嘉陵江亭子口水利枢纽碾压混凝土筑坝技术综述
2013.No.3檲檲檲檲檲殘
四川水
利
·1·
檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲殘
檲檲檲檲檲殘
嘉陵江亭子口水利枢纽发电专辑
嘉陵江亭子口水利枢纽碾压
混凝土筑坝技术综述
熊
雄
持续5个月完成20万m以上的月产量，创造了单日单仓第一高坝。施工中充分发挥碾压混凝土具备快速施工的特点，
保证了施工质量优良，取出18.88m碾压混凝土长芯，刷新了全天然骨料取芯记录。本文从亭子口水入仓强度最高记录，
利枢纽碾压混凝土大坝设计、施工方案、施工工艺等方面，全面阐述了碾压混凝土筑坝技术在亭子口水利枢纽大坝中的应用情况。
【关键词】亭子口水利枢纽
碾压混凝土
筑坝技术
1
内，下距苍溪县城约15km，是嘉陵江干流开发中唯一的控制性工程。该工程是以防洪、灌溉及城乡供水、发电为主，兼顾航运，并具有拦沙减淤等效益的综合利用工程。
水库正常蓄水位458m，死水位438m，设计洪水位461.3m，校核洪水位463.07m，总库容40.67亿m3。水库预留防洪库容10.6亿m3（非
3
常运用时为14.4亿m），可灌溉农田19.476万
hm2，电站装机1100MW，通航建筑物为2×500t
檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲殘
(嘉陵江亭子口水利水电开发有限公司，628400)四川苍溪，
【摘要】嘉陵江亭子口水利枢纽坝型为重力坝，大坝50%以上采用碾压混凝土材料，最大坝高116m，是红层地区
3
中图分类号：TV544.921文献标识码：B文章编号：2095－1809（2013）03－0001－06
工程概况
亭子口水利枢纽位于四川省广元市苍溪县境
级。工程等别为Ⅰ等，工程规模为大（1）型。
本工程坝型为混凝土重力坝，坝轴线总长995.4m，共分50个坝段。坝顶高程465m，最大坝高116m。枢纽总体布置为：河床中间布置8个表孔、5个底孔及消能建筑物，底孔（兼作排砂孔）布置在表孔左侧，河床左侧布置坝后式电站厂房，河床右侧布置垂直升船机，两岸布置非溢流坝段（枢纽布置见图1）。
3
主要工程量：土石方开挖1200万m，混凝33
土总方量共530万m，大坝混凝土约450万m，3
其中碾压混凝土253万m。
·2·
熊雄:嘉陵江亭子口水利枢纽碾压混凝土筑坝技术综述
2013.No.
3
图1亭子口水利枢纽布置
坝址河段平直开阔，呈浅“U”型河谷。坝区
粉砂出露地层为白垩系下统苍溪组（K1c）砂岩、岩、粘土岩，为软硬相间不等厚的层状岩层，岩层
倾角倾向下游1°～5°。建基岩体采用厚层砂岩，不存在复杂的地质问题，具备修建百米级高坝的地质条件。
本工程具有以下特点及难点：（1）嘉陵江天然砂砾石储量丰富，砂细度模数偏小，含泥量高，储量不足，需人工制取。天然砂砾石料场均含具有潜在危害性的活性骨料。亭子口水利枢纽全部采用嘉陵江的天然砂石料，需克服上述不足；（2）工程施工场面开阔，便于道路布置，混凝土主要采用汽车入仓，有利于快速组织施工；（3）工程分三期导流，导流转期对混凝土入仓方式影响较大；三期工程上闸首的施工进度制约蓄水发电工期，其进度将挑战碾压混凝土上升速度。
2.1.1典型断面设计。非溢流坝段上游面
在403m高程以下为1∶0.15斜坡，以上为直立面；下游面坡比1∶0.8。溢流坝段上游面383m高程以下为1∶0.15斜坡，以上为直立面，下游面坡比为1∶0.8。
2.1.2
混凝土标号分区。底孔孔口低，表孔
堰顶以下、底孔孔底以下、厂房坝段钢管以下、升船机上闸首航道以下及两岸非溢流坝段采用碾压混凝土。大坝垫层及齿槽常态混凝土标号为Ｒ90250W8，上游面防渗层碾压混凝土标号为Ｒ90200W8（二级配），坝体内部大体积碾压混凝土标号为Ｒ90150W6，闸墩常态混凝土采用Ｒ28300，过流面常态混凝土为Ｒ28350～Ｒ28400。上游面防渗层采用富胶二级配碾压混凝土，其厚度取上游水头的1/15左右，并不小于3m。在上游迎水面死水位以下涂水泥基渗透结晶型防水涂料作为辅助防渗层。
典型断面及混凝土标号分区详见图2、图3。
2大坝结构设计
2.1
典型断面及混凝土分区
2013.No.3四川水
利
·3·
2.2
坝体构造
2.2.1
分缝分块。大坝不分纵缝。横缝划
分方式：河床溢流表孔坝段，根据泄量和孔口尺寸，横缝间距为18.5m，底孔坝段为17m；厂房坝段，横缝与厂房机组间距一致，取为28m；升船机坝段，根据升船机上闸首的控制尺寸，为42m；左、右岸非溢流挡水坝段的横缝间距分别为18.0m、20m。碾压混凝土坝段采用机械切缝成缝，缝内填隔缝材料；止水前横缝内填泡沫板。横缝上游侧设两道紫铜片止水，两道止水片间设20cm×20cm排水槽，渗水排入基础廊道。
2.2.2
排水设计。为排除透过帷幕的渗水
及基岩裂隙水，在灌浆廊道帷幕下游设置坝基排水孔幕；为降低下游尾水对坝基及消力池扬压力影响，在坝趾、消力池尾坎各设有一道排水孔幕，以达到降低坝基扬压力、保证坝体稳定的目的。另外，为降低渗透压力，在坝体防渗区后设置垂直排水孔，间距5m。2.3
原材料及设计指标
主体工程采用强度特级为42.5#
的中热硅酸盐水泥，水泥中碱含量不应超过0.6%。掺合料采用Ⅰ级粉煤灰，
骨料采自嘉陵江河床天然砂砾料。混凝土主要设计指标见表1。
表1亭子口水利枢纽碾压混凝土主要设计指标
混凝土
设计级抗冻抗渗限制最大粉灰最90天极限拉伸种类强度
配
等级等级水灰比大掺量值（×10－4）防渗层碾压混凝土Ｒ90200二F100W80.5560%≧0.75大体积碾压混凝土Ｒ90150三F50W60.5560%≧0.70Ｒ变态混凝土
90200二F100W80.5560%≧0.75Ｒ90150三
F50
W6
0.55
60%
≧0.70
3碾压混凝土施工方案
嘉陵江亭子口水利枢纽分三期施工：一期工
程围右岸，实施右岸导流明渠；二期工程围左岸，导流明渠过流，在全年土石围堰保护下，实施左右非溢流坝段、厂房坝段、底孔坝段及表孔坝段、电站厂房等施工；三期工程再围右岸，底孔过流，实施升船机施工。3.1
系统布置
3.1.1
砂石加工系统
砂石骨料采自坝址下游河床，经汽车运输至
加工系统，平均运距约5km。为满足连续高峰月（25万m3～30万m3）碾压混凝土施工骨料供应，在亭子口坝区左岸布置了亚洲最大的天然砂石系统，处理能力超过2000t/h。砂含水率控制：通过设置砂仓防雨顶棚+备用仓，天然脱水+人工脱水系统相结合，大、中、小石分仓隔离、防污染严格控制。
3.1.2
混凝土拌和系统
坝区左右岸分别建设拌和系统，最大生产能
力分别达到550m3/h和750m3
/h，预冷混凝土生产总量超过600m3
/h，经过两次风冷，碾压混凝土
出机口温度控制在10℃～12℃，Vc值1s～5s（视仓面情况）。
·4·熊雄:嘉陵江亭子口水利枢纽碾压混凝土筑坝技术综述
2013.No.3
3.2
混凝土入仓方式
3.2.1
一期工程入仓
一期工程纵向混凝土围堰（含36#
坝段及右导墙）顺河向长达1km，全断面采用碾压混凝土，
工程量60万m3，混凝土入仓方式主要采用汽车
入仓，局部辅以移动式布料机入仓。一期工程自2009年初开始混凝土浇筑，历时10个月完成浇筑。
3.2.2
二期工程入仓
二期工程底孔过流前，大坝施工较为简单，场面开阔，便于施工道路布置和施工机械设备布置，共布置主要入仓道路3条，碾压混凝土均采用汽车入仓方式。布置缆机和门塔机共12台套，用于模板和材料吊装及解决常态混凝土入仓问题。表孔坝段从右岸混凝土系统取料，经明渠钢栈桥，从明渠纵向围堰，沿上游围堰填筑道路入仓。厂房坝段和底孔坝段，从左岸混凝土系统取料，沿3#
公路及1#
公路，沿上游围堰填筑道路入仓。
二期工程底孔过流后，上下游土石围堰已拆除，已不具备汽车入仓条件，必须采取其它办法解决混凝土入仓问题。底孔坝段上部剩余常态混凝土采用缆机吊9m3
罐入仓。表孔、厂房坝段和左非陡坡坝段碾压混凝土主要通过如下方案解决混凝土入仓问题：
3.2.2.1
表孔坝段。为解决表孔坝段上
部448m高程以下碾压混凝土入仓，在39#
坝段与36#坝段间448m高程架设跨明渠皮带机。该皮带机净跨65m，
总长约70m，起于右岸非溢流坝段39#
坝段上游侧，止于36#
坝段上游侧439.95m高程（见图4）。跨河皮带机带宽0.76m，带速
3.5m/s，输送效率250m3/h，可满足要求。为解决闸墩混凝土入仓，在表孔坝段增设M1100型塔机2台，1#塔机布置在34#坝段421m～425m高程台阶上，
2#
塔机布置在表孔29#
坝段未浇筑的溢流面423m～427m高程台阶上。
3.2.2.2
左非部分坝段及厂房坝段。为
解决左非11#～16#
陡坡坝段混凝土入仓及厂房坝
段400m～416m高程的碾压混凝土入仓问题，采用了满管溜槽方案。满管溜槽长度达72.5m，落差高达55.4m（料斗出料口至溜管出料口），溜管直径700mm×700mm，
倾角为48°（见图5）。3.2.2.3三期工程入仓。三期工程上闸首
425m高程以下为碾压混凝土，387m高程以下采用汽车直接入仓，以上拟采用负压溜槽入仓。
4施工工艺及效果检查
4.1
配合比设计
亭子口水利枢纽百米级高坝所用砂石骨料均
具有碱活性，全部采自嘉陵江河床，且因二期工程混凝土施工强度高且持续时间长，为确保原材料供应，水泥和粉煤灰供应厂家较多，因此进行了大量原材料及配合比的试验，并经过两次专家会议技术咨询，最后方确定施工配合比（如表2）。
为防止混凝土发生活性反应破坏，设计要求
混凝土中碱含量不大于2.5kg/m3
，因此需严格控制原材料的碱含量和混凝土中的总碱含量。通过
选用优质Ⅰ级灰，同时控制水泥碱含量不超过
0.6%，使混凝土中总碱含量保持在0.593kg/m
3
～0.767kg/m3范围内，达到设计要求。
2013.No.3
四川水利
·5·
表2
亭子口水利枢纽碾压混凝土施工配合比
混凝土设计
级粉煤灰材料用量（kg/m3）外加剂（%）强度等级配掺量水胶比（%）水水泥煤灰砂石减水剂引气剂Ｒ90150三600.[1**********]563
0.9
0.09
Ｒ90200
二
50
0.5
82
82
82
738
14660.980.098
4.2碾压混凝土工艺试验
亭子口水利枢纽共进行了3次碾压混凝土工艺试验，
均布置在大坝以外专门选取的3个地方，分别在夏季和冬季气候进行。通过工艺试验，摸索出适合于亭子口特点的施工工艺，并进一步检验了碾压混凝土施工配合比的各项性能。4.3
运输和入仓
施工道路需要普遍硬化，即提高效率又降低污染。冲洗平台位置合理布置，以减小车辆附水和车轮附着物；夏季隔温仍采用传统简易手动汽车遮阳罩，车辆用冷水一次洗净，尽量缩短运输时间；运输过程中熟料升温宜控制在≤4℃。有条件时，以汽车入仓为主，充分发挥碾压混凝土快速施工、快速上升优势，亭子口水利枢纽碾压混凝土最
大入仓强度达到924m3
/h。随着高程上升，由于经济因素，没有布置类似龙滩工程的高速皮带+顶（塔）带机，但因地制宜布置了3种主要入仓方式，即跨越式栈桥+自卸汽车、50m以上跨度皮带机+自卸汽车转料、缓降式满管溜槽+自卸汽车转料，较好地解决入仓手段问题。2011年施工碾
压混凝土近200万m3
。4.4
摊铺
摊铺前，根据冷面或碾压面情况，均匀铺设一层2cm厚砂浆或撒（铺）水泥（粉煤灰）净浆。亭子口水利枢纽碾压层厚为30cm，故摊铺厚度为35cm。浇筑温度测定，可在临入仓前、入仓后（穿过摊铺层并深入5cm～10cm）两次进行，对比变化情况，一般宜控制在18℃～20℃。否则考虑到混凝土绝热温升，消峰将变得困难。4.5
碾压
碾压机械首选“宝马”，振动功率是否满足要求的简易测试方法是，开振工况下，距振动碾15m能感到明显振感。碾压遍数可通过现场碾压试验选定，仍宜选“2+8+2”，仓面应确保返浆，层间结合质量始终是碾压混凝土质量控制重点。遇到中雨以上气候，应该停止施工及时覆盖，复工时必
须清除仓面积水，必要时考虑撒补净浆。变态混凝土应采用沟槽法加浆，优选机械振捣。4.6
层间结合处理
层间结合质量始终是碾压混凝土质量控制的重点。亭子口水利枢纽实践表明，监理工程师应严格控制冲毛与铺浆质量，降低胶材有利于温控，但“贫”混凝土即使出现返浆仍然显“瘦”，大体积混凝土胶凝用量（3级配≮160kg、
2级配≮190kg）对天然骨料比较合适；碾压过程中出现麻面，除应及时通知拌合系统调整外，可撒些净浆；雨停复工后，必须清除表面积水并适度进行表面处理，避免弱面产生。4.7
检测
这是一个需要熟练技工的环节。骨料入仓后，第一时间凭手捏判断温度、和易性，碾压过程中观察粘、陷碾情况，特别是层面返浆，要及时通知拌合楼调整Vc值。压实度检测，目前普遍采用核子密度仪，快速便捷，但有辐射回避问题，机电安装施工中焊缝检测TOFD全面开始替代ＲT，碾压混凝土压实度检测应该找到一种非放射性且便捷的手段。4.8
温控防裂
为体现碾压混凝土施工优势，高温季节施工碾压混凝土早已成国情，所以，必须建立仓面相对低温湿润小环境，仓面上经常见到喷雾机环绕林立，甚至见到仓面全空域布置遮阳棚。铺设冷却水管通冷却水是消减温峰的有力手段，其目的是保证最高温度满足设计要求，
但通水温度不达标，通水时间存在不连续问题仍然会发生，致使坝体温度达标延后，接缝灌浆工作受到不同程度影响。已经完工的碾压混凝土永久面，在夏季尽量保持流水养护，成品保护主要考虑覆盖、封闭等手段进行。
为防止大坝蓄水对混凝土造成冷击裂缝破坏，
亭子口工程采用了其它工程经验，即在大坝迎水面粘贴了一层3cm厚笨板。4.9
质量检查
碾压混凝土施工到一定高程后，
根据设计要求进行了取芯压水试验。其中，在厂房坝段取出一根15.8m三级配ＲCC芯样，在溢流坝段取出一根18.88m二级配ＲCC芯样，
芯样密实完整，无骨
2013.No.3
四川水利
·5·
表2
亭子口水利枢纽碾压混凝土施工配合比
混凝土设计
级粉煤灰材料用量（kg/m3）外加剂（%）强度等级配掺量水胶比（%）水水泥煤灰砂石减水剂引气剂Ｒ90150三600.[1**********]563
0.9
0.09
Ｒ90200
二
50
0.5
82
82
82
738
14660.980.098
4.2碾压混凝土工艺试验
亭子口水利枢纽共进行了3次碾压混凝土工艺试验，
均布置在大坝以外专门选取的3个地方，分别在夏季和冬季气候进行。通过工艺试验，摸索出适合于亭子口特点的施工工艺，并进一步检验了碾压混凝土施工配合比的各项性能。4.3
运输和入仓
施工道路需要普遍硬化，即提高效率又降低污染。冲洗平台位置合理布置，以减小车辆附水和车轮附着物；夏季隔温仍采用传统简易手动汽车遮阳罩，车辆用冷水一次洗净，尽量缩短运输时间；运输过程中熟料升温宜控制在≤4℃。有条件时，以汽车入仓为主，充分发挥碾压混凝土快速施工、快速上升优势，亭子口水利枢纽碾压混凝土最
大入仓强度达到924m3
/h。随着高程上升，由于经济因素，没有布置类似龙滩工程的高速皮带+顶（塔）带机，但因地制宜布置了3种主要入仓方式，即跨越式栈桥+自卸汽车、50m以上跨度皮带机+自卸汽车转料、缓降式满管溜槽+自卸汽车转料，较好地解决入仓手段问题。2011年施工碾
压混凝土近200万m3
。4.4
摊铺
摊铺前，根据冷面或碾压面情况，均匀铺设一层2cm厚砂浆或撒（铺）水泥（粉煤灰）净浆。亭子口水利枢纽碾压层厚为30cm，故摊铺厚度为35cm。浇筑温度测定，可在临入仓前、入仓后（穿过摊铺层并深入5cm～10cm）两次进行，对比变化情况，一般宜控制在18℃～20℃。否则考虑到混凝土绝热温升，消峰将变得困难。4.5
碾压
碾压机械首选“宝马”，振动功率是否满足要求的简易测试方法是，开振工况下，距振动碾15m能感到明显振感。碾压遍数可通过现场碾压试验选定，仍宜选“2+8+2”，仓面应确保返浆，层间结合质量始终是碾压混凝土质量控制重点。遇到中雨以上气候，应该停止施工及时覆盖，复工时必
须清除仓面积水，必要时考虑撒补净浆。变态混凝土应采用沟槽法加浆，优选机械振捣。4.6
层间结合处理
层间结合质量始终是碾压混凝土质量控制的重点。亭子口水利枢纽实践表明，监理工程师应严格控制冲毛与铺浆质量，降低胶材有利于温控，但“贫”混凝土即使出现返浆仍然显“瘦”，大体积混凝土胶凝用量（3级配≮160kg、
2级配≮190kg）对天然骨料比较合适；碾压过程中出现麻面，除应及时通知拌合系统调整外，可撒些净浆；雨停复工后，必须清除表面积水并适度进行表面处理，避免弱面产生。4.7
检测
这是一个需要熟练技工的环节。骨料入仓后，第一时间凭手捏判断温度、和易性，碾压过程中观察粘、陷碾情况，特别是层面返浆，要及时通知拌合楼调整Vc值。压实度检测，目前普遍采用核子密度仪，快速便捷，但有辐射回避问题，机电安装施工中焊缝检测TOFD全面开始替代ＲT，碾压混凝土压实度检测应该找到一种非放射性且便捷的手段。4.8
温控防裂
为体现碾压混凝土施工优势，高温季节施工碾压混凝土早已成国情，所以，必须建立仓面相对低温湿润小环境，仓面上经常见到喷雾机环绕林立，甚至见到仓面全空域布置遮阳棚。铺设冷却水管通冷却水是消减温峰的有力手段，其目的是保证最高温度满足设计要求，
但通水温度不达标，通水时间存在不连续问题仍然会发生，致使坝体温度达标延后，接缝灌浆工作受到不同程度影响。已经完工的碾压混凝土永久面，在夏季尽量保持流水养护，成品保护主要考虑覆盖、封闭等手段进行。
为防止大坝蓄水对混凝土造成冷击裂缝破坏，
亭子口工程采用了其它工程经验，即在大坝迎水面粘贴了一层3cm厚笨板。4.9
质量检查
碾压混凝土施工到一定高程后，
根据设计要求进行了取芯压水试验。其中，在厂房坝段取出一根15.8m三级配ＲCC芯样，在溢流坝段取出一根18.88m二级配ＲCC芯样，
芯样密实完整，无骨
·6·
四川水利2013.No.3
亭子口水利枢纽实施阶段工程造价控制与管理
周小军
(嘉陵江亭子口水利水电开发有限公司，628400)四川苍溪，
【摘
要】水利工程施工条件复杂，投资大，建设周期长，受汛期、地质条件影响较大，不可预见因素较多，实施阶段
的工程造价控制与管理难度大。本文结合亭子口水利枢纽实施阶段工程造价控制与管理实践，介绍了公司在施工进度论证、招标投标控制、建设过程管理方面主动开展的大量工作及取得的成效。
【关键词】亭子口水利枢纽中图分类号：TU723.3
实施阶段
工程造价
控制
管理
文献标识码：C文章编号：2095－1809（2013）03－0006－03
水利工程施工条件复杂，投资大，建设周期
长，受汛期、地质条件影响较大，不可预见因素较多，工程造价控制与管理的难度大。有关统计资
［1，2］
，料表明对工程造价影响最大的阶段在决策及勘察设计阶段，影响的可能性为35%～95%；
而在实施阶段影响工程造价的可能性只有5%～10%，节约成本的可能性已经很小，但是，工程投资却主要发生在实施阶段，节约成本的总额度空间较大，这也是业主控制的重点。本文结合亭子口水利枢纽工程建设实践，介绍亭子口水利枢纽实施阶段工程造价控制与管理的方法与成效。
程造价最有效的途径。
针对批复的初步设计中的首台机组发电工期72个月（2008年1月1日～2013年12月31日），公司与长江设计公司、中南院、三峡大学等单位共同研究缩短工期、提前发电的可行性，分别导流分期、施工程序及强度等进对施工组织方案、行了详细分析、研究，重点研究了影响下闸蓄水、发电的关键线路上闸首、电站厂房的施工，并利用可视化仿真及三维动画技术开发制作工程方案和施工进度模拟系统直观反映施工过程与场景，提出了一套经济可行、代表国内水电工程建设平均先进水平的施工进度方案，首台机组发电工期65个月（2008年1月1日～2013年5月31日）。截
亭子口水利枢纽进展顺利，除受制于截流止目前，
阶段验收影响滞后70天外，基本按照调整后的工
1科学论证施工进度
工期效益主要表现在因提前投产而带来的发
电效益和投入成本的节约效益，在工程建设期，在保证工程安全、质量的前提下，缩短工期是降低工
檹檹檹檹檹檹檹檹檹檹檹檹檹檹檹檹檹檹檹檹檹檹檹檹檹檹檹檹檹檹檹檹檹檹檹檹檹檹檹檹檹檹檹檹
表明碾压混凝土施工完成425m高程以下45m高的碾压混凝土施工，料架空和明显的分层情况，
质量优良，芯样长度刷新了全天然骨料碾压混凝
土取芯记录。
据了解决该上升速度（22.5m/月）将挑战国内大坝施工速度之最。在保证混凝土供应和模板翻转能够满足连续施工的同时，混凝土温控是一大难题，亭子口公司将组织专题研究，重点攻克该技术难题。
作者简介：
熊
雄（1964－），男，河南邓州，高级工程师，硕士，嘉陵江亭子口
■
从事水电工程建设管理工作。水利水电开发有限公司副总经理，
5结语
嘉陵江亭子口水利枢纽目前正在建设中，从
明渠纵向围堰安全运行3年以来的情况及二期工
程质量检查情况初步推测，碾压混凝土在亭子口水利枢纽工程中的应用是成功的。
因三期工程上闸首施工进度处于大坝蓄水的
2012年汛后需在2个月内关键线路上，按计划，