越南莱州水电站碾压混凝土重力坝设计与施工

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发布时间：2021-09-05

资料介绍

越南莱州水电站碾压混凝土重力坝
设计与施工
[越南] 阮红河等
摘要：莱州水电站为越南北部沱江干流梯级开发的最上游一级，由越南电力集团建设，下游还有山萝
水电站、和平水电站。沱江支流在建或已建的电站有3座，越南电力集团拥有其中的2座。目前，越南电力
集团在越南国家电网拥有的总装机容量为6 260 MW。对越南莱州水电站碾压混凝土重力坝的施工状况作
了介绍。
关键词：RCC重力坝；莱州水电站；越南
中图法分类号：TV642．2 文献标志码：A
1 沱江流域开发现状
沱江为越南北部红河的主要支流，发源于中国
境内，流域总面积为5．269]"km ，其中有一半在中
国境内。莱州水电站坝址控制流域面积2．6万
km ，坝址处多年平均流量为854 m。／s。越南电力
集团(EVN)属下水电站在沱江流域的分布及其主
要坝型和装机容量方面的相关数据列于表1中。
表1 越南电力集团在沱江流域的电站情况
2 莱州RCC重力坝设计
莱州(Lai chau)水电站的可行性研究历经许多
年，2009年，JSC工程咨询公司完成并提交了对该水
电站的可行性研究报告。2010～2012年初，根据国
际标准和越南的相关标准，完成了莱州水电站的技
术设计，包括对RCC原材料的评价。通过RCC拌
和试验，提出RCC配合比，保证了大坝经济、快速、
高质量地浇筑；同时，制定了详细的施工方案和施工
收稿日期：2015—12—26
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方法，优化施工设备配置，以满足2015年首台机组
发电的进度要求。2012年末，技术设计报告得到相
关主管部门批准。
大坝最大高度131．0 In，坝顶长620．0 m，选取多
个坝体典型断面，连同坝基一起进行结构分析和可靠
性分析，包括刚体的稳定性分析、有限元静力和动力
分析以及二维和三维有限元热应力分析。分析结果
表明：上游坝面垂直，下游坝坡比为1：0．75(V：H)，
坝顶宽度为12 m，在正常、非正常和极端荷载等各种
工况下，安全系数均满足设计标准。
采用运行基本地震和最大可信地震反应谱与时
程进行了动力分析，分析结果表明：在层间接缝处，
RCC的竖向抗拉强度应达到0．8 MPa，这一标准为
365 d龄期试样的特征强度。根据越南国内的工程
实践，该值可以作为验收标准，而在其他地区类似的
RCC大坝中要求进行广泛的取芯试验。热应力分
析表明，RCC浇筑的最高允许温度为20℃。
在高程190．0 m、233．0 m和265．0 rn处，分别
布置了3层廊道，其中，后2层廊道均延伸到了两岸
的坝肩处。在河床最大坝高段布置有2排帷幕灌浆
孑L，孔深进入基岩80 m处。在大坝和坝肩最低的廊
道中，布置有倾向防渗帷幕下游侧的排水斜孑L，最大
孔深为50 m。
RCC水泥含量较高，具有在简单浇筑程序下获
得较强结合力的和易性，这样可以加快施工进度，提
[越南] 阮红河等越南莱州水电站碾压混凝土重力坝设计与施工
高现场浇筑质量，无需施工冷缝处的垫层混合料或
砂浆。RCC配合比的设计和优化分为4个阶段，采
用不同的水泥，1种粉煤灰，缓凝外加剂和2种骨
料。推荐并用于RCC重力坝施工的RCC配合比的
强度满足要求，每立方米的水泥用量为220 kg，其中
60 kg为PC40水泥，160 kg为粉煤灰，PC40水泥起
初从巴森(But Son)水泥厂采购，后期则从距离较近
的安平(Yen Binh)水泥厂采购；粉煤灰从普吏(Pha
Lai)燃煤热电厂采购。
热电厂生产的粉煤灰残余含碳量(燃烧损失)
较高而且含量变化也比较大。根据越南相关主管部
门的要求，需要对粉煤灰实施处理，且处理后的残余
含碳量不得高于6％。经碳分离处理后，粉煤灰的
燃烧损失最大值降至3％。混凝土骨料最大粒径为
50 mm，单位含水量为110 kg／m 。RCC的初凝时间
为l8—24 h，因此每一层RCC均可在初凝时间内浇
筑完成，从而增强了RCC的整体性，减少了在浇筑
下一层RCC之前对层间缝处理的工作量。如果每
层RCC体积均不超过1 000 m ，那么其初凝时间可
缩短至9—15 h。
莱州水电站与山萝水电站使用的是同一级别的
RCC，其特点之一是使用池灰，而且是首次大规模使
用。拌和试验表明，尽管这种F级粉煤灰(美国材料
与试验协会标准C618)的残余碳含量较高，但是具有
黏结力强、强度高的特点。因此，仍确定将其用于山
萝水电站RCC坝的施工。粉煤灰这种优良性质与I
类水泥相结合并将其用于大坝工程中，可大幅减少
RCC中的水泥用量，且能达到混凝土的强度要求。
由于采用了以下几项措施，使山萝和莱州水电
站大坝的耐久性可得到有力保证。
(1)充分利用了本被废弃的粉煤灰。
(2)减少水泥的用量(如果使用碾磨生产的不
含火山灰的石粉来代替粉煤灰，那么山萝水电站
RCC中的最终水泥用量将会是其实际使用量的2．5
倍，莱州水电站RCC中的水泥用量更低)。
(3)开辟新商机(拓展混凝土的应用范围，将
未完全燃烧的碳作为煤来销售等)。
3 施工速度
RCC坝施工的主要优势在于混凝土的浇筑速
度快，可以保证项目的施工进度。山萝水电站建在
莱州水电站的下游，2008年1月11 Et至2010年8
月26日，共浇筑RCC 270万m。，是越南第一个按期
完工的大型公共项目。项目完工以后，越南电力集
团每天获得的发电收益达100万美元。
莱州水电站的RCC浇筑施工在2015年4月中
旬完成，比原计划的5月底完工提前了将近2个月。
工程于2015年底实现首台机组投运发电，每天的发
电收益为50万美元。像山萝和莱州水电站这类水
电工程，不能因为发电效益而过分强调施工速度的
重要性，如果能如期或提前完成，不仅能增加发电
量，且可降低承包商现场施工的费用。
4 施工安排
2013年3月7日，莱州RCC坝开始在狭窄的河
谷中施工，共分成4个坝段，每个坝段均由几个单元
组成。对前期施工图所需的3台缆机和单元工程的
布置，均采用由工程主管口头批准的方式，如果为了
简化RCC施工布置而需要对已获准的设计图纸进
行修改，那么其手续非常繁琐复杂。混凝土拌和楼
位于坝址下游，将RCC从拌和楼输送到坝上需要借
助于几台缆机，第1台和中间1台缆机主要负责施
工溢流表孔堰面以下以及电站进水口右侧至叠梁门
库的混凝土输送，第2台缆机主要用于左岸坝段施
工，中间的缆机同时又作为第3台缆机用于右岸坝
段的施工。
首先，对常规大体积混凝土以下及钢衬泄水底
孔以下的RCC进行施工，同时又对位于河床中部溢
流坝段常规混凝土溢流堰面以下的RCC进行施工。
根据施工进度安排，在对电站进水口处的常规混凝
土右侧RCC进行浇筑之前应留有一定的间歇时间，
以进行电站进水口常态混凝土的施工；间歇后，才能
开始左岸非溢流坝段RCC的浇筑。由于压力钢管
和电站进水口常规混凝土施工留有2段较长的间歇
时间，从而影响到了整个RCC的施工进度(部分是
由2014年6—9月第2条RCC施工缆机安装原因
所致)。第3条RCC施工缆机的安装进展比较顺
利，河床导流明渠内的RCC浇筑施工于2014年12
月10日顺利开始。截止2015年3月初，大坝仅剩
右岸非溢流坝段上部35 m高度未完成。
尽管莱州水电站的混凝土浇筑程序比较复杂，
但同时也具有一大优势，由于浇筑单元相对比较小，
RCC可层层连续浇筑；坝体中的水平施工缝有98％
是“热合”的，除了必要的清理以外，无需对层间缝
进行任何处理就可以保证现场浇筑RCC的质量。
莱州水电站RCC浇筑进度的另一个控制因素
是导流方案，旱季为2个10 m×16 m(宽×高)的导
流底孔导流，汛期导流则增加1条底宽为34 m的