[摘要]百色水利樞紐是一座以防洪為主，兼有發電、灌溉、航運、供水等綜合利用效益的大型水利樞紐，是治理和開發郁江的關鍵性工程，也是西部大開發的重要標志性工程。RCC主壩采用全斷面通倉薄層碾壓連續上升施工工藝。在總結棉花灘RCC大壩成功建設經驗的基礎上，依靠技術創新，充分利用新工藝、新材料，在提高工程質量的同時，有效地加快了施工進度，取得了顯著的經濟效益，使我國的碾壓混凝土筑壩工藝水平邁上了新臺階。
　　[關鍵詞]RCC主壩，工藝，優化，創新，質量，進度
　　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、為不完全多年調節水庫；水電站布置在左岸，裝機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720m、壩底寬106m、頂寬10m、壩頂高程EL234m、最大壩高130m。壩體分3個部分，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88m，設有3個泄洪中孔和4個溢流表孔。中孔斷面為4.0×7.0m（寬×高），表孔斷面為14.0×19.0m（寬×高）。溢流壩段下游設鋼筋混凝土消力池，其尺寸為128.6×82.0m（長×寬）。大壩溢流壩段典型斷面圖見附圖1。
　　壩體內部采用R18015MpaS2準三級配RCC，上游防滲層為R18020MpaS10二級配RCC，下游面設置一定范圍的R18020MpaS10二級配RCC，溢流面等抗沖部位采用R9040Mpa準三級配摻纖維混凝土。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，常態混凝土46.6萬m3、鋼筋制安8540t。
　　樞紐工程分兩期建設，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，其中準備期2年，主體工程建設期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，首臺機組發電；2006年12月，一期工程竣工。
　　2RCC筑壩工藝優化
　　2.1果斷決策，提前大江截流
　　按照百色RCC主壩工程投標階段的施工總進度安排，2002年10月必須實現大江截流，年底開挖結束，第一個枯水期至2003年5月15日要澆筑60萬方混凝土，實現安全度汛。如果按照常規，按部就班安排計劃，很難達到預定目標。施工單位提出“向非關鍵線路上要資源，向關鍵線路上要時間”的思路，并通過充分論證，大膽決策提出科學的預截流方案，并與業主、監理多次協商，征得同意，給予改變原先的截流方案，實行提前半年截流。2002年3月21日，大壩上游土石圍堰形成，預截流宣告成功。從根本上改變了前期工程的被動狀況，為完成第一個枯水期澆筑任務打下堅實基礎。

　　2.2利用“一汛”洪水間歇期完成基礎固結灌漿，為實現“二枯”混凝土澆筑120萬方打下堅實基礎
　　利用洪水間歇期，爭分奪秒地穿插安排施工生產。在“一枯”結束后，主壩固結灌漿能否按時完成，是制約“二枯”能否提前或按時開澆的關鍵因素。主壩基礎地質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，地質破碎，完整性差。主壩河床中間存在F6和F46二條順水流向的大斷層，寬度達15m，這二條大斷層對主壩的防滲和穩定極為不利。因輝綠巖地質硬而且脆，節理和裂隙發育。無蓋重固結灌漿無法達到灌漿預期效果，最后決定在砼面上進行有蓋重固結灌漿。經過精心組織，苦干加巧干利用“一汛”期間完成近10萬米的壩基固結灌漿，為“二枯”混凝土澆筑贏得了直線工期，為順利實現混凝土澆筑120萬方打下了堅實的基礎。
　　2.3最大限度利用汽車入倉，充分發揮RCC斜層碾壓快速上升特點取得新的突破
　　根據壩體結構特點及有利地形狀況，最大限度的利用汽車直接入倉方式提高入倉強度，以充分發揮斜層碾壓的薄層連續上升速度快的優勢，為了配合此方案的有效實施，我們在采取嚴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采取設置斜坡道進行RCC臺階式退澆，加快了工程進度，同時解決了中孔施工運輸通道問題。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用，最大坡比為1∶20，為國內首創，開創了當時國內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，充分體現了斜層碾壓的優勢，尤其在2003年12月2日值碾壓混凝土筑壩年會在百色召開之際，主壩日澆筑突破6500方，創造了新的記錄，學風嚴謹的RCC專委會主任王圣培在參觀完現場后高興地說，百色RCC從汽車入倉、攤鋪到攤平碾壓均表現出一流水平，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過認真仔細的實地考察和對壩上鉆孔取芯及壓水檢查，從芯樣獲得率、芯樣外觀檢查、縫面及層面結合情況、壓水實驗透水率、強度實驗以及施工過程中壓實度檢測等各方面綜合評判，閩黃聯營體承建的RCC大壩碾壓混凝土已達到良好以至優良的水平。
　　2.4變態混凝土在百色RCC主壩中得到了廣泛應用
　　在RCC主壩施工中，變態混凝土總方量達16.33萬m3,得到了廣泛應用。上下游模板邊、壩基找平層、止水設施周邊、廊道和電梯井周邊、廊道預留槽回填、拼縫鋼筋網部位及振動碾碾壓不到的部位均采用變態混凝土施工。尤其是在上游模板邊設置1.1m過渡區，很好的彌補了二級配RCC防滲區層間結合面引起的薄弱環節，此范圍內的混凝土是同RCC一起入倉攤鋪，只要在相應區域內插孔加漿即可形成變態混凝土。防滲層變態混凝土過渡區工藝的應用，保證了大壩防滲區的抗滲能力，同時提高了混凝土澆筑強度，而且從后期取芯情況表明，該區域混凝土各項檢測指標顯示良好，這有力證明了該工藝是值得信賴的，對超百米高壩的抗滲設計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，對主壩變態混凝土加漿工藝進行了改進，設計了簡便易操作的插孔器。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（有計量）孔內加漿，加漿時按照一桶漿液加漿孔數，從而實現控制加漿量目的。
　　2.4.2機拌變態混凝土
　　壩基找平層、拼縫鋼筋網部位等變態混凝土需求量大，采用機拌變態混凝土用攪拌車直接入倉澆筑，這種新的變態混凝土施工工藝，能夠滿足大體積變態混凝土的施工強度要求。
　　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”針對如何有效加快溢流
　　壩段施工進度時，工程技術人員經過慎密研究并征得
　　設計、監理同意，在溢流壩段下游側EL164.5～EL206.52
　　升程中，將溢流面高標號防沖磨層混凝土與壩體RCC同
　　步上升，同時為了保證高標號混凝土的澆筑質量及高性
　　能要求，在滿足高標號混凝土澆筑寬度的情況下，在其
　　與RCC之間增加RV20二級配變態混凝土，異種混凝土同
　　步上升的方案實施，明顯加快了施工進度。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澆混凝土改用預制塊混凝土施工
　　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驗，在百色RCC主壩溢流壩段上游閘墩牛腿部位施工改用預制塊砼施工方案。從已施工情況來看，采用預制塊方案施工的牛腿部位，質量良好。
　　2.7壩體排水管優化設計
　　為了方便施工，增加上游側二級配區混凝土的下料倒車寬度，保證防滲層混凝土的碾壓質量，通過與設計單位協商，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量，可謂一舉兩得。
　　2.8上游壩面涂層采用新材料，大壩抗滲能力又添新屏障
　　為了提高百色水利樞紐RCC主壩的抗滲性能，在RCC主壩上游壩面設置36000m2輔助防滲涂層，防滲涂層采用德國漢高CR75防水寶和CT17界面處理劑新材料，從質量檢驗報告數據查看CR75產品物理力學性能均高于設計技術要求。從下閘蓄水觀測上游廊道情況看來，該涂層作為壩體上游側二級配碾壓防滲層混凝土的輔助，為大壩整個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用提供了可靠依據。
　　3RCC主壩筑壩工藝科研創新
　　3.1輝綠巖人工砂石粉在RCC中的利用研究，為施工提供了科學的依據
　　RCC主壩工程采用輝綠巖骨料，按巖石分類輝綠巖屬于硬質巖，強度高、硬度高、性脆，由于輝綠巖自身的巖性特點，致使輝綠巖人工砂級配不連續，石粉含量高。工程技術人員在RCC配合比試驗研究中發現：RCC的用水量、凝結時間、工作性能、強度和干縮等性能有別于其它工程RCC，特別是RCC凝結時間嚴重縮短，這在國內已建、在建的RCC工程中是前所未有的。經逐項排查，分析認為：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中的應用，無論在國際國內，百色工程均屬首例，無經驗可供借鑒，因此有必要對輝綠巖RCC性能及石粉在RCC中的利用進行深入試驗研究。
　　經過一年的研究試驗，完成了輝綠巖石粉微觀分析、石粉對RCC性能的各種影響、高溫氣候RCC凝結時間、輝綠巖砂石粉利用可行性、輝綠巖砂摻河砂RCC及摻纖維變態混凝土等項目的研究，取得了大量的試驗數據，掌握了輝綠巖及其石粉的微觀結構特點和性能，解決了高溫氣候RCC施工凝結時間問題、提出輝綠巖骨料RCC的多種優化方案，主要科研成果如下：
　　3.1.1（1）輝綠巖石粉顆粒十分細小，多數為微米級，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，同時在水化硅酸鈣凝膠的延伸過程中起支點作用。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，分析認為溶出性SO42-和Na+離子是造成輝綠巖RCC凝結時間的直接原因。
　　（2）由于輝綠巖自身特性，加工的人工砂級配不理想,人工砂中間級配缺乏，直接導致了用水量、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，RCC性能較優，密實度大，強度高；較高的石粉含量明顯減小RCC骨料分離、提高了RCC可碾性、改善了層間結合，但過高的石粉含量對RCC干縮、抗裂性能是不利的。
　　3.1.2由于輝綠巖骨料特性，導致RCC凝結時間嚴重縮短，這在國外國內已建和在建的RCC大壩中是前所未有的。經過對多種外加劑比選試驗，ZB-1RCC15外加劑通過增加新材料組分，可以明顯延長輝綠巖RCC凝結時間。在高溫氣候時段，保持RCC配合比參數不變，在適當提高外加劑摻量減小VC值的疊加作用下，延長了RCC凝結時間，滿足了百色輝綠巖骨料RCC亞熱帶炎熱氣候條件下的高強度施工。
　　3.1.3（1）輝綠巖微石粉具有填充增強作用。當石粉含量大于20%且微石粉含量較高時，可以采用石粉等量替代粉煤灰12～20kg/m3，改善了RCC工作性，RCC各項指標滿足設計施工要求，該技術方案可行，技術經濟效果顯著。
　　（2）針對輝綠巖人工砂顆粒級配兩極分化、石粉含量高的不利因素，采用在輝綠巖砂中摻部分河砂RCC技術方案，降低了石粉含量，改善了砂的顆粒級配，提高了RCC可碾性，延長了凝結時間，有效的降低了RCC的干縮率，對提高混凝土抗裂性能非常有利。
　　3.1.4迎水面防滲區碾壓混凝土中摻聚丙烯纖維試驗研究，可以有效的提高防滲區混凝土的抗滲、抗裂等性能。通過防滲區RCC摻纖維幾種方案的探討比較，直接拌制摻聚丙烯纖維RCC方法簡便易行,是提高碾壓混凝土抗滲、防裂的一條新的技術途徑。
　　3.2可調式懸臂翻升鋼模板系列的研制應用，使大壩外形美觀大方，高拔俊秀
　　為將百色RCC主壩建設成一座外形美觀、“達標”竣工的“精品”工程，并針對“外形美觀”這一時代要求，特成立了以總經理為組長的“廣西百色水利樞紐RCC主壩工程模板設計與制作小組”，聯合各方面人才進行技術攻關，共同研制了更加適合于大體積混凝土特別是滿足RCC通倉薄層連續上升的RCC施工要求的各類型可調式懸臂翻升鋼模板系列。該系列模板克服了混凝土面“格子”現象，精度高，且重輕（1.2t/塊），可實現連續翻升；斜面模板采用三層聯合受力方式，在很大程度上克服了下游斜面混凝土出現波浪狀的缺陷，使混凝土外觀質量得到進一步提高。與國內其它工程所用模板相比，該模板的系列生產、交替混合使用、模板零部件的通用等特點明顯，應用廣泛。可調式懸臂翻升鋼模板系列見附圖4～附圖6。
　　                
　　附圖4：直立面可調式懸臂翻升鋼模板結構示意圖附                      圖5：斜面可調式懸臂翻升鋼模板結構示意圖
　　
　　3.3小改革、小創意讓百色RCC施工錦上添花
　　在精心組織施工生產的情況下，極力提倡“創新一
　　點，領先一步”的理念，要求技術人員和廣大員工結合工
　　作實際，在開拓中求生存，在創新中求發展。經過不懈
　　能力，終于結出豐碩成果：倉面自制噴霧機、入倉口
　　可升降棧橋、二次污染處理設備、小型電動切縫機、壩體
　　養護自動滴噴裝置等輕巧實用設備研制應用，這些技術革
　　新既改善了施工成本，又提高了施工進度，使RCC碾壓施
　　工更加流暢。附圖6溢流面圓弧段可調式懸臂翻升鋼模板結構示意圖