[摘要]百色水利樞紐是一座以防洪為主，兼有發(fā)電、灌溉、航運(yùn)、供水等綜合利用效益的大型水利樞紐，是治理和開發(fā)郁江的關(guān)鍵性工程，也是西部大開發(fā)的重要標(biāo)志性工程。RCC主壩采用全斷面通倉薄層碾壓連續(xù)上升施工工藝。在總結(jié)棉花灘RCC大壩成功建設(shè)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，依靠技術(shù)創(chuàng)新，充分利用新工藝、新材料，在提高工程質(zhì)量的同時(shí)，有效地加快了施工進(jìn)度，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益，使我國(guó)的碾壓混凝土筑壩工藝水平邁上了新臺(tái)階。
　　[關(guān)鍵詞]RCC主壩，工藝，優(yōu)化，創(chuàng)新，質(zhì)量，進(jìn)度
　　1工程概況
　　百色水利樞紐工程位于郁江支流右江中段，壩址距百色市22km。樞紐工程主要建筑物由RCC主壩、水電站、副壩、通航建筑物組成，壩址以上集雨面積19600km2，多年平均流量263m3/s，年徑流量82.9億m3。水庫正常蓄水位228m、水庫總庫容56.6億m3、為不完全多年調(diào)節(jié)水庫；水電站布置在左岸，裝機(jī)4×135MW。
　　主壩為全斷面碾壓混凝土壩，壩軸線呈折線型布置，壩頂長(zhǎng)720m、壩底寬106m、頂寬10m、壩頂高程EL234m、最大壩高130m。壩體分3個(gè)部分，即左岸擋水壩段（1#～3#）、溢流壩段（4#～5#）、右岸擋水壩段（6#～13#），其中溢流壩段長(zhǎng)88m，設(shè)有3個(gè)泄洪中孔和4個(gè)溢流表孔。中孔斷面為4.0×7.0m（寬×高），表孔斷面為14.0×19.0m（寬×高）。溢流壩段下游設(shè)鋼筋混凝土消力池，其尺寸為128.6×82.0m（長(zhǎng)×寬）。大壩溢流壩段典型斷面圖見附圖1。
　　壩體內(nèi)部采用R18015MpaS2準(zhǔn)三級(jí)配RCC，上游防滲層為R18020MpaS10二級(jí)配RCC，下游面設(shè)置一定范圍的R18020MpaS10二級(jí)配RCC，溢流面等抗沖部位采用R9040Mpa準(zhǔn)三級(jí)配摻纖維混凝土。壩體排水廊道布置了三層：第一層布置于底部EL112~115m，第二層布置于EL155m、第三層布置于EL200m，排水孔間距按常規(guī)要求為3m寬。主要工程量：明挖土石方173萬m3，碾壓混凝土211.6萬m3，常態(tài)混凝土46.6萬m3、鋼筋制安8540t。
　　樞紐工程分兩期建設(shè)，一期工程包括主壩、地下廠房和副壩，二期工程為通航建筑物。一期工程總工期為6年，其中準(zhǔn)備期2年，主體工程建設(shè)期4年。2001年10月，主體工程開工；2002年10月，大江截流；2005年8月，下閘蓄水；2006年2月，首臺(tái)機(jī)組發(fā)電；2006年12月，一期工程竣工。
　　2RCC筑壩工藝優(yōu)化
　　2.1果斷決策，提前大江截流
　　按照百色RCC主壩工程投標(biāo)階段的施工總進(jìn)度安排，2002年10月必須實(shí)現(xiàn)大江截流，年底開挖結(jié)束，第一個(gè)枯水期至2003年5月15日要澆筑60萬方混凝土，實(shí)現(xiàn)安全度汛。如果按照常規(guī)，按部就班安排計(jì)劃，很難達(dá)到預(yù)定目標(biāo)。施工單位提出“向非關(guān)鍵線路上要資源，向關(guān)鍵線路上要時(shí)間”的思路，并通過充分論證，大膽決策提出科學(xué)的預(yù)截流方案，并與業(yè)主、監(jiān)理多次協(xié)商，征得同意，給予改變?cè)�先的截流方案，�?shí)行提前半年截流。2002年3月21日，大壩上游土石圍堰形成，預(yù)截流宣告成功。從根本上改變了前期工程的被動(dòng)狀況，為完成第一個(gè)枯水期澆筑任務(wù)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

　　2.2利用“一汛”洪水間歇期完成基礎(chǔ)固結(jié)灌漿，為實(shí)現(xiàn)“二枯”混凝土澆筑120萬方打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)
　　利用洪水間歇期，爭(zhēng)分奪秒地穿插安排施工生產(chǎn)。在“一枯”結(jié)束后，主壩固結(jié)灌漿能否按時(shí)完成，是制約“二枯”能否提前或按時(shí)開澆的關(guān)鍵因素。主壩基礎(chǔ)地質(zhì)情況是在建及已建大壩中較差的，整座大壩座落在150米寬的輝綠巖巖脈上，地質(zhì)破碎，完整性差。主壩河床中間存在F6和F46二條順?biāo)�流向的大斷層，寬度達(dá)15m，這二條大斷層對(duì)主壩的防滲和穩(wěn)定極為不利。因輝綠巖地質(zhì)硬而且脆，節(jié)理和裂隙發(fā)育。無蓋重固結(jié)灌漿無法達(dá)到灌漿預(yù)期效果，最后決定在砼面上進(jìn)行有蓋重固結(jié)灌漿。經(jīng)過精心組織，苦干加巧干利用“一汛”期間完成近10萬米的壩基固結(jié)灌漿，為“二枯”混凝土澆筑贏得了直線工期，為順利實(shí)現(xiàn)混凝土澆筑120萬方打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
　　2.3最大限度利用汽車入倉，充分發(fā)揮RCC斜層碾壓快速上升特點(diǎn)取得新的突破
　　根據(jù)壩體結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及有利地形狀況，最大限度的利用汽車直接入倉方式提高入倉強(qiáng)度，以充分發(fā)揮斜層碾壓的薄層連續(xù)上升速度快的優(yōu)勢(shì)，為了配合此方案的有效實(shí)施，我們?cè)诓扇��?yán)格溫控措施的前提下利用“二汛”期間完成了EL177以上壩基墊層混凝土澆筑。在6#～12#壩段EL174～EL225采取設(shè)置斜坡道進(jìn)行RCC臺(tái)階式退澆，加快了工程進(jìn)度，同時(shí)解決了中孔施工運(yùn)輸通道問題。百色大壩采用自卸汽車直接入倉占混凝土總方量的87％，斜層碾壓施工的混凝土量占碾壓混凝土總量的86％，斜層碾壓工藝在百色大壩中得到了全面的應(yīng)用，最大坡比為1∶20，為國(guó)內(nèi)首創(chuàng)，開創(chuàng)了當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)最大的碾壓混凝土倉面記錄：倉面面積近2萬m2、混凝土工程量近6萬m3，充分體現(xiàn)了斜層碾壓的優(yōu)勢(shì)，尤其在2003年12月2日值碾壓混凝土筑壩年會(huì)在百色召開之際，主壩日澆筑突破6500方，創(chuàng)造了新的記錄，學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)腞CC專委會(huì)主任王圣培在參觀完現(xiàn)場(chǎng)后高興地說，百色RCC從汽車入倉、攤鋪到攤平碾壓均表現(xiàn)出一流水平，倉面的管理比棉花灘主壩施工的思路更加清晰。大壩斜層碾壓施工工藝見附圖2。
　　在2004年1月份，工程院譚靖夷等院士經(jīng)過認(rèn)真仔細(xì)的實(shí)地考察和對(duì)壩上鉆孔取芯及壓水檢查，從芯樣獲得率、芯樣外觀檢查、縫面及層面結(jié)合情況、壓水實(shí)驗(yàn)透水率、強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)以及施工過程中壓實(shí)度檢測(cè)等各方面綜合評(píng)判，閩黃聯(lián)營(yíng)體承建的RCC大壩碾壓混凝土已達(dá)到良好以至優(yōu)良的水平。
　　2.4變態(tài)混凝土在百色RCC主壩中得到了廣泛應(yīng)用
　　在RCC主壩施工中，變態(tài)混凝土總方量達(dá)16.33萬m3,得到了廣泛應(yīng)用。上下游模板邊、壩基找平層、止水設(shè)施周邊、廊道和電梯井周邊、廊道預(yù)留槽回填、拼縫鋼筋網(wǎng)部位及振動(dòng)碾碾壓不到的部位均采用變態(tài)混凝土施工。尤其是在上游模板邊設(shè)置1.1m過渡區(qū)，很好的彌補(bǔ)了二級(jí)配RCC防滲區(qū)層間結(jié)合面引起的薄弱環(huán)節(jié)，此范圍內(nèi)的混凝土是同RCC一起入倉攤鋪，只要在相應(yīng)區(qū)域內(nèi)插孔加漿即可形成變態(tài)混凝土。防滲層變態(tài)混凝土過渡區(qū)工藝的應(yīng)用，保證了大壩防滲區(qū)的抗?jié)B能力，同時(shí)提高了混凝土澆筑強(qiáng)度，而且從后期取芯情況表明，該區(qū)域混凝土各項(xiàng)檢測(cè)指標(biāo)顯示良好，這有力證明了該工藝是值得信賴的，對(duì)超百米高壩的抗?jié)B設(shè)計(jì)與施工也起了很好的示范作用。
　　2.4.1插孔加漿
　　為了使凈漿能夠均勻滲透入碾壓混凝土料中，并且有效控制加漿量，對(duì)主壩變態(tài)混凝土加漿工藝進(jìn)行了改進(jìn)，設(shè)計(jì)了簡(jiǎn)便易操作的插孔器。插孔按梅花形布置，孔距一般為30cm，孔深20cm。然后采用人工手提桶（有計(jì)量）孔內(nèi)加漿，加漿時(shí)按照一桶漿液加漿孔數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)控制加漿量目的。
　　2.4.2機(jī)拌變態(tài)混凝土
　　壩基找平層、拼縫鋼筋網(wǎng)部位等變態(tài)混凝土需求量大，采用機(jī)拌變態(tài)混凝土用攪拌車直接入倉澆筑，這種新的變態(tài)混凝土施工工藝，能夠滿足大體積變態(tài)混凝土的施工強(qiáng)度要求。
　　2.5溢流面EL164.5～EL206.52升程異種混凝土同步上升工藝
　　在2004年9月初“三枯”針對(duì)如何有效加快溢流
　　壩段施工進(jìn)度時(shí)，工程技術(shù)人員經(jīng)過慎密研究并征得
　　設(shè)計(jì)、監(jiān)理同意，在溢流壩段下游側(cè)EL164.5～EL206.52
　　升程中，將溢流面高標(biāo)號(hào)防沖磨層混凝土與壩體RCC同
　　步上升，同時(shí)為了保證高標(biāo)號(hào)混凝土的澆筑質(zhì)量及高性
　　能要求，在滿足高標(biāo)號(hào)混凝土澆筑寬度的情況下，在其
　　與RCC之間增加RV20二級(jí)配變態(tài)混凝土，異種混凝土同
　　步上升的方案實(shí)施，明顯加快了施工進(jìn)度。溢流面異種
　　混凝土同步上升工藝見附圖3。
　　2.6溢流壩段上游閘墩牛腿現(xiàn)澆混凝土改用預(yù)制塊混凝土施工
　　溢流壩段2#～4#中墩牛腿及1#、5#邊墩牛腿為懸空施工面，且支撐立模施工難度大，安全上帶來不利影響。鑒此，根據(jù)在棉花灘溢流壩段上游閘墩牛腿部位已取得的施工成功經(jīng)驗(yàn)，在百色RCC主壩溢流壩段上游閘墩牛腿部位施工改用預(yù)制塊砼施工方案。從已施工情況來看，采用預(yù)制塊方案施工的牛腿部位，質(zhì)量良好。
　　2.7壩體排水管優(yōu)化設(shè)計(jì)
　　為了方便施工，增加上游側(cè)二級(jí)配區(qū)混凝土的下料倒車寬度，保證防滲層混凝土的碾壓質(zhì)量，通過與設(shè)計(jì)單位協(xié)商，將塑料盲溝排水管間距3m修改為6m，在6m層距布置水平管與豎向管相連通，這樣既保證了壩體排水的暢通，又保障了防滲層混凝土的質(zhì)量，可謂一舉兩得。
　　2.8上游壩面涂層采用新材料，大壩抗?jié)B能力又添新屏障
　　為了提高百色水利樞紐RCC主壩的抗?jié)B性能，在RCC主壩上游壩面設(shè)置36000m2輔助防滲涂層，防滲涂層采用德國(guó)漢高CR75防水寶和CT17界面處理劑新材料，從質(zhì)量檢驗(yàn)報(bào)告數(shù)據(jù)查看CR75產(chǎn)品物理力學(xué)性能均高于設(shè)計(jì)技術(shù)要求。從下閘蓄水觀測(cè)上游廊道情況看來，該涂層作為壩體上游側(cè)二級(jí)配碾壓防滲層混凝土的輔助，為大壩整個(gè)防滲體系增添了新的屏障，這也為其它大壩特別是碾壓混凝土壩的廣泛應(yīng)用提供了可靠依據(jù)。
　　3RCC主壩筑壩工藝科研創(chuàng)新
　　3.1輝綠巖人工砂石粉在RCC中的利用研究，為施工提供了科學(xué)的依據(jù)
　　RCC主壩工程采用輝綠巖骨料，按巖石分類輝綠巖屬于硬質(zhì)巖，強(qiáng)度高、硬度高、性脆，由于輝綠巖自身的巖性特點(diǎn)，致使輝綠巖人工砂級(jí)配不連續(xù)，石粉含量高。工程技術(shù)人員在RCC配合比試驗(yàn)研究中發(fā)現(xiàn)：RCC的用水量、凝結(jié)時(shí)間、工作性能、強(qiáng)度和干縮等性能有別于其它工程RCC，特別是RCC凝結(jié)時(shí)間嚴(yán)重縮短，這在國(guó)內(nèi)已建、在建的RCC工程中是前所未有的。經(jīng)逐項(xiàng)排查，分析認(rèn)為：輝綠巖骨料是造成RCC上述問題的主要原因。由于輝綠巖骨料在大體積RCC中的應(yīng)用，無論在國(guó)際國(guó)內(nèi)，百色工程均屬首例，無經(jīng)驗(yàn)可供借鑒，因此有必要對(duì)輝綠巖RCC性能及石粉在RCC中的利用進(jìn)行深入試驗(yàn)研究。
　　經(jīng)過一年的研究試驗(yàn)，完成了輝綠巖石粉微觀分析、石粉對(duì)RCC性能的各種影響、高溫氣候RCC凝結(jié)時(shí)間、輝綠巖砂石粉利用可行性、輝綠巖砂摻河砂RCC及摻纖維變態(tài)混凝土等項(xiàng)目的研究，取得了大量的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，掌握了輝綠巖及其石粉的微觀結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和性能，解決了高溫氣候RCC施工凝結(jié)時(shí)間問題、提出輝綠巖骨料RCC的多種優(yōu)化方案，主要科研成果如下：
　　3.1.1（1）輝綠巖石粉顆粒十分細(xì)小，多數(shù)為微米級(jí)，掃描電鏡分析表明：輝綠巖石粉顆粒在膠砂中的作用主要是微集料填充作用，同時(shí)在水化硅酸鈣凝膠的延伸過程中起支點(diǎn)作用。輝綠巖石粉在水中可溶出離子中以SO42-和Na+離子溶出量變化最大，分析認(rèn)為溶出性SO42-和Na+離子是造成輝綠巖RCC凝結(jié)時(shí)間的直接原因。
　　（2）由于輝綠巖自身特性，加工的人工砂級(jí)配不理想,人工砂中間級(jí)配缺乏，直接導(dǎo)致了用水量、膠凝材用量及外加劑用量的增加；輝綠巖骨料石粉含量在16%～18%范圍時(shí)，RCC性能較優(yōu)，密實(shí)度大，強(qiáng)度高；較高的石粉含量明顯減小RCC骨料分離、提高了RCC可碾性、改善了層間結(jié)合，但過高的石粉含量對(duì)RCC干縮、抗裂性能是不利的。
　　3.1.2由于輝綠巖骨料特性，導(dǎo)致RCC凝結(jié)時(shí)間嚴(yán)重縮短，這在國(guó)外國(guó)內(nèi)已建和在建的RCC大壩中是前所未有的。經(jīng)過對(duì)多種外加劑比選試驗(yàn)，ZB-1RCC15外加劑通過增加新材料組分，可以明顯延長(zhǎng)輝綠巖RCC凝結(jié)時(shí)間。在高溫氣候時(shí)段，保持RCC配合比參數(shù)不變，在適當(dāng)提高外加劑摻量減小VC值的疊加作用下，延長(zhǎng)了RCC凝結(jié)時(shí)間，滿足了百色輝綠巖骨料RCC亞熱帶炎熱氣候條件下的高強(qiáng)度施工。
　　3.1.3（1）輝綠巖微石粉具有填充增強(qiáng)作用。當(dāng)石粉含量大于20%且微石粉含量較高時(shí)，可以采用石粉等量替代粉煤灰12～20kg/m3，改善了RCC工作性，RCC各項(xiàng)指標(biāo)滿足設(shè)計(jì)施工要求，該技術(shù)方案可行，技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果顯著。
　　（2）針對(duì)輝綠巖人工砂顆粒級(jí)配兩極分化、石粉含量高的不利因素，采用在輝綠巖砂中摻部分河砂RCC技術(shù)方案，降低了石粉含量，改善了砂的顆粒級(jí)配，提高了RCC可碾性，延長(zhǎng)了凝結(jié)時(shí)間，有效的降低了RCC的干縮率，對(duì)提高混凝土抗裂性能非常有利。
　　3.1.4迎水面防滲區(qū)碾壓混凝土中摻聚丙烯纖維試驗(yàn)研究，可以有效的提高防滲區(qū)混凝土的抗?jié)B、抗裂等性能。通過防滲區(qū)RCC摻纖維幾種方案的探討比較，直接拌制摻聚丙烯纖維RCC方法簡(jiǎn)便易行,是提高碾壓混凝土抗?jié)B、防裂的一條新的技術(shù)途徑。
　　3.2可調(diào)式懸臂翻升鋼模板系列的研制應(yīng)用，使大壩外形美觀大方，高拔俊秀
　　為將百色RCC主壩建設(shè)成一座外形美觀、“達(dá)標(biāo)”竣工的“精品”工程，并針對(duì)“外形美觀”這一時(shí)代要求，特成立了以總經(jīng)理為組長(zhǎng)的“廣西百色水利樞紐RCC主壩工程模板設(shè)計(jì)與制作小組”，聯(lián)合各方面人才進(jìn)行技術(shù)攻關(guān)，共同研制了更加適合于大體積混凝土特別是滿足RCC通倉薄層連續(xù)上升的RCC施工要求的各類型可調(diào)式懸臂翻升鋼模板系列。該系列模板克服了混凝土面“格子”現(xiàn)象，精度高，且重輕（1.2t/塊），可實(shí)現(xiàn)連續(xù)翻升；斜面模板采用三層聯(lián)合受力方式，在很大程度上克服了下游斜面混凝土出現(xiàn)波浪狀的缺陷，使混凝土外觀質(zhì)量得到進(jìn)一步提高。與國(guó)內(nèi)其它工程所用模板相比，該模板的系列生產(chǎn)、交替混合使用、模板零部件的通用等特點(diǎn)明顯，應(yīng)用廣泛。可調(diào)式懸臂翻升鋼模板系列見附圖4～附圖6。
　　                
　　附圖4：直立面可調(diào)式懸臂翻升鋼模板結(jié)構(gòu)示意圖附                      圖5：斜面可調(diào)式懸臂翻升鋼模板結(jié)構(gòu)示意圖
　　
　　3.3小改革、小創(chuàng)意讓百色RCC施工錦上添花
　　在精心組織施工生產(chǎn)的情況下，極力提倡“創(chuàng)新一
　　點(diǎn)，領(lǐng)先一步”的理念，要求技術(shù)人員和廣大員工結(jié)合工
　　作實(shí)際，在開拓中求生存，在創(chuàng)新中求發(fā)展。經(jīng)過不懈
　　能力，終于結(jié)出豐碩成果：倉面自制噴霧機(jī)、入倉口
　　可升降棧橋、二次污染處理設(shè)備、小型電動(dòng)切縫機(jī)、壩體
　　養(yǎng)護(hù)自動(dòng)滴噴裝置等輕巧實(shí)用設(shè)備研制應(yīng)用，這些技術(shù)革
　　新既改善了施工成本，又提高了施工進(jìn)度，使RCC碾壓施
　　工更加流暢。附圖6溢流面圓弧段可調(diào)式懸臂翻升鋼模板結(jié)構(gòu)示意圖