布置 2 台 MQ600/30B 型 高架门机（布置平面见图 2）。

图 2

门机-塔机布置平面图

进行 3#～12#坝段 EL670～EL700m 混凝土浇筑，2009 年 8 月至 2010 年 3 月浇筑方 量 116305m 3 ，月平均浇筑强度

14538m 3 ，2 月份浇筑方量达 25803m 3 。

第三阶段，在坝后水垫塘底板布置 1 台 K80 塔机，形成 2 台栈桥门机和塔机入仓 布置格局（图 2、门机-塔机布置平面图）。1#门机主要进行 3#至 5#坝段仓号入仓，辅 助塔机进行 7#坝段入仓；2#门机主要进行 10#至 13#坝段仓号入仓，辅助塔机进行 8# 坝段入仓；K80 塔机进行 6#至 9#坝段仓号入仓。

两岸岸坡门塔机不能覆盖的 1#、2#、14#、15#坝段采用进占法浇筑，利用相邻坝 段坝顶平台搭设负压溜槽进行浇筑，共计浇筑混凝土 15460m 。

第三阶段混凝土浇筑时段 2010 年 4 月至 2011 年 3 月，1#～5#坝段坝体 EL700～EL758m 浇筑，6#～9#坝段坝体 EL700～EL753m 浇筑，10#～15#坝段坝体 EL700～EL758m 浇筑。浇筑方量 196192m ，门塔机月平均浇筑强度 16430m ，1 月份浇 筑方量达 31087m 。

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第四阶段坝后栈桥 2 台门机拆除后，K80 塔机进行 6#～9#坝段坝体 EL753～EL758m 浇筑。

石门坎大坝工程混凝土量主要集中在第二阶段和第三阶段，浇筑混凝土方量共计

31.25 万 m ，历时 20 个月，月平均浇筑强度 1.56 万 m

。在此期间 2009 年经历汛期和 9、10 月份大坝断料停工，2010 年汛期低产等阶段，单台设备月平均入仓强度仍达到 7000 余 m 。在此期间，单台 MQ600 门机月最高入仓强度达 13000m ，整个大坝月最高 强度为 31087m 3 。

5 坝体混凝土浇筑过程中采取的特殊措施

石门坎大坝采用门塔机方案后，受入仓强度限制，单台门机经统计每小时入仓强

度最大时 24m ，浇筑时最大仓面面积 560m

，采用平铺法浇筑每层铺料厚度 30cm ，原 设计混凝土初凝时间 4～5 小时，由于大坝所在地区风速较大，日照时间长，塌落度损 失较大，初凝时间较短，在施工过程中混凝土层面会产生初凝现象，影响混凝土浇筑 质量，经与现场参建各方协商，对坝体混凝土外加剂进行调整，对江苏博特外加剂有 限公司生产的 JM-Ⅱ缓凝高效减水剂的配方进行调整，通过这一措施延长混凝土初凝时 间。室内混凝土试样初凝时间为 9～10 小时，现场实测混凝土初凝时间可达 8 小时左 右，确保了混凝土在浇筑过程中不出现初凝现象，为平铺法浇筑混凝土创造了基础条 件，保证了混凝土的浇筑质量。

由于两岸地形陡峭，主要施工入仓设备均布置在坝后，混凝土取料点设置在坝后 水垫塘及门机栈桥两侧。混凝土水平运输车辆从拌合站至取料点运距超过 2km ，道路条 件差且运输时间长，长时间运输混凝土温度回升高。为节省时间，从大坝右岸坝顶平 台架设一道负压溜槽至右岸中位道路门塔机取料点，汽车运输混凝土直接到右岸坝顶 平台通过负压溜槽输送到取料点后直接入仓，其水平运输距离约 800m ，极大地节省了 运输时间，提升了混凝土入仓速度的同时，有效地减少了混凝土温度回升。同时，为 了提高混凝土入仓强度，在大坝下游中位道路的左侧回车部位，砌筑一混凝土料临时

加防护棚的储存池，混凝土运输车运到后先倒入池内， 再用 3m 装载机按浇筑半径与

塔机起重量装入 6m 混凝土吊罐内，以提高入仓强度，高峰月 1 台 MQ600 高架门机最大

入仓强度达到 14000m 3 /月（通常仅为 7000m 3 /月）。

6 大坝混凝土高温季节二期冷却措施

按施工进度安排，为满足大坝坝体施工期度汛安全，大坝低位灌区三个灌区二期 冷却和接缝灌浆，不得不在高温季节进行。此时气温高达 38℃，坝体上游面处于日照 暴晒下，二期冷却难度极大，经过比选，采用粘贴 5cm 厚聚乙烯泡沫保温板对坝体上 3 3 3 3 3 2 3 3