三峡二期工程大坝混凝土施工和质量控制

摘要： 三峡二期大坝是三峡工程最重要、最复杂的工程项目之一。本文着重介绍了其混凝土工程施工的主要方法和技术措施，混凝土施工温度控制，混凝土施工质量控制程序和方法。

关键词：质量控制； 三峡二期工程

三峡二期厂坝工程包括左岸非溢流坝12#～18#坝段、左岸厂房坝段、左导墙坝段、泄洪坝段、混凝土纵向围堰坝身段、左导墙、左岸电站厂房等。主要工程量见表1。 表1 三峡二期厂坝工程主要工程量 项目 单位 工程量 项目 单位 工程量 土石方开挖 万m3 796 混凝土 万m3 1239 钢筋 万t 23.00 金结及机电安装 万t 14.8 固结灌浆 万m 14.37 帷幕灌浆 万m 10.93 接缝灌浆 万m2 43.57 排水孔 万m 11.92 var _userid = '';var _siteid =2230;var _istoken = 1;var _model = 'Model03'; WebPageSpeed =141; UrchinTrack();

三峡二期厂坝工程混凝土在5年之内要全部完成，1999年-2001年混凝土高峰年强度达386万m3、高峰月强度达43万m3。大坝混凝土浇筑关键线路直线工期44个月。 三峡大坝结构复杂，孔洞多，坝体结构尺寸大。根据三

峡工程大坝、厂房结构要求，一般坝段宽度21～25m（左岸厂坝段非钢管坝段宽13.3m），设置两条纵缝，将大坝顺水流方向划分长度控制在25～56.3m，二期厂坝工程大坝共有169个坝块，大坝浇筑块最大面积为1 2m2（左导坝段第4块）。

1 混凝土生产和质量控制

1.1原材料供应与质量控制

水泥采用525#中热硅酸盐水泥，水泥各项指标应满足国标和三峡标准的要求。针对三峡工程所使用的人工骨料除要求水泥熟料碱含量不得超过0.5%外，还增加水泥碱含量不得超过0.6%的要求；同时，为补偿混凝土的收缩，特别规定了MgO含量的下限为3.5%；水泥的进罐和入机温度，以有利于混凝土的温控。

粉煤灰采用I级灰，尽可能采用I级优质灰，粉煤灰主要品质要求见表2，掺量一般为20%～40%。 表2 三峡工程混凝土掺用粉煤灰技术要求 等级 细度 （45µm筛筛余）% 需不量比% 烧失量 含水量 三氧化硫% 碱含量 I级粉煤灰其中：优质灰 ≤12 ≤95 ≤5.0 ≤1.0 ≤3.0 ≤1.5 ≤12 ≤91 ≤5.0 ≤1.0 ≤3.0 ≤1.5 var _userid = '';var _siteid =2230;var _istoken = 1;var _model = 'Model03'; WebPageSpeed =141; UrchinTrack();

水泥、粉煤灰的质量控制按下列程序进行：

砂由下岸溪人工砂石料系统生产。采用山体开挖弱风化下限及微新斑状花岗岩制砂，设计生产能力：高峰期成品砂26.1万m3/月，总生产量为910万m3。三峡人工砂细度模数按2.4～2.8控制。

骨料以古树岭人工砂石料系统生产为主。骨料在进入拌和楼调节料仓前进行二次筛分。 骨料质量控制按以下程序进行：

水和外加剂：

混凝土拌和水采用专门生产的三峡工程生产用水。外加剂为具有引气、减水、缓凝等作用的优质复合型，外加剂品质必须符合GB8076-87《混凝土外加剂》和三峡工程标准的要求。目前，三峡工程根据六大原则选用的ZB-1A、JG3及X404等高效减水剂和DH9引气剂均满足要求。其质量控制按下列程序进行：

1.2 混凝土配合比确定

三峡二期工程混凝土配合比设计试验工作于1995年开始，1998年9月通过专家组的审查，试验达到了预期的目的：

①优选出品质优良、货源充足、技术先进、经济合理的混凝土原材料；②为二期工程招标提供混凝土配合比参数；③提出满足设计要求的，具有高耐久性、抗裂性、低热性、体积稳定、良好工作性和经济合理的，并达到国内外先进水平的高性能大坝混凝土配合比；④作为监理单位审批混凝土配合比的依据。实际施工中根据具体情况由施工单位在试验的基础上进行调整和优化。三峡工程混凝土施工配合比按以下程序确定：

1.3 混凝土拌和系统及拌和物质量控制

1.3.1混凝土拌和系统

结合塔带机施工特点，二期大坝工程共布置3座混凝土拌和系统，其中泄洪坝段及左厂11#～14#坝段布置两座，即大坝下游混凝土纵向围堰与土石横向围堰交界处?79 m和上游左岸?90 m两座混凝土拌和系统；左非12#～左厂10#坝段在大坝下游左岸布置1座?120m混凝土拌和系统。 每一座拌和楼均按混凝土出机口温度7℃配置制冷容量，各系统制冷工艺均采用二次风冷技术。

1.3.2 混凝土拌和物质量控制

拌和系统正式投产前要进行混凝土试拌，以确定最佳拌和时间和最优的投料顺序，使生产的混凝土机口各项指标达到规定的要求。混凝土拌和物质量控制按下列程序进行：

2 三峡二期工程大坝混凝土施工

2.1 设备布置

三峡二期工程大坝混凝土施工采用以塔带机为主，高架门机、塔机和缆机为辅的施工方案。设备具体布置见表3。 表3 二期工程大坝主要设备及其布置 部位 设备 数量/台 用途 泄（21#、14#、7#和1#）下块 TC2400塔带机 1/坝段 控制5～7个坝段范围 泄洪坝段上游?40～45m平台 SDTQ1800/60高加门机 3 上块混凝土浇筑、金结安装及上、中块辅工 泄23#～1#坝段下游 ?45m（?42m）栈桥 MQ2000塔机 K1800塔机 MQ1000门机

STDQ1800/60高架门机 1 1 1

1 下块混凝土浇筑、金结安装及中、下块辅工 左厂5#、6#坝段 MD2200TOP30塔带机 2 7#～14#坝段混凝土浇筑、

金结及辅工 左厂11#～14#上游 STDQ1800/60高架门机 1 相应部位的浇筑及辅工 左厂1#～16#上游 MQ2000高架门机 1 左厂下游?82m栈桥 MQ6000高架门机 1 压力钢管、机组埋件 var _userid = '';var _siteid =2230;var _istoken = 1;var _model = 'Model03'; WebPageSpeed =141; UrchinTrack();

在工程施工初期，由于塔带机处于安装、调试阶段，为满足工程建设需要，还采用了4台CC200型胎带机，300t履带吊及电吊，泄1#～3#坝段上游布置了1台MQ0/30型丰满高架门机，在泄5#坝段、左厂12#坝段顺水流方向分别布置1台塔机（25/10t40m）和丰满高架门机（MQ0/30型），左非17#、左厂6#坝段顺水流方向也各安装1台1260/60型高架门机，进行混凝土浇筑及辅助工作。由于供料线形成滞后，在塔带机运行初期，采用临时供料线，即在各塔带机处设置供料设施，通过汽车将混凝土从拌和楼运送至临时供料点，转至塔带机运送胶带上入仓、布料，随正式供料线（永久供料线）的形成，转入正常工况进行混凝土施工。 大坝△160m以上部分混凝土浇筑，主要依靠△120m栈桥上的2台MQ2000和4台STDQ1800/60高架门机及1台KROLL塔机。三峡二期工程还设置了两台摆塔式缆机，主要负责部分坝段混凝土浇筑及大坝金结的部分安装。

2.2 混凝土浇筑 2.2.1 仓面准备工作

（1）模板：普遍采用大型钢模板，包括平面和键槽模板，有特殊要求的过流面和异形孔口模板均进行专门设计和加工，对其相应的支撑体系进行验算，确保模板满足施工要求。

（2）钢筋、预埋件安装：严格按设计技术要求进行施工，做好加固、保护和防护等工作，确保最终质量满足施工技术要求。在三峡二期大坝工程钢筋施工中主要推广采用机械连接新技术，加快备仓进度，并能节约工程成本。 （3）施工缝处理：施工缝面主要用高压水冲毛，克服了以往低压水冲毛和人工凿毛的弊端。专用冲毛机的压力在15～50 MPa间调节，可满足不同标号混凝土在不同龄期的需要，保证做到施工缝面粗砂微露，使混凝土层间结合良好。

2.2.2 混凝土浇筑资源配置

开仓前仓内辅助设备齐全，劳动力充足、工种齐备。主要平仓、振捣设备完好，平仓振捣能力充足，并能进行低坍落度、大级配混凝土的振捣。为适应塔带机高强度的要求大部分采用多头振捣机，根据仓位大小配备1～2台4头、6头或8头的振捣机，同时还配置一定数量的手持式振捣棒对模板周边和细部结构的混凝土进行辅助振捣。

2.2.3 混凝土浇筑

混凝土浇筑时施工缝面处理，早期吊罐入仓部位或基岩仓仓面上，采取了铺设水泥砂浆的工艺，以保证新老混凝土（或基岩）结合好；针对塔带机皮带输送混凝土和皮筒下料，采取铺设同标号二级配混凝土或三级配富浆混凝土。同时，经过试验和初期施工了解了塔带机浇筑四级配混凝土的特性，采取有效措施解决了塔带机浇筑大级配混凝土分离和易产生大骨料集中的现象。

保持混凝土浇筑连续性和高强度，既是保证混凝土施工进度的要求，更是保证混凝土施工质量的要求。为此，根据塔带机浇筑混凝土的特点，三峡二期大坝混凝土多采用平浇法施工，混凝土浇筑层厚一般为2 m，坯层为0.5m；在复杂仓位和高温季节大面积仓位受温控条件的，采用大台阶法浇筑混凝土。而门塔机吊罐入仓的一般采用台阶法施工，低温季节覆盖能力满足要求时则采用平浇法施工。

2.2.4 混凝土浇筑质量控制

混凝土质量控制的重点是对浇筑过程进行严格控制，主要控制点如下：砂浆铺筑是否按设计要求厚度均匀铺筑，无漏铺；入仓混凝土料子是否合格，不同标号、级配的混凝土下料位置是否正确；平仓分层是否满足振捣设备能力要

求，是否铺料均匀，分层清楚，无骨料集中现象；混凝土振捣插入下层5cm，振捣有序，无漏振现象；铺料间歇时间合适，无浇筑温度超温、无初凝现象；混凝土浇筑仓无外水流入，泌水排除及时；预埋件、模板等在施工中保护措施得当，无变形、损坏现象。施工中主要以施工队伍施工责任心为基础，施工专职质量检测人员盯仓，监理人员旁站结合巡检，对影响混凝土各施工环节进行严格控制，发现问题及时纠正，若无法及时纠正，则由监理现场负责人员下令停仓进行处理。

混凝土浇筑收仓后，必须按要求进行养护，拆模后检查混凝土外观质量。一般缺陷由监理确定处理、并进行处理后验收工作，整理资料报相关部门；重要部位缺陷或施工过程发生的质量事故，由监理组织设计、业主、施工等相关单位或聘请专家召开专题会议，确定处理方案，并由施工、监理编写处理报告，业主、设计、监理联合检查、验收。

2.2.5 关键线路混凝土施工措施

溢流坝深槽坝段是三峡二期工程控制性关键线路，必须确保工期，否则，将影响?120m栈桥形成和按时达到坝顶高程。根据计划要求的1999年底施工形象面貌和1999年7月底实际的工程施工形象（详略），对溢流坝深槽坝段施工进度计划进行了分析，基本思路是达到或超过1999年计划

形象，再综合各种条件和影响因素由此确定1999年下半年施工计划，得到逐月混凝土浇筑仓次、强度（详略）。 根据分析研究，采取了如下措施：增加浇筑设备即拆除上游侧丰满门机，将?40m 轨道向左延长，SDTQ1800高架门机或胎带机停在?40m平台上浇筑该部位上块，下游?42m栈桥上增设1台SDTQ1800高架门机。安装之前，安装高9#和胎带机来满足混凝土入仓强度，充分利用胎带机的灵活性。最终确保了溢流坝深槽部位的工程形象。

3 混凝土温度控制

3.1 结构设计与温控指标

泄洪坝段大坝横缝间距21m，顺水流（最大长度约126.5m）设置2条纵缝，第1仓25～30m，第2仓39～44.7m，第3仓35～56.5m；厂坝每台机组对应坝段宽38.3m，坝段内设横缝将坝段分为25m宽的钢管坝段和13.3m的实体坝段，7#～14#坝段顺水流最大长度118m，设2条纵缝，各仓顺水流长度35～47m，1#～6#坝段最大长度85.9m，设1条纵缝；左岸非溢流坝段12#～17#，顺水流方向长52.05m，设1条纵缝，两仓长度为25～28m；左导墙坝段总宽32m，长度118m设3条纵缝，仓面顺水流长度22～40m，上游1和2仓中部设1条施工横缝，该横缝和第1条纵缝在?116.5m

处并缝。大坝允许最高温度表如表4。 表4 二期厂坝坝体混凝土设计允许最高温度值 单位：C 月份 部位 区域 12～2 3、11 4、10 5、9 6～8 溢 流 坝

段 第Ⅰ仓 基础约束区 脱离基础约束区 23 23 26 26 30 30 33 33 34

35～36 第Ⅱ仓 基础约束区 脱离基础约束区 24 24 27 27 31 31 32～33 34 32～33

36～37 第Ⅲ仓 基础约束区 脱离基础约束区 24 24 27 27 31

31 31～32 34 31～32 36～37 非 溢 流

坝 第Ⅰ仓 基础约束区 脱离基础约束区 23 23 26 26 30 30 31～33 33 31～33

35～36 第Ⅱ仓、Ⅲ仓 基础约束区 脱离基础约束区 24 24 27 27 31 31 32～33 34 32～33

36～37 12～17#坝 段基础约束区 脱离基础约束区 24 24 27 27 31 31 34

34 34～35

37～38 18#坝 段基础约束区 脱离基础约束区 24 24 27 27 31 31 32 34 34

36～37 var _userid = '';var _siteid =2230;var _istoken = 1;var _model = 'Model03'; WebPageSpeed =187; UrchinTrack();

3.2 混凝土温度控制

从混凝土配合比设计、外加剂选择等方面，尽量优化设计，使用骨料粒径较大的级配，以减少胶凝材料用量和水化热。选用符合设计控制指标（发热量、强度等）的水泥，充分利用后期强度、尽量多掺粉煤灰。采取预冷混凝土方式降低机口温度、入仓温度，确保浇筑温度，并结合后冷（通常温水或制冷水）措施控制块体实际最高温度不超过设计允许值。高温季节浇筑混凝土时，主体建筑物基础约束区或重要结构部位浇筑机口温度7℃混凝土，浇筑温度控制在14℃之内，一般部位浇筑机口温度14℃的混凝土，控制浇筑温度在18℃以内，为有效减少混凝土温度回升，汽车运输设置遮阳篷，拌和楼出料处设置喷雾设施，在仓面上也设置喷雾及

保温措施遮阳、控制接头温度回升。严格控制混凝土层厚、间歇期，避免出现长间歇，基础约束区层厚一般为11月至次年3月采用1.5～2m，4月～10月采用1.5m，脱离基础约束区层厚一般为2m，对控制工期的关键部位在冬季也部分采用3m层厚。

混凝土机口温度用普通温度计或红外测温仪测试，白天1～2小时测1次，夜间3小时测1次，每班开楼和机口温度超标需调整控制时，加密测温；入仓温度每1～2小时测量一次；浇筑温度，每个浇筑层不少于5个测点。部分仓内埋设测温管或测温计监控混凝土最高温度和温度变化过程。

3.3 通水冷却

三峡大坝混凝土施工中采用了初期通水、中期通水和后期通水的措施。初期通水主要在高温季节混凝土浇筑收仓后进行，用以控制混凝土的最高温度；中期通水主要在冬季之前进行，以降低混凝土的内部温度，削减混凝土的内外温差，防止冬季气温骤降时混凝土表面产生裂缝；后期通水的作用是使混凝土的内部温度达到设计的坝体稳定温度，以满足混凝土接缝灌浆的要求。

除按以上要求进行通水冷却外，还针对工程自身的结构特点和较高的温控要求，采取了一些特殊的初期通水措

施。一是对普通混凝土仓提前开始初期通水：三峡大坝混凝土仓面尺寸较大，一般1仓内埋设2组水管。1仓混凝土浇筑时间较长，夏季气温很高，混凝土浇筑后内部温度回升快，因此开浇后12 h就进行通冷却水。二是对孔口周边高标号混凝土进行竖向初期通水：泄洪孔口周边一般为R28400#二级配混凝土，其胶凝材料在400kg/m3以上，尽管采取7℃温控混凝土，但浇筑后的混凝土在一般施工层面铺设冷却水管进行初期通制冷水时，最高温度仍会超过40℃，不能满足设计要求；对此，在孔口周边钢筋上帮设聚乙烯塑料水管进行初期通制冷水的措施，有效地降低了混凝土的水化热温升，从而控制高标号混凝土的最高温度基本满足设计要求。三是对陡坡、填塘部位的混凝土在浇筑后进行通水冷却，使其达到或接近基岩温度（18～20℃），尽早开始上部混凝土的施工。

3.4 高温季节塔带机温控问题

塔带机供料线较长，转料次数较多（7～8次），供料线上保温措施难以实施，混凝土运送过程温度回升大。通过计算，在塔带机及供料线带速3～4m/s，日均气温32.6℃，生产率4m3/min，平均浇筑强度120m3/h时，从机口到入仓混凝土温度回升值约5.6～6.6℃。经初步实测在日均气温36.6℃，实测段气温30.8℃，生产率及浇筑强度未测，混凝土温度回升约4.6～9℃，温度回升与供料线生产率关系较大。

为解决高温季节塔带机浇筑混凝土问题主要采取措施为：①尽量避开白天高温时段浇筑混凝土，要求夜间浇筑混凝土工作量不少于所开仓混凝土总量的三分之二；②利用塔带机供料线的优势，加大混凝土入仓强度(大于120m3/h)，仓内采取铺设隔热被、喷雾等措施，控制仓面混凝土温度回升情况；③降低出机口温度，抵消温度回升；④供料皮带加设保温措施，全供料线加设保温措施，增加供料皮带荷载，特别是塔带机布料皮带增加荷载对转料平台安全带来不利影响，因此仅在转料斗处适当加设保温措施。