鄭家祥，閻士勤，李 翔，尹習(xí)雙

(中國水電顧問集團(tuán)成都勘測設(shè)計(jì)研究院，四川成都 610072)

1 工程概況

金沙江溪洛渡水電站由攔河大壩、泄洪建筑物、引水發(fā)電建筑物等組成，正常蓄水位600.0m，總庫容126.7億m3。攔河大壩為混凝土雙曲拱壩，最大壩高285.50m，壩頂高程610.00m;泄洪采取“分散泄洪、分區(qū)消能”的布置原則，在壩身布設(shè)7個(gè)表孔、8個(gè)深孔與兩岸4條泄洪洞共同泄洪，壩后設(shè)有水墊塘消能;發(fā)電廠房為地下式，分設(shè)在左、右兩岸山體內(nèi)，左右岸各安裝9臺(tái)單機(jī)容量770MW的水輪發(fā)電機(jī)組，總裝機(jī)容量13 860MW?；炷岭p曲拱壩頂拱中心線弧長681.51m，分為31個(gè)壩段，壩底拱冠厚度60.00m，壩頂拱冠厚度14.00m，壩體混凝土約665萬m3。

四川雅龍江錦屏一級(jí)水電站主要建筑物由混凝土雙曲拱壩、泄洪洞及右岸引水發(fā)電系統(tǒng)等組成，水庫正常蓄水位1 880m，總庫容77.6億m3，電站安裝6臺(tái)單機(jī)600MW的發(fā)電機(jī)組，總裝機(jī)容量3 600MW。最大壩高305m，壩頂高程1 885.0m，壩身設(shè)4個(gè)表孔和5個(gè)深孔，壩頂弧長568.62m，共分26個(gè)壩段，拱冠梁頂厚16m，拱冠梁底厚63m，壩體混凝土約570.0萬m3。

云南省瀾滄江小灣水電站由混凝土雙曲拱壩、壩后水墊塘及二道壩、左岸泄洪洞及右岸地下引水發(fā)電系統(tǒng)等組成，電站裝機(jī)容量4 200MW(6×700MW)。最大壩高292.0m，壩頂高程1 245m，壩頂弧長901.8m，共分44個(gè)壩段(含一個(gè)推力墩壩段)，拱冠梁頂厚12m，拱冠梁底厚72.9m，混凝土總方量 860.8 萬 m3［1］。

2 高拱壩施工方案

2.1 施工方案選擇

300m級(jí)高拱壩多處于深山峽谷，河床相對(duì)狹窄，河谷呈“V”字型或“U”字型，兩岸岸坡陡峻。根據(jù)國內(nèi)外施工經(jīng)驗(yàn)，以采用纜機(jī)進(jìn)行混凝土吊運(yùn)入倉澆筑最為合適。纜機(jī)澆筑混凝土施工強(qiáng)度高、運(yùn)輸費(fèi)用相對(duì)較低;除可承擔(dān)混凝土吊運(yùn)外，還可承擔(dān)施工設(shè)備和金屬構(gòu)件等的吊運(yùn)工作。我國高度100m左右的混凝土壩(如萬家寨等)采用20t纜機(jī)較多，二灘高拱壩30t纜機(jī)的應(yīng)用，為300m級(jí)拱壩施工方案墊定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。經(jīng)比選，溪洛渡、錦屏一級(jí)、小灣拱壩采用了30t纜機(jī)吊運(yùn)9m3混凝土不摘鉤吊罐的方案。

2.2 纜機(jī)型式選擇

目前國內(nèi)大中型水利水電工程中使用的纜機(jī)機(jī)型，多是平移式和輻射式，只有三峽工程由于地形和施工條件特殊，采用了擺塔式纜機(jī)。

輻射式纜機(jī)的主要優(yōu)點(diǎn)在于其一岸的塔架為固定塔，其基礎(chǔ)的設(shè)置比較簡單，纜機(jī)平臺(tái)投資相對(duì)較低，二灘工程采用的即是3臺(tái)輻射式。但輻射式纜機(jī)在同一層面上弧形軌道的圓心角不宜過大，一般最多只能設(shè)置3臺(tái)輻射式纜機(jī)，其工作范圍為一狹長的扇形，若同時(shí)布置2層，2層纜機(jī)同時(shí)工作存在很大的干擾和安全隱患，輻射式纜機(jī)不適合300m級(jí)高拱壩多倉面同時(shí)澆筑的要求，并且2臺(tái)纜機(jī)抬吊金屬結(jié)構(gòu)大件時(shí)沒有平移式纜機(jī)方便和安全?；诖?，溪洛渡、錦屏一級(jí)、小灣、構(gòu)皮灘等工程均采用平移式纜機(jī)。

目前平移式纜機(jī)布置又分單平臺(tái)布置(如溪洛渡、錦屏一級(jí))和雙平臺(tái)布置(如小灣等)。

2.3 平移式纜機(jī)平臺(tái)布置方案選擇

2.3.1 溪洛渡纜機(jī)平臺(tái)布置

(1)單平臺(tái)與雙平臺(tái)布置比選。溪洛渡拱壩在招標(biāo)設(shè)計(jì)過程中，對(duì)單平臺(tái)和雙平臺(tái)布置方案進(jìn)行了充分比較，其中單平臺(tái)布置方案即是目前采用的方案，纜機(jī)主車平臺(tái)位于右岸720.0m高程，纜機(jī)副車平臺(tái)位于左岸700.0m高程。雙平臺(tái)布置方案是在右岸680m高程、左岸660m高程布置下平臺(tái)，在右岸730m、左岸710m高程布置上平臺(tái)，高纜機(jī)跨度約770m、低纜跨度約690m，雙平臺(tái)布置較單平臺(tái)布置多開挖約128萬m3石方，其投資明顯高于單平臺(tái)方案。

若采用單平臺(tái)布置方案，4臺(tái)纜機(jī)單平臺(tái)行駛(施工過程中增加至5臺(tái))，需要解決的一個(gè)關(guān)鍵問題是，其施工強(qiáng)度能否滿足高峰強(qiáng)度16.1萬m3/月(施工規(guī)劃階段)的要求、施工進(jìn)度能否滿足工程總進(jìn)度計(jì)劃的要求，為此在滿足纜機(jī)之間安全距離，考慮各種施工影響因素、纜機(jī)正常利用率，除吊運(yùn)大壩混凝土外并考慮穿插吊運(yùn)大壩鋼筋、模板、壩體金屬結(jié)構(gòu)及輔助材料等的前提下，進(jìn)行了多方案施工仿真分析，4臺(tái)纜機(jī)單平臺(tái)行駛可以滿足大壩澆筑強(qiáng)度和進(jìn)度的要求，在此基礎(chǔ)上確定采用單平臺(tái)布置方案，同時(shí)采用國產(chǎn)30t纜機(jī)。

(2)溪洛渡纜機(jī)平臺(tái)布置。纜機(jī)主車平臺(tái)位于右岸720.0m高程，寬19.0m;纜機(jī)副車平臺(tái)位于左岸700.0m高程，寬14.0m，平臺(tái)及軌道長度左右岸均為250.0m，纜機(jī)跨度711.9m。供料平臺(tái)布置在右岸610m高程，最小寬度約20m;卸料平臺(tái)高程605m、寬度約4.5m。共2座4×4.5m3的混凝土拌和樓(開工后又增加1座，最終是3座)，2座緊鄰右岸壩頂下游布置，拌和樓與供料平臺(tái)中心距離約170m，采用30t側(cè)卸罐車運(yùn)輸混凝土。

2.3.2 錦屏一級(jí)纜機(jī)平臺(tái)布置

錦屏一級(jí)采用4臺(tái)30t平移式纜機(jī)(開工前4臺(tái)纜機(jī)，后增加1臺(tái))，單平臺(tái)布置，右岸平臺(tái)高程1 975.00m，左岸平臺(tái)高程1 960.00m，平臺(tái)長度為221.50m。

2.3.3 小灣纜機(jī)平臺(tái)布置

由于雙平臺(tái)布置運(yùn)行相對(duì)靈活，高纜可帶空罐跨越低纜，盡管雙平臺(tái)較單平臺(tái)布置增加一定投資，小灣采用了雙平臺(tái)布置方案。

小灣拱壩采用5臺(tái)30t平移式纜機(jī)(開工前5臺(tái)纜機(jī)，后在高平臺(tái)上增加1臺(tái)纜機(jī))，高低雙平臺(tái)布置，高平臺(tái)布置2臺(tái)、低平臺(tái)布置3臺(tái)平移式纜機(jī)。小灣水電站高平臺(tái)主車軌道高程為1 380m，副車軌道高程為1 365m，跨距為1 158.2m;低平臺(tái)纜機(jī)主車軌道高程為1 330m，副車軌道高程為1 317m，跨距為 1 048.2m［1］。

2.4 施工方案小結(jié)

溪洛渡、錦屏一級(jí)均采用單平臺(tái)布置5臺(tái)纜機(jī)施工方案。溪洛渡自2009年3月壩體混凝土澆筑以來，目前大壩已澆筑混凝土約435萬m3，其中2010年完成約200萬m3，2011年約完成215萬m3，大壩上升最大高度達(dá)194m，最高強(qiáng)度達(dá)到21.6萬m3/月;錦屏一級(jí)自2009年10月壩體混凝土開澆以來，2011年澆筑混凝土約178萬m3，高峰強(qiáng)度達(dá)到17.0萬m3/月。通過溪洛渡、錦屏一級(jí)纜機(jī)運(yùn)行效果可以看出，單平臺(tái)布置多臺(tái)纜機(jī)，在加強(qiáng)運(yùn)行維護(hù)、加強(qiáng)細(xì)節(jié)管理的情況下可以實(shí)現(xiàn)運(yùn)行良好，纜機(jī)平臺(tái)工程投資大大減少，同時(shí)纜機(jī)平臺(tái)施工進(jìn)度可以縮短。

小灣采用了高低平臺(tái)布置6臺(tái)纜機(jī)的施工方案，拱壩于2010年3月混凝土澆筑結(jié)束，6臺(tái)纜機(jī)高峰強(qiáng)度達(dá)到23萬 m3/月［2］。

300m級(jí)拱壩采用單平臺(tái)布置或雙平臺(tái)布置均可取得較好的效果，綜合考慮，從工程總體進(jìn)度、費(fèi)用考慮單平臺(tái)布置略優(yōu)。

3 高拱壩施工進(jìn)度

3.1 溪洛渡拱壩

(1)招標(biāo)進(jìn)度。在招標(biāo)階段，考慮采用4臺(tái)30t平移式纜機(jī)，經(jīng)多方案仿真分析，溪洛渡拱壩混凝土施工進(jìn)度58個(gè)月，即2007年11月上旬截流后，開始進(jìn)行大壩河床部位開挖及基礎(chǔ)部位地質(zhì)缺陷處理，2008年9月開始澆筑建基面332.0m以下局部缺陷處理混凝土，2008年11月開始澆筑大壩建基面332.0m高程混凝土，2013年8月大壩混凝土澆筑完畢，最高月混凝土澆筑強(qiáng)度16.1萬m3。

(2)實(shí)施過程進(jìn)度調(diào)整。截流后，在大壩河床部位開挖及地質(zhì)缺陷處理過程中，出現(xiàn)了地質(zhì)條件比預(yù)測成果惡化的情況，建基面332.0m以下大范圍不得不開挖至324.5m，最低建基面降低了7.5m，同時(shí)河床兩側(cè)開挖范圍加大，于2009年3月開挖處理結(jié)束，3月底開始澆筑大壩調(diào)整后的建基面(324.5m高程)混凝土，至此較原計(jì)劃滯后約7個(gè)月。

在此條件下，經(jīng)施工仿真分析研究，若大壩按原計(jì)劃完工，混凝土高峰月強(qiáng)度超過20萬m3，經(jīng)多方案比選，原來的4臺(tái)纜機(jī)難以滿足混凝土強(qiáng)度要求，必須增加一臺(tái)纜機(jī)才能確保進(jìn)度。為了確保纜機(jī)高效運(yùn)行，制定了嚴(yán)格運(yùn)行管理、保養(yǎng)保修制度，同時(shí)加強(qiáng)了易損易壞件的儲(chǔ)備。新增的5號(hào)纜機(jī)2009年10月投入使用，同時(shí)增加一座4×4.5m3的混凝土拌和摟，布置在右岸 4號(hào)公路洞口，運(yùn)距約1.5km。到目前為止，5臺(tái)纜機(jī)運(yùn)行良好，與雙平臺(tái)布置的施工效率相當(dāng)。

在建基面高程調(diào)整前，溪洛渡壩高278m，混凝土澆筑進(jìn)度58個(gè)月，平均月上升約4.8m。建基面調(diào)整后實(shí)際壩高285.5m，按照目前的進(jìn)展和進(jìn)度仿真分析，2013年5月混凝土可澆筑完畢，混凝土實(shí)際澆筑時(shí)間50個(gè)月，平均月上升5.7m，一般壩段月上升可以達(dá)到7m左右，由于高拱壩有多層孔口，孔口部位有密集的配筋、環(huán)形錨索、金屬結(jié)構(gòu)埋件等，泄洪深孔還有鋼襯，孔口部位進(jìn)度緩慢。

3.2 錦屏一級(jí)拱壩

(1)招標(biāo)進(jìn)度。在招標(biāo)階段，壩體混凝土2009年2月開始澆筑，2013年8月全部澆筑完畢，壩體混凝土施工工期55個(gè)月，壩體月均上升5.5m。

(2)實(shí)施過程進(jìn)度調(diào)整。拱壩壩體混凝土實(shí)際于2009年10月下旬開工，開澆時(shí)間滯后，為此施工過程中增加了1臺(tái)纜機(jī)和1座拌和摟(新增拌和摟專供左岸墊座混凝土)，同時(shí)一般部位澆筑層厚采用4.5m，在澆筑高峰期為控制澆筑方量和倉數(shù)，部分壩段也采用3m澆筑層，另外將混凝土吊罐由9m3混凝土調(diào)整為9.6m3。

采取上述措施后，壩體混凝土澆筑進(jìn)度明顯提高，對(duì)已澆筑混凝土進(jìn)行施工進(jìn)度反饋分析，利用反饋分析調(diào)整后的參數(shù)，對(duì)未澆筑部分再次進(jìn)行仿真分析，大壩混凝土2013年5月澆筑可以完畢，壩體混凝土施工工期44個(gè)月，壩體月均上升約7m。

3.3 小灣拱壩

(1)招標(biāo)進(jìn)度。按照計(jì)劃，壩體混凝土2005年9月開始澆筑，2011年5月完成，壩體混凝土施工工期69個(gè)月，設(shè)計(jì)壩高292.0m，壩體月均上升4.4m。

(2)實(shí)施過程進(jìn)度調(diào)整。拱壩壩體混凝土實(shí)際2005年12月中旬開澆，2010年3月上旬混凝土澆筑完畢，壩體混凝土施工工期51.5個(gè)月，調(diào)整后壩高294.5m，壩體月均上升約5.7m。與溪洛渡大壩綜合上升速度相當(dāng)。

3.4 進(jìn)度小結(jié)

從溪洛渡、錦屏一級(jí)、小灣3座300m級(jí)高拱壩實(shí)際施工情況可以看出，壩體混凝土開澆時(shí)間均較計(jì)劃滯后，施工過程中均增加了1臺(tái)纜機(jī)，壩體混凝土實(shí)際施工工期相對(duì)招標(biāo)工期小灣縮短了18個(gè)月、錦屏一級(jí)縮短11個(gè)月、溪洛渡縮短了8個(gè)月，招標(biāo)進(jìn)度一般是考慮相對(duì)正常施工情況下安排的，在工程的某個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)意外情況致使工期延后時(shí)，為了保證原定節(jié)點(diǎn)控制工期或超前原節(jié)點(diǎn)工期，采取了增加施工設(shè)備、加強(qiáng)管理等措施，取得了較好的效果。

4 小 結(jié)

(1)從240m高的二灘拱壩采用幅射式纜機(jī)澆筑壩體混凝土，到目前多座300m級(jí)高拱壩采用平移式纜機(jī)施工，纜機(jī)施工技術(shù)和運(yùn)行管理已經(jīng)比較成熟，平移式纜機(jī)澆筑300m級(jí)拱壩是合適的。

(2)300m級(jí)高拱壩采用單平臺(tái)或雙平臺(tái)布置纜機(jī)，均取得了比較好的效果。纜機(jī)運(yùn)行管理是成敗的關(guān)鍵。

(3)3座300m級(jí)高拱壩實(shí)際工期均較招標(biāo)工期大大縮短，是在挖掘了各種潛力下取得的成效，其進(jìn)度水平代表了我國目前高拱壩施工的先進(jìn)水平。采用正常3m澆筑層厚，小灣、溪洛渡月均上升均為5.7m;錦屏一級(jí)采用4.5m澆筑層厚，月均上升達(dá)到7m。

(4)3座300m級(jí)高拱壩混凝土澆筑強(qiáng)度達(dá)到17～23萬m3/月，較二灘拱壩16萬m3/月有很大提高。

從上世紀(jì)90年代200m級(jí)二灘拱壩，到目前錦屏一級(jí)、溪洛渡、小灣3座300m級(jí)高拱壩施工可以看出，我國高拱壩的施工技術(shù)基本成熟，為下一步西部水電開發(fā)，特別是雅魯藏布江的水電開發(fā)可提供借鑒。

［1］陳江，周紹紅，胡傳彬．小灣水電站300m級(jí)高拱壩混凝土施工設(shè)計(jì)［J］．云南水力發(fā)電，23(3):48－51．

［2］巨亞里，郭萬里．多臺(tái)纜機(jī)聯(lián)合澆筑在小灣水電站大壩混凝土澆筑中的應(yīng)用［J］．西北水電，2010，04:59 －63．