程 立,吳亞軍,魏志遠(yuǎn)
(水電水利規(guī)劃設(shè)計(jì)總院,北京 100120)
據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),目前國(guó)內(nèi)外已建成壩高超過(guò)200 m的特高拱壩共23座,其中我國(guó)建成7座[1]。二灘拱壩是我國(guó)自行設(shè)計(jì)建設(shè)的第一座200 m級(jí)特高拱壩,為我國(guó)特大型水電工程建設(shè)管理現(xiàn)代化開(kāi)創(chuàng)先河[2];錦屏一級(jí)拱壩是目前世界第一高壩,左岸邊坡及壩基處理施工極其困難;小灣拱壩是目前總水推力最大的特高拱壩,混凝土方量世界第一;溪洛渡拱壩是目前壩身泄洪設(shè)施規(guī)模最大的特高拱壩;拉西瓦拱壩是目前唯一在高寒高海拔地區(qū)建成的特高拱壩;大崗山拱壩是目前全世界地震動(dòng)參數(shù)最高的壩,施工安全風(fēng)險(xiǎn)高。以上6座特高拱壩的建設(shè)管理過(guò)程,是我國(guó)從不斷學(xué)習(xí)借鑒,到不斷自主研究創(chuàng)新和發(fā)展完善的過(guò)程;上述6座特高拱壩建設(shè)管理實(shí)踐,為今后特高拱壩建設(shè)管理發(fā)展與技術(shù)創(chuàng)新應(yīng)用奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ),中國(guó)特高拱壩建設(shè)與管理成就已成功躋身世界領(lǐng)先水平。因此,對(duì)我國(guó)特高拱壩建設(shè)管理與施工技術(shù)進(jìn)行總結(jié),指導(dǎo)未來(lái)特高拱壩建設(shè)是十分必要的。
本文從建設(shè)管理、開(kāi)挖控制、基礎(chǔ)處理、混凝土材料、混凝土溫度控制以及混凝土澆筑等6個(gè)方面,系統(tǒng)總結(jié)已建6座特高拱壩工程的施工技術(shù)、質(zhì)量控制和建設(shè)管理經(jīng)驗(yàn),以及新工藝、新方法、新材料使用經(jīng)驗(yàn),提出特高拱壩建設(shè)管理與施工中需要重點(diǎn)關(guān)注的問(wèn)題。
6座特高拱壩在工程建設(shè)管理過(guò)程中,管理體系不斷得到完善和改進(jìn),形成了“業(yè)主主導(dǎo)、專(zhuān)家把關(guān)、設(shè)計(jì)保障、監(jiān)理控制、施工保證、政府監(jiān)督”的六位一體管理體系,保證了工程建設(shè)質(zhì)量全面受控。
針對(duì)特高拱壩超規(guī)范、超經(jīng)驗(yàn)特點(diǎn),集合國(guó)內(nèi)國(guó)際頂級(jí)專(zhuān)家開(kāi)展技術(shù)決策咨詢(xún)活動(dòng)。二灘水電站最早成立了世界銀行特別咨詢(xún)團(tuán)(SBC)[2],對(duì)工程技術(shù)問(wèn)題全面把關(guān);小灣成立了以潘家錚、譚靖夷院士為顧問(wèn)的瀾滄江流域質(zhì)量專(zhuān)家組,錦屏一級(jí)、溪洛渡水電站均成立了以譚靖夷院士牽頭的專(zhuān)家咨詢(xún)團(tuán)隊(duì),拉西瓦、大崗山水電站也均成立由國(guó)內(nèi)頂級(jí)水電咨詢(xún)機(jī)構(gòu)牽頭的技術(shù)咨詢(xún)專(zhuān)家組,通過(guò)專(zhuān)家咨詢(xún)對(duì)工程技術(shù)和質(zhì)量進(jìn)行全面把關(guān),保證了工程建設(shè)的順利進(jìn)行。
在特高拱壩建設(shè)過(guò)程中,由建設(shè)單位牽頭,以設(shè)計(jì)、監(jiān)理、施工單位為核心開(kāi)展了大量試驗(yàn)、研究等科研攻關(guān),取得了豐富成果。推行了精細(xì)化、標(biāo)準(zhǔn)化的施工,溪洛渡、大崗山等水電站通過(guò)開(kāi)展樣板倉(cāng)評(píng)選和質(zhì)量評(píng)比等活動(dòng)[3-4],調(diào)動(dòng)了各方積極性,施工過(guò)程不斷規(guī)范,管理水平逐步提升,例如溪洛渡等水電站建立了企業(yè)控制標(biāo)準(zhǔn),成效十分明顯。
6座特高拱壩也均建立了完善的質(zhì)量監(jiān)督體系。按照國(guó)家相關(guān)規(guī)定,由國(guó)家級(jí)工程質(zhì)量監(jiān)督單位等組織對(duì)施工全過(guò)程進(jìn)行質(zhì)量監(jiān)督巡視和驗(yàn)收,對(duì)工程全過(guò)程進(jìn)行總體把關(guān)。除此之外,溪洛渡、錦屏一級(jí)、大崗山等水電站在現(xiàn)有工程監(jiān)理的基礎(chǔ)上,委托獨(dú)立第三方對(duì)混凝土、灌漿等工程實(shí)體質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè),對(duì)施工及監(jiān)理行為進(jìn)行抽查。小灣、錦屏一級(jí)水電站還聘請(qǐng)外籍混凝土質(zhì)量總監(jiān)常駐工地開(kāi)展質(zhì)量監(jiān)督工作。這些措施進(jìn)一步保證了工程質(zhì)量。
二灘、小灣、錦屏一級(jí)、大崗山等水電站受邊坡開(kāi)挖、基礎(chǔ)處理等因素影響,大壩混凝土澆筑開(kāi)始時(shí)間均有不同程度推遲,通過(guò)建立工程進(jìn)度分級(jí)管理體系,明晰參建各方進(jìn)度管理職責(zé),采用先截流后開(kāi)挖的邊坡開(kāi)挖程序、無(wú)蓋重+有蓋重固結(jié)灌漿[5]、4.5 m升層澆筑[6]、數(shù)字化管理系統(tǒng)[7]等措施,在保證工程建設(shè)質(zhì)量的前提下,6座特高拱壩混凝土澆筑工期均得到了有效控制。
6座特高拱壩最大開(kāi)挖邊坡高度超過(guò)700 m,高邊坡卸荷松弛拉裂等問(wèn)題突出,不良地質(zhì)體發(fā)育,施工安全風(fēng)險(xiǎn)大;高地應(yīng)力地區(qū)巖石開(kāi)挖卸荷松弛給拱壩壩基帶來(lái)的不利影響大,增加施工控制難度。6座特高拱壩結(jié)合地質(zhì)條件特點(diǎn),對(duì)邊坡和壩基開(kāi)挖程序、施工方法、工藝參數(shù)和質(zhì)量控制等方面進(jìn)行了大量研究,提出了“自上而下、挖錨結(jié)合、及時(shí)支護(hù)、少擾動(dòng)、嚴(yán)施工、周密監(jiān)測(cè)、動(dòng)態(tài)調(diào)整”的基本控制要求,制定了符合本工程特點(diǎn)的特高邊坡開(kāi)挖支護(hù)總體程序和方法。
壩基開(kāi)挖爆破與巖體卸荷松馳控制是特高拱壩壩基開(kāi)挖的難點(diǎn),經(jīng)反復(fù)試驗(yàn)研究,結(jié)合地應(yīng)力等情況設(shè)置不同厚度的保護(hù)層[8],例如小灣2 m(地應(yīng)力20~57 MPa)、錦屏一級(jí)5 m(地應(yīng)力40.4 MPa),同時(shí)輔以先錨后挖、及時(shí)錨固措施,可取得較好實(shí)施效果,基本解決了巖體卸荷松馳爆破控制開(kāi)挖的技術(shù)難點(diǎn)。另外,拉西瓦將傳統(tǒng)的水平開(kāi)挖調(diào)整為由壩肩到河床按光滑過(guò)渡的反弧形曲線(xiàn)開(kāi)挖,改善了壩基巖體的卸荷損傷。爆破參數(shù)根據(jù)巖性情況依據(jù)爆破試驗(yàn)確定,開(kāi)挖質(zhì)量通過(guò)超欠挖、不平整度、預(yù)裂半孔率、聲波衰減率等多項(xiàng)指標(biāo)控制,其中溪洛渡、大崗山水電站增加了“爆破影響(松弛)深度”的檢測(cè)指標(biāo)[9],實(shí)踐證明是十分有效的。
特高拱壩一般位于高山峽谷區(qū),窄河谷、邊坡高陡、施工場(chǎng)地有限,場(chǎng)內(nèi)交通布置非常困難,其中以錦屏一級(jí)水電站交通條件最具代表性。各特高拱壩施工中,結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)地形和永久交通,布置了覆蓋各開(kāi)挖面的施工便道和集渣平臺(tái),并動(dòng)態(tài)調(diào)整,以保證材料運(yùn)輸及施工棄渣強(qiáng)度需求。拉西瓦、大崗山結(jié)合河床截流或分流進(jìn)度,將河床作為高邊坡開(kāi)挖石渣的轉(zhuǎn)運(yùn)平臺(tái),既提高了邊坡開(kāi)挖施工效率,又避免了常規(guī)“石渣入江”的環(huán)保問(wèn)題,是特高拱壩壩肩開(kāi)挖的一個(gè)有效方法。
特高拱壩壩基灌漿的特點(diǎn)為“一深三高”,即灌漿深度深,施工控制要求高、質(zhì)量要求高、工藝要求高。灌漿工程作為隱蔽特性工程,高標(biāo)準(zhǔn)、嚴(yán)要求則必須始終貫穿于特高拱壩的設(shè)計(jì)施工全過(guò)程。嚴(yán)格進(jìn)行過(guò)程控制,通過(guò)有效技術(shù)手段進(jìn)行檢測(cè),從而確保灌漿工程的有效性。
特高拱壩除在混凝土倉(cāng)面安裝抬動(dòng)觀(guān)測(cè)外,還利用壩體安全監(jiān)測(cè)布置的滑動(dòng)測(cè)微計(jì)、多點(diǎn)位移計(jì)、測(cè)縫計(jì)等進(jìn)行壩體混凝土澆筑與壩基變位、灌漿抬動(dòng)的綜合觀(guān)測(cè)。同時(shí),提出動(dòng)態(tài)施工的理念,首先進(jìn)行充分的生產(chǎn)性試驗(yàn),確定灌漿設(shè)備、壓力調(diào)整方法、適用區(qū)域等相關(guān)要素,根據(jù)觀(guān)測(cè)情況,在施工過(guò)程中適時(shí)調(diào)整灌漿參數(shù),保證無(wú)大抬動(dòng)情況出現(xiàn)。
無(wú)蓋重灌漿在節(jié)約工期中優(yōu)勢(shì)明顯,同時(shí)有利于表面裂隙漏漿的堵漏和其他異常問(wèn)題的判斷與應(yīng)對(duì)。但無(wú)蓋重灌漿的質(zhì)量控制困難,需進(jìn)行合理的分區(qū),選定適用區(qū)域和對(duì)應(yīng)灌漿壓力,同時(shí)保證抬動(dòng)要求。拉西瓦等工程對(duì)無(wú)蓋重灌漿和有蓋重引管灌漿進(jìn)行結(jié)合應(yīng)用,先對(duì)采取無(wú)蓋重灌漿后進(jìn)行大壩混凝土澆筑,當(dāng)混凝土蓋重達(dá)到要求后,再利用引管進(jìn)行有蓋重混凝土灌漿,有效避免了鉆孔破壞冷區(qū)水管等問(wèn)題[10]。
化學(xué)灌漿可灌性好、凝膠時(shí)間可控、強(qiáng)度可控、抗?jié)B性好,在常規(guī)水泥帷幕灌漿不能完全滿(mǎn)足工程安全需要時(shí),繼續(xù)采用水泥—化學(xué)復(fù)合灌漿進(jìn)行加強(qiáng)灌漿處理,保證灌漿質(zhì)量,提高灌漿耐久性。目前,化灌材料以環(huán)氧樹(shù)脂類(lèi)、磨細(xì)水泥為主,慢速長(zhǎng)灌,取得了良好的應(yīng)用效果。
特高拱壩的智能灌漿涉及工程整體進(jìn)度、材料控制、質(zhì)量控制、安全控制等方面,通過(guò)實(shí)踐已取得比較豐富的經(jīng)驗(yàn)和成果。采用多參數(shù)自動(dòng)記錄設(shè)備、監(jiān)測(cè)設(shè)備,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸,計(jì)算機(jī)后臺(tái)評(píng)估,數(shù)據(jù)各方共享研判,可以確保灌漿過(guò)程的信息真實(shí),進(jìn)而更有效、科學(xué)、全面地評(píng)價(jià)灌漿質(zhì)量。灌漿工程的發(fā)展將不斷向“動(dòng)態(tài)科學(xué)調(diào)整、智能機(jī)械施工、減少人工介入、全面檢測(cè)評(píng)價(jià)”的目標(biāo)不斷邁進(jìn)。
針對(duì)特高拱壩壩體混凝土結(jié)構(gòu)復(fù)雜、應(yīng)力水平高、抗?jié)B和抗凍指標(biāo)要求高等特點(diǎn),提出了混凝土“高強(qiáng)度、中等彈模、高極拉值、低水化熱、低收縮性”的總體要求。
性能優(yōu)良的骨料是保證特高拱壩大體積混凝土良好耐久性能及高抗裂能力的先決條件。除拉西瓦拱壩混凝土采用當(dāng)?shù)厣暗[石作為骨料外,其他均采用人工骨料,經(jīng)試驗(yàn)研究對(duì)人工骨料強(qiáng)度特性、耐久性、粒形控制及級(jí)配等方面均提出了嚴(yán)格要求。其中,錦屏一級(jí)拱壩混凝土選擇大理巖加工人工砂,與砂巖加工的粗骨料組合成大壩混凝土骨料[11],從而彌補(bǔ)砂巖具有潛在堿硅反應(yīng)活性以及線(xiàn)膨脹系數(shù)較大的不足;溪洛渡拱壩混凝土選擇采用組合骨料形式,由灰?guī)r人工砂彌補(bǔ)玄武巖骨料存在彈性模量較大的不足[12]。
各拱壩均針對(duì)中熱水泥提出了更高的技術(shù)指標(biāo)要求,除要求滿(mǎn)足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的有關(guān)規(guī)定外,還對(duì)水泥的抗壓強(qiáng)度、抗折強(qiáng)度、水化熱、堿含量、比表面積(細(xì)度)和MgO含量以及熟料的礦物組成等進(jìn)行了控制。同時(shí)小灣、溪洛渡等拱壩通過(guò)駐廠(chǎng)監(jiān)造方式控制水泥生產(chǎn)質(zhì)量的穩(wěn)定性,確保水泥質(zhì)量穩(wěn)定。
各拱壩粉煤灰均要求滿(mǎn)足Ⅰ級(jí)灰的標(biāo)準(zhǔn)(二灘為準(zhǔn)Ⅰ級(jí)灰),其摻量不低于30%。為提高混凝土的耐久性,部分拱壩對(duì)粉煤灰的堿含量也提出了控制指標(biāo)的要求,例如小灣拱壩最嚴(yán)格為不大于1.5%。同時(shí)為了保證粉煤灰抑制堿骨料反應(yīng)的效果,錦屏一級(jí)和拉西瓦拱壩要求粉煤灰的CaO含量不得大于5%。
混凝土配合比設(shè)計(jì)中,均采用較低的水膠比和較低的單方用水量,高摻優(yōu)質(zhì)粉煤灰、復(fù)摻一定量的緩凝高效減水劑和引氣劑,混凝土的膠凝材料單位用量為170~220 kg/m3、用水量為77~90 kg/cm3;從而達(dá)到有效降低混凝土溫升、提高混凝土抗裂性能和耐久性能的目的。拱壩混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度均為180 d齡期,有效地利用了高摻粉煤灰混凝土的后期強(qiáng)度,采用四級(jí)配人工骨料混凝土,實(shí)現(xiàn)了真正意義具有較高耐久性及抗裂性的高性能混凝土。
6座特高拱壩溫度控制要求高、難度大,在研究混凝土耐久性及抗裂性的基礎(chǔ)上,提出具有“高強(qiáng)度、高耐久性、高極拉值、中彈模、低水化熱、低收縮性”的優(yōu)選配合比,制定嚴(yán)格的溫度控制標(biāo)準(zhǔn)及允許的溫度變化過(guò)程控制曲線(xiàn),實(shí)施全過(guò)程、全方位、動(dòng)態(tài)、系統(tǒng)的綜合溫控防裂措施,同時(shí)采用智能實(shí)時(shí)溫控措施嚴(yán)格控制施工質(zhì)量[13]。
特高拱壩澆筑倉(cāng)面大、溫度應(yīng)力高、結(jié)構(gòu)應(yīng)力復(fù)雜、開(kāi)裂風(fēng)險(xiǎn)大,均采用不設(shè)縱縫通倉(cāng)澆筑方式,采取了較嚴(yán)的溫度控制標(biāo)準(zhǔn),并首次提出了全過(guò)程精細(xì)化控制的溫度變化過(guò)程控制曲線(xiàn),如圖1所示?;炷翜囟葢?yīng)力控制標(biāo)準(zhǔn)按綜合安全系數(shù)法或分項(xiàng)系數(shù)法確定,確定拱壩施工期混凝土溫度應(yīng)力控制標(biāo)準(zhǔn)時(shí),采用應(yīng)力和溫差標(biāo)準(zhǔn)雙控取嚴(yán)者的方法。
圖1 全過(guò)程精細(xì)化控制的溫度變化過(guò)程控制曲線(xiàn)[14]
傳統(tǒng)的溫控設(shè)計(jì)對(duì)于通水冷卻主要強(qiáng)調(diào)其削減溫升及冷卻至目標(biāo)溫度的作用,而對(duì)于特高拱壩,混凝土在經(jīng)歷分層澆筑、分期分批冷卻、分批封拱、分期蓄水的復(fù)雜過(guò)程中,若未對(duì)通水冷卻過(guò)程提出精細(xì)化要求,往往會(huì)出現(xiàn)冷卻后溫度回升、同時(shí)冷卻高度過(guò)低,冷卻降溫幅度過(guò)大、冷卻降溫速率過(guò)快等問(wèn)題,不可避免地產(chǎn)生較大的溫度梯度,從而帶來(lái)開(kāi)裂風(fēng)險(xiǎn)。通過(guò)6座特高拱壩建設(shè),提出了壩體后期冷卻程序自下而上應(yīng)包括可灌區(qū)、冷卻保溫區(qū)、冷卻區(qū)、冷卻過(guò)渡區(qū)和蓋重區(qū),且冷卻保溫區(qū)、冷卻區(qū)和冷卻過(guò)渡區(qū)的總高度不宜小于壩段最大底寬的2/5,蓋重區(qū)厚度不應(yīng)小于6 m的要求[14]。
錦屏一級(jí)、溪洛渡、小灣、大崗山等特高拱壩結(jié)合實(shí)際條件開(kāi)發(fā)了混凝土溫度智能實(shí)時(shí)檢測(cè)和控制系統(tǒng),建立集成了環(huán)境溫度、混凝土澆筑信息、溫度計(jì)讀數(shù)、冷卻水管通水溫度和流量等數(shù)據(jù)的拱壩施工管理信息系統(tǒng),實(shí)時(shí)掌握從局部到總體的溫控狀態(tài),借助信息系統(tǒng),實(shí)施一套行之有效的管控措施。從實(shí)際效果分析智能溫控系統(tǒng)起到重要作用,是今后工程應(yīng)繼續(xù)采用的關(guān)鍵方法和措施。
6座特高拱壩混凝土規(guī)模大、施工場(chǎng)地布置困難、壩體結(jié)構(gòu)復(fù)雜應(yīng)力水平高、壩體混凝土質(zhì)量要求嚴(yán)格,代表了當(dāng)今世界大體積混凝土澆筑的最高水平。例如,小灣拱壩混凝土845萬(wàn)m3,澆筑工期52個(gè)月,高峰強(qiáng)度22.24萬(wàn)m3/月;錦屏一級(jí)拱壩最大單倉(cāng)澆筑面積2 000 m2。
6座拱壩因地制宜,通過(guò)纜機(jī)布置、明暗交通結(jié)合等措施,成功解決了高山峽谷地區(qū)大方量混凝土運(yùn)輸困難的難題?;炷链怪边\(yùn)輸均選擇大額定起重噸位、高吊鉤總揚(yáng)程的中高速纜機(jī),二灘、拉西瓦拱壩采用輻射式纜機(jī)布置,其他4座特高拱壩采用平移式布置,也有力推動(dòng)了我國(guó)纜機(jī)制造國(guó)產(chǎn)化。錦屏一級(jí)拱壩混凝土運(yùn)輸?shù)缆凡捎妹靼到Y(jié)合布置并在兩岸設(shè)置供料線(xiàn)平臺(tái);溪洛渡水電站采用高、低線(xiàn)混凝土運(yùn)輸?shù)缆凡贾玫榷际墙鉀Q高山峽谷區(qū)大型水電工程施工布置的典型代表。
特高拱壩壩址區(qū)河床狹窄,壩體結(jié)構(gòu)復(fù)雜,拱壩混凝土間歇期和施工期三大高差控制要求嚴(yán)格,施工進(jìn)度控制難度大。通過(guò)采用高強(qiáng)度混凝土拌和系統(tǒng)就近布置、大噸位中高速纜機(jī)、通倉(cāng)澆筑、高效倉(cāng)面混凝土平倉(cāng)振搗設(shè)備等措施,實(shí)現(xiàn)了大倉(cāng)面連續(xù)高強(qiáng)度澆筑的要求,同時(shí)創(chuàng)新進(jìn)度管理手段,采用進(jìn)度數(shù)字仿真分析和控制、壩體智能溫控系統(tǒng)等措施為壩體混凝土施工進(jìn)度控制提供有力技術(shù)保證。錦屏一級(jí)還開(kāi)展了4.5 m倉(cāng)層厚度關(guān)鍵技術(shù)研究[6],將研究成果在大壩施工中推廣應(yīng)用,同時(shí)將1.5、3.0 m和4.5 m結(jié)合使用,使得施工組織更加靈活。
特高拱壩在建設(shè)過(guò)程中逐步建立了基于“互聯(lián)網(wǎng)+自動(dòng)檢測(cè)和監(jiān)測(cè)”的質(zhì)量管理和控制系統(tǒng),通過(guò)自動(dòng)監(jiān)測(cè)與檢測(cè),數(shù)據(jù)集成、實(shí)時(shí)分析、仿真分析、及時(shí)反饋預(yù)警等功能,提升了拱壩施工質(zhì)量管理水平[7]。錦屏一級(jí)水電站開(kāi)展了施工期全壩全過(guò)程真實(shí)工作性態(tài)跟蹤實(shí)時(shí)仿真分析(見(jiàn)圖2),小灣、溪洛渡水電站在建設(shè)過(guò)程分階段開(kāi)展了真實(shí)工作性態(tài)跟蹤仿真分析,為優(yōu)化溫控設(shè)計(jì)和施工方案、評(píng)價(jià)工程質(zhì)量缺陷處理效果提供了技術(shù)支撐,為特高拱壩施工質(zhì)量控制發(fā)揮了重要技術(shù)支撐作用。
圖2 錦屏一級(jí)拱壩施工質(zhì)量及進(jìn)度實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)
圍繞特高拱壩施工建設(shè)管理,各工程均組織開(kāi)展了相關(guān)創(chuàng)新技術(shù)的研究,在700 m級(jí)高邊坡開(kāi)挖支護(hù),高壩混凝土原材料優(yōu)選、性能及配合比研究,混凝土高強(qiáng)度澆筑施工技術(shù),混凝土溫控防裂技術(shù)及信息化等方面形成了一套行之有效的技術(shù)體系,建設(shè)管理方法和措施,為今后特高拱壩建設(shè)管理發(fā)展與技術(shù)創(chuàng)新應(yīng)用奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。但仍有一些問(wèn)題有待進(jìn)一步研究:
(1)特高拱壩壩肩邊坡普遍陡峭高聳、深拉裂隙等不良地質(zhì)體發(fā)育,開(kāi)挖支護(hù)施工條件差、難度大,且近年來(lái)安全生產(chǎn)要求不斷提高,“鴿子籠”等粗獷施工方法難以為繼。因此,壩肩高邊坡設(shè)計(jì)中,應(yīng)高度重視開(kāi)挖方案研究,在繼續(xù)推廣“推渣下江,河床裝渣”方案的基礎(chǔ)上,減少壩肩邊坡明挖量,探索“窯洞式”開(kāi)挖,并探索新型纜機(jī)布置方案,盡量減少占地。
(2)由于灌漿工程的不確定性與隱蔽性,使得以注入量為主的灌漿工程量難以精確測(cè)量統(tǒng)計(jì),且各工程灌漿工程量和灌漿質(zhì)量可能會(huì)存在很大的差異。因此,建立不同基巖條件固結(jié)灌漿、帷幕灌漿參考試驗(yàn)值非常重要。針對(duì)工程實(shí)際地質(zhì)情況,差異化地提出灌漿計(jì)量方式,通過(guò)精細(xì)的自動(dòng)化灌漿記錄設(shè)備,同時(shí)采用科學(xué)的計(jì)量方式進(jìn)行結(jié)算,保證業(yè)主、承包商、分包商的利益,確保灌漿質(zhì)量和效果。
(3)低熱硅酸鹽水泥具有低水化熱、高后期強(qiáng)度增進(jìn)率、良好的外加劑相容性、優(yōu)異的耐久性等特點(diǎn),使得該水泥在配制水工高性能混凝土上具有優(yōu)越性,應(yīng)用前景廣闊,目前低熱水泥已經(jīng)在白鶴灘、烏東德兩座特高拱壩壩體中全面采用。但低熱水泥在使用中需注意早期強(qiáng)度及極限拉伸值偏低等問(wèn)題,還需在配合比設(shè)計(jì)中等結(jié)合工程實(shí)踐進(jìn)行更多的探索。
(4)隨著信息技術(shù)的發(fā)展,信息技術(shù)與施工管理的融合程度越來(lái)越高,如何將其與工程施工緊密融合,實(shí)現(xiàn)施工方案優(yōu)化、施工布置合理、施工過(guò)程安全、施工質(zhì)量檢測(cè)手段先進(jìn)、施工質(zhì)量?jī)?yōu)良,并將施工過(guò)程與工程安全運(yùn)行緊密結(jié)合,實(shí)現(xiàn)真正意義上的全生命周期的管理,還需要更多的探索和積累。未來(lái)特高壩建設(shè)可以“全生命周期管理,全方位風(fēng)險(xiǎn)預(yù)判,全要素智能調(diào)控”為目標(biāo),將信息技術(shù)、工業(yè)技術(shù)、管理技術(shù)深度融合,最終實(shí)現(xiàn)以數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的自動(dòng)感知、自動(dòng)預(yù)判、自主決策的工程智能管理模式。
(5)常規(guī)的拱壩施工期溫度應(yīng)力計(jì)算方法,無(wú)法準(zhǔn)確反映高拱壩,尤其是特高拱壩的三維整體效應(yīng)以及施工過(guò)程中壩體應(yīng)力的時(shí)空特性,計(jì)算出的拉應(yīng)力偏小。研究大體積混凝土熱學(xué)、力學(xué)性能在其特定賦存環(huán)境下的時(shí)空演化規(guī)律,對(duì)混凝土澆筑過(guò)程、溫控措施、邊界環(huán)境等進(jìn)行逼近真實(shí)的模擬仿真,揭示拱壩溫度場(chǎng)及溫度應(yīng)力的時(shí)空特性及變化規(guī)律,是研究制定特高拱壩有效溫控措施的重要途徑。
(6)現(xiàn)有規(guī)范對(duì)“三大高差”控制是基于200 m級(jí)高拱壩施工技術(shù)要求,對(duì)于300 m級(jí)特高拱壩,因結(jié)構(gòu)復(fù)雜、溫控要求嚴(yán)格,再加上施工時(shí)間長(zhǎng),即需要分期蓄水來(lái)調(diào)節(jié)拱壩施工期應(yīng)力,同時(shí)也面臨著施工期度汛形象面貌要求的壓力。按照現(xiàn)有規(guī)范要求,必然會(huì)帶來(lái)長(zhǎng)間歇問(wèn)題,且對(duì)工程施工進(jìn)度極其不利。建議結(jié)合小灣、錦屏一級(jí)和溪洛渡拱壩“三大高差”和間歇期的控制等成果和經(jīng)驗(yàn),研究提出具體改進(jìn)要求。
致謝:本文在研究過(guò)程中得到了中國(guó)電建集團(tuán)成都勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司、昆明勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司、西北勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司,中國(guó)長(zhǎng)江三峽集團(tuán)有限公司,雅礱江流域水電開(kāi)發(fā)有限公司,國(guó)家電投集團(tuán)黃河上游水電開(kāi)發(fā)有限責(zé)任公司,國(guó)電大渡河流域水電開(kāi)發(fā)有限公司,華能瀾滄江水電股份有限公司等單位領(lǐng)導(dǎo)、專(zhuān)家們的全力支持,在此深表謝意!