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中國已建成的最高壩-二灘雙曲拱壩
摘要：本文就二灘雙曲拱壩的設計和施工技術特點，從拱壩體形設計、應力控制標準、壩肩穩定分析、泄洪消能布置、壩基處理和滲流控制、壩體混凝土設計、拱壩施工等方面作了比較全面的扼要介紹，同時也介紹了蓄水后拱壩安全監測的主要成果和拱壩工作性態的基本分析。
關鍵詞：二灘水電站 雙曲拱壩 設計 施工 安全監測
二灘水電站位于中國四川省西南攀枝花市境內的雅礱江下游、距雅礱江與金沙江的交匯口33km，是雅礱江干流上規劃建設的21座梯級電站中的第一座。
二灘水電站是一座以發電為主的大型水力發電樞紐。水庫控制流域面積11.64萬km2，正常蓄水位1200.0m，發電最低運行水位1155.0m，總庫容58.0億m3，調節庫容33.7億m3，屬季調節水庫。電站內裝6臺550MW的水輪發電機組，總裝機容量3300MW，多年平均發電量170億kW·h，保證出力1000MW，是中國20世紀末建成投產的最大水電站。樞紐主要建筑物有混凝土雙曲拱壩、左岸引水發電地下廠房系統、右岸兩條泄洪洞等，雙曲拱壩最大壩高240.0m，為中國已建成的最高壩。
二灘水電站1991年9月14日開工，1993年11月大江截流，1998年8月18日第一臺機組投產，11月第二臺機組投入運行，1999年4月拱壩工程基本完工，其余4臺機組在1999年內投產。二灘水電站自工程正式開工歷時8年零3個月全部建成投產。
1 壩址地形地質條件
二灘水電站壩址兩岸谷坡陡峻、臨江坡高300m～400m，左岸谷坡坡度25°～45°、右岸谷坡30°～45°，呈大致對稱的“V”型河谷。河床枯期水位1011m～1012m，水面寬80m～100m，河床覆蓋層厚20m～28m.樞紐區基巖由二迭系玄武巖和后期侵入的正長巖以及因侵入活動形成的變質玄武巖組成，均為高強度的巖漿巖、濕抗壓強度在170～210MPa之間。壩區巖體完整性較好，構造破壞微弱，斷層不發育，無大的構造斷裂及順河斷裂，小斷層僅4條，延伸不長、以中高傾角與河床正交或斜交，破碎帶寬0.1m～0.6m，結構緊密。此外，右壩肩中部存在一條因熱液蝕變和構造綜合作用形成的綠泥石——陽起石化玄武巖軟弱巖帶，帶寬10m左右。壩址屬較高地應力區，河床下部左岸高程954m至976m部位，實測最大應力50.0～65.9MPa，高程1040m附近18.8～38.4MPa.壩區巖石抗風化能力較強，風化作用主要沿結構面進行和擴展，總體風化微弱。拱壩建基面主要為弱偏微風化或微風化至新鮮的正長巖、變質玄武巖、微粒隱晶玄武巖和細粒杏仁狀玄武巖，巖體多為塊狀至整體結構、局部為鑲嵌至碎裂結構，結構面閉合。
壩基水文地質條件簡單、無集中涌水和滲水，基礎巖體滲透性微弱、具有隨深度增加而減弱的垂直分布特征，但不均一，相對不透水層的埋深變化較大。
樞紐處在川滇南北向構造帶的中段西部相結穩定的共和斷塊上，斷塊內不存在發震構造，歷史上無強震記載、壩址區地震基本裂度為Ⅶ度。拱壩及樞紐主要建筑物按Ⅷ度設防。
2 拱壩體形
二灘雙拱壩最大壩高240m、拱冠頂部厚度11m，拱冠梁底部厚度55.74m，拱端最大厚度58。51m，拱圈最大中心角91.5°，拱頂弧長774.69m.
二灘拱壩體形為拋物線形雙曲拱壩。平面上拱端曲率較小而趨扁平化，加大拱推力與岸坡的夾角、有利壩肩穩定，同時通過調整拱圈的曲率和拱厚使應力更趨均勻合理。由于壩址河床兩岸地形并不完全對稱，左半拱和右半拱采用不同的曲率半徑，頂拱中心線曲線半徑在349.19m～981.15m范圍�？v向曲率是考慮施工期獨立懸臂壩塊高度按允許產生的自重拉應力1.5MPa來控制，適當加大縱向曲率并保持壩面的連續性而使壩體獲得較好的應力分布。相應的上游壩面最大倒懸度為0.18.
壩體設置三層孔口：7個表孔、6個中孔和4個放水底孔。為滿足大壩監測、灌漿、排水、交通等要求，在壩內沿高程設置了基礎廊道，上、下檢查廊道和交通廊道共4層廊道。
拱壩共分39個壩段，不設縱縫，壩體混凝土通倉澆筑。
3 拱壩控制應力與壩肩穩定分析
二灘拱壩壩體混凝土分成A、B、C三區，其設計強度分別為35MPa、30MPa、25MPa，設計齡期為180d.壩體應力分析按拱梁分載法，壩基變形特性采用伏格特地基模型。
蓄水前對大壩的應力狀態進行復核計算�；竞奢d組合工況下，上游面最大主壓應力6.66MPa，發生在1205m高程拱冠；最大主拉應力0.99MPa，發生在1130m高程右拱端。下游面最大主壓應力8.82MPa，發生在1010m高程左拱端，最大主拉應力0.15MPa，發生在980m高程拱冠附近。
在采用拱梁分載法進行壩體應力計算時，還進行了有限元地基取代伏格特地基的壩體應力計算和模擬施工過程的分析計算、有限元一等效應力法的應力分析以及三維非線性有限元分格和結構模型試驗等。
二灘拱壩壩基巖體巖性堅硬，多屬塊狀和鑲嵌結構。壩肩穩定分析采用剛體極限平衡法進行穩定計算，用敏感性浮值分析來判別穩定條件和影響失穩的主要因素。穩定分析的荷載主要考慮拱推力(含壩體自重)、巖體自重與滲透壓力等，滲透壓力按不考慮防滲排水作用時最大可能值的100%、50%、33%、25%四級浮動。
各種分析方法成果均表明，滲透壓力對拱座穩定的影響相當顯著，對底滑面作用更突出，當滲透壓力由最大可能值降至50%時，安全系數成倍增加。加強和做好排水措施至關重要。
此外，在壩肩穩定分析中，還用三維有限元分析巖體內的點抗剪安全度進行校核，并分別用脆性破壞和塑性破壞巖體力學參數進行地質力學模型試驗，綜合評價壩肩的穩定條件。
4 壩基處理和滲流控制
二灘拱壩壩基巖石條件較好，在滿足拱壩結構應力和壩肩穩定的條件下，按不同部位分別對待，保留了部分經灌漿處理后可作為壩基的弱風化中段巖體。左岸拱座水平嵌深22m～50m、平均32.6m；右岸拱座水平嵌深26～59m、平均39.1m.對壩基中存在的部分軟弱(破裂)巖石(面積約占10%)和斷層破碎帶按不同深度開挖(局部槽挖)后用混凝土進行置換。置換開挖的深度一般5m～6m，綠泥石——陽起石化玄武巖軟弱帶置換深度達15m.此外，由于壩基開挖爆破松動和開挖面暴露時間較長而引起巖體松馳的影響，對壩基進行了全面固結灌漿處理。
壩基固結灌漿共13.7萬m，按不同部位的巖體質量和壩踵、壩趾、防滲帷幕線等不同要求，分為三個常規灌漿區和三個特殊灌漿區。常規灌漿區布孔間排距3m×3m，孔深8m～18m，灌漿壓力0.4～1.5MPa，使用525＃普通硅酸鹽水泥；特殊灌漿區布孔間排距1.5m×1.5m，孔深13m×25m，其Ⅰ、Ⅱ序孔用525＃普通硅酸鹽水泥，灌漿壓力分別為0.7～1.5MPa和1.0～2.0MPa，Ⅲ序孔用比表面積6900～8300cm2/g的超細水泥漿液，灌漿壓力1.5～3.5MPa.固結灌漿施工中，采用了無蓋重灌漿和有蓋重引管灌漿兩種方式。有蓋重引管灌漿是從灌漿孔預埋1英寸的水平灌漿鋼管引至壩基外，待混凝土澆筑一定厚度后施灌。有蓋重高壓引管灌漿的目的是為了保證吃漿量低的部位和無壓灌漿后，表層0～5m不滿足要求部位的灌漿效果。引管灌漿壓力2～4MPa，最高達4.5MPa.
固結灌漿檢查標準除壓水試驗呂榮值外，還用聲波檢查，并以聲波檢查值為主，其標準為：正長巖Vp≥4500m/s；玄武巖Vp≥5000m/s；表層5m局部范圍Vp≥4000m/s.滿足高拱壩對基礎的力學及變形性能要求。
二灘壩基水文地質條件簡單，基巖透水性微弱，滲流控制按“防排結合、以排為主”的原則布置。在拱壩壩基和下游二道壩基礎各設置一道防滲帷幕。拱壩帷幕中心線近似平行壩軸線，左岸深入拱座山體然后折向上游與地下廠房防滲帷幕連成一體，右岸從壩頭折向上游與泄洪洞進口防滲帷幕相接。
拱壩基礎排水系統由兩道排水幕、壩內集中井和深井泵房組成。第一道排水幕在防滲帷幕中心線下游約15m處、沿左、右壩肩不同高程各設置4條排水平硐與壩內集水廊道、集水井相接，排出的水由深井泵房集中抽排。第二道排水幕位于壩趾貼角處，排水進入下游水墊塘。除此而外，壩后抗力體的排水平洞和水墊塘排水廊道、排水暗溝和二道壩的排水，通過水墊塘深井泵房集中抽排。
5 泄洪消能建筑物
二灘工程設計洪水重現期為1000年，洪峰流量20600m3/s，校核洪水重現期5000年，洪峰流量23900m3/s.為了適應高水頭、大流量、泄洪頻率和狹窄河段的特點，二灘工程的泄洪布置采用壩身7個表孔、6個中孔和右岸兩條泄洪洞共三套泄洪設施組合的方案。三套泄洪設施可以多種運行方式組合，互* 鉤浜捅贛茫?榛羈煽�。�?仔購檣枋┑男沽魅牒擁閶睪*道縱向分開，且出流末端采用不同的消能工、擴散水流減小沖刷。表、中孔聯合泄洪，其水舌上下碰撞消能、充分摻和分散水流。
壩身孔口布置在拱壩中間河床壩段。7個表孔沿壩頂呈徑向布置，每孔尺寸11m×11.5m(寬×高)，設弧形閘門控制水流。表孔中間閘墩首部寬11m、尾部寬2m，孔口呈擴散狀，兩邊墩為不擴散的直線型，以防水流擴散沖擊岸坡，出口采用大差動俯角跌坎加分流齒坎的消能形式、單號孔跌坎堰面俯角30°，雙號孔俯角20°，中間5孔每孔設置兩個緊靠閘墩的分流齒坎，兩個邊孔只靠邊墩各設一個分流齒坎。通過大差動跌坎加分流齒坎，出口水流縱、橫向充分擴散，大大減小了對水墊塘的沖擊動壓。水工模型試驗表明，沖擊動壓比不設齒坎的情況要減小80%以上。7個表孔在設計洪水位時泄量為6300m3/s，校核洪水位時泄量達9800m3/s.
6個中孔布置在表孔閘墩的下部，為上翹型壓力短管，出口采用挑流，出口斷面尺寸6m×5m(寬×高)，出口底部高程1120m～1122m，弧門工作水頭80m.為避免徑向布置水流集中的影響并使水流縱向分散，6個中孔分為對稱的三組(1＃和6＃、2＃和5＃、3＃和4＃)，其上挑角分別為10°、17°和30°，平面上分別向兩岸偏轉1°、2°和3°。中孔全長均用鋼襯。6個中孔在設計洪水位時泄量6260m3/s，校核洪水位時泄量6450m3/s。
壩后消能防沖建筑物包括水墊塘和二道壩及二道壩下游護坦。水墊塘長300m，復式梯形斷面，底寬40m.水墊塘末端的二道壩為混凝土重力壩，溢流段寬100m，頂部高程1012m、最大壩高35m、壩內下游側設灌漿廊道和排水廊道。
兩條泄洪洞呈直線平行布置在右岸，兩洞中心距40m，系短進水口龍抬頭明流隧洞，斷面尺寸為13m×13.5m(寬×高)的園拱直墻式，長度分別為882.5m和1253.2m，進口底板高程1163m，洞身縱坡分別為7.9%和7%，出口底高程1040m，泄洪落差160m，出口采用挑流消能。設計泄洪能力2×3700m3/s，校核洪水時泄量達2×3800m3/s，最大流速為45m/s.除采用高強硅粉混凝土襯護外，分別在兩條泄洪洞中設置5道和7道摻氣設施，摻氣設施采用帶U型槽的挑坎。出口水流經挑坎擴散后落入下游河床。
6 拱壩施工
二灘工程施工導流采用河床圍堰、兩岸隧洞導流的方式、導流建筑物按重現期30年的洪水13500m3/s設計，左、右岸各設一條導流洞，長度分別為1089m和1167m，斷面為園拱直墻型，寬17.5m、高23m上、下游圍堰為土石圍堰，填筑高度分別為56m和30m，圍堰基礎防滲采用高壓旋噴灌漿，基坑內基本無滲水。壩基開挖采用梯段爆破，邊坡系統噴錨、邊開挖邊支護。兩岸邊坡和右岸部分壩基用予裂爆破，其余壩基均用予留保護層的方法施工。拱壩混凝土施工的全過程采用計算機模擬程序進行監控，保證了施工計劃的實施。
6.1 混凝土原材料和配合比 水泥采用攀枝花市渡口水泥廠生產的525＃硅酸鹽大壩水泥，28d膠砂抗壓強度平均達59.39MPa；7d水化熱259.19KJ/kg.粉煤灰采用攀枝花市河門口熱電廠生產的粉煤灰，外加劑為國產ZB-1萘系高效減水劑和AEA202引氣劑。骨料是正長巖，質地堅固、新鮮、粒型好、質量穩定，砂子細度模數平均2.85(2。58/3.17)，石粉(＜0.074mm)含量平均4.3%，砂子含水率平均6.25%(3.7%/8.8%).
為保證混凝土的設計強度、耐久性和滿足施工和易性及溫控的要求，對拱壩各分區混凝土的配合比主要參數作了嚴格規定，見表1。
表1 混凝土設計強度及配合比主要參數
注：大壩全級配混凝土試件為45cm立方體，濕篩后試件為20cm立方體；有錨索間墩和大梁混凝土齡期為90d，全級配試件為30cm立方體。
拱壩A、B、C各分區混凝土均用四級配(最大骨料粒徑152mm)，A區主要用于靠基礎部位的強約束區和孔口周圍，占混凝土總量的22.4%；B區用于壩體中部，占62.6%；C區用于壩上部左右兩邊，占15.0%.壩體混凝土不分內外，不設縱縫。實施施工使用的混凝土配合比見表2，抽樣試驗結果見表3.
表2 混凝土施工配合比
表3 混凝土抽樣試驗結果
注：錨索墩梁混凝土齡期為90d；抗壓強度合格率100%、保證率99%；混凝土絕熱溫升值＜27℃；混凝土具有20με左右的微膨脹性能。
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論文出處(作者):
6.2 人工砂石骨料生產 根據混凝土高峰生產強度，骨料加工設計生產能力為1000t/h，主要由予初碎、初碎和閉路式二、三、四次破碎篩分車間和粗、細砂處理塔以及細砂棒磨車間、后篩分樓及相應的皮帶運輸機等設施組成，設備先進配套。
正長巖料場位于左壩肩上游約600m的金龍溝下游側，高程1330～1555m，儲量約470萬m3。骨料加工廠因地制宜、布置在石料場下部臨河山坡1320m～1300m高程，近200m長，總寬約50m～60m的三個近乎平行的臺階上，包括二次破碎后的閉路生產系統和成品儲料豎井。該區域與石料場之間最大高差250m，開挖石料沿金龍溝滾落至集料平臺、進入40m深的進料豎井、經顎式予初碎機破碎成粒徑＜450mm的料(生產能力1200t/h)，洞內皮帶機運至洞口1320m高程的旋回式初碎機、破碎成粒徑＜250mm的半成品料(生產能力1000t/h)，儲存于1.5萬m3的人工推料場。半成品料進入閉路式生產系統，經二碎、三碎和四碎、分別生產出粒徑≤152mm以下各級骨料，經沖洗篩分后、粗骨料按4.8mm/19mm、19mm/38mm、38mm/76mm、76mm/152mm分成四級，細骨料分粗砂(1.2mm/4.8mm)和細砂(0.074mm/1.2mm)兩級，部分細砂由棒磨機生產補充。各級成品骨料分別儲存于10個不同直徑(D＝7m～15m)、不同深度(52m～67m)的儲料豎井中，總儲量10萬t、可供混凝土高峰生產6天左右。成品粗細骨料經儲料豎井下的地下輸料廊道用皮帶機(寬2m、長280m)運送到拌和樓頂部進行二次篩分和脫水，然后分別送入拌和樓儲料倉(在輸料廊道內同時進行預冷).該系統的主要特點是：①從石料開采、破碎加工到骨料儲存運輸、沿陡坡從上到下成臺階布置，利用地下洞運輸、儲存和予冷骨料，不僅解決了垂直運輸問題、大大節省了運輸時間，而且減少了骨料予冷的難度、減少了資源消耗，且人工砂石料的含水量也比較穩定。②采用五級破碎和閉路生產工藝、提高了生產效率，且易于調節各級骨料的生產；砂子分粗細兩級，更有利于控制級配、細度模數和含水率。骨料加工廠的實際生產能力達日平均生產18000t各種粒徑的成品骨料，可供8000m3混凝土用量，保證混凝土連續均衡生產。
6.3 混凝土拌和、運輸及澆筑 兩座拌和樓布設在左壩肩上游約50m、高程1205m、8＃公路內側擴大的平臺上，每座拌和樓裝4臺4.5m3自落式拌和機，四級配混凝土每拌一次約需3min，二座拌和樓理論生產能力為720m3/h、利用系數0.65，每月可生產28萬m3混凝土，用于拱壩和其它主體建筑物。
混凝土運輸距離30m～50m，5～6部側卸式罐車(9m3)運料、再由輻射式纜機吊運到倉面，從吊運入倉到返回一個循環時間約5min，每臺纜機平均生產能力108m3/h.三臺輻射式纜機承擔大壩混凝土運輸和輔助工作，每臺纜機吊重30t，跨度1275m，右岸為固定端，左岸移動端可沿扇型軌道(長332m)爬坡15°行走，除右岸38＃和39＃壩段外，三臺纜機可覆蓋所有的大壩混凝土澆筑倉面。38＃和39＃壩段的澆筑，仍由纜機將混凝土吊運到37＃壩段，再用Rotec皮帶機轉運到倉面。
拱壩共分39個壩段，每個壩段寬約20m，通倉澆筑，澆筑塊最大面積1200m2(20m×60m)，每塊澆筑高度3m，共1980塊。河床最高壩段有80塊。大壩模板為定型鋼支架懸臂模板、可調節前俯后仰，調節最大角度分別為32°和20°，面板為21mm厚的膠合板，模板尺寸用3.6m×3.15m及其它尺寸。�？p采用球面鍵槽模板，面板為鋼板沖壓成直徑80cm、深15cm的球面、球面間距20cm，然后固定在上述模板的面板上。這種模板可減少橫縫接縫灌漿的阻力、且抗剪作用均勻、拆裝方便。一般情況下，一個澆筑塊由2臺纜機供料，配2臺平倉機、2臺振搗臺車(每臺帶有8個直徑152mm長600mm的插入式振搗棒、間距80cm，每30s可完成約3m3混凝土的搗固)，另配5～6個不同規格的手持式振搗棒、用于臺車難于到達的部位�；炷翝仓亴雍穸�50cm，每層澆筑歷時＜3小時，并及時覆蓋上一層混凝土，每塊分6層澆筑。收倉12h后噴水養護，初凝后終凝前用低壓水(壓力＜1巴)沖洗水平施工縫表面、去除乳皮，上塊混凝土澆筑前用高壓水(壓力為400巴)沖洗。壩塊拆模后，混凝土側面掛多孔水管，由上至下噴淋養護。每個壩塊混凝土澆筑、首先在下層水平施工縫面上鋪上稱之為接觸層的混凝土，然后在其上澆筑原級配混凝土。接觸層混凝土用一、二級配混凝土鋪墊，相應厚度為10cm.對于基巖面則是先澆一層50cm厚的二級配混凝土、然后在其上澆筑四級配混凝土。
二灘拱壩混凝土一共415萬m3，從1995年2月23日開始澆筑至1998年8月底完成壩體澆筑，歷時42個月，平均月澆筑強度10萬m3，高峰期曾連續9個月澆筑13.3萬m3，其中5個月過15萬m3，最高月澆筑達16.5萬m3、年澆筑量155.2萬m3。
已澆筑混凝土鉆孔檢查，A區混凝土芯樣180d抗壓強度為54.6MPa， 28d劈拉強度2.97MPa，28d芯樣波速＞4500m/s，鉆孔壓水呂榮值一般為零；齡期為284～452天的244個芯樣，其平均抗壓強度60.06MPa、劈拉強度6.2MPa，容重2597kg/m3.B區混凝土齡期為124～267天的217個芯樣，平均抗壓強度55.8MPa，劈拉強度4.13MPa，容重2589kg/m3，芯樣滲透系靈敏K＝0.957×10-10，抗滲指標＜S15.C區混凝土兩個鉆孔的檢查結果為：齡期337～376天，芯樣抗壓強度57.6MPa，劈拉強度4.17MPa，壓水試驗呂榮值0.30。
鉆孔檢查還表明，水平施工縫接觸層的粘結性能良好，芯樣結合層面有80%沒有斷開，芯樣波速為其相應孔壁平均波速的94.89%，接觸層壓水試驗的呂榮值絕大部分為零(僅一個側點達1.28).室內抗剪試驗結果，接觸層抗剪強度與本體混凝土抗剪強度比值＞98%.混凝土與基巖的結合性能也是相當良好的。
已建成的二灘雙曲拱壩體型控制良好，經36730個實測點計算分析，拱壩體形中誤差為±22.4mm，平均偏差±18.22mm，表面規整平順，滿足設計要求。
6.4 混凝土溫控措施 二灘拱壩采用中熱大壩水泥并摻30%的優質煤灰，不僅可降低水泥用量，且實測資料表明，比不摻粉煤灰的混凝土絕熱溫升降低7～8℃。施工中生產低溫混凝土、嚴格控制入倉澆筑溫度和澆筑間隔時間以及壩塊的后冷和養護都是防止和減少壩體混凝土裂縫的主要溫控措施。
二灘拱壩經分析論證后將壩體分為約束區(Ⅱ區)和非約束區(Ⅰ區)實施溫控，所謂約束區是指距基巖t/4或距老混凝土(齡期達14d及以上者)t/8以內的區域，這里t是大壩在基巖處或老混凝土處的徑向厚度、即澆筑塊長度。要求約束區入倉澆筑溫度≤10℃，允許最高溫升到28℃，非約束區入倉溫度≤12℃，其中非關鍵部位(如C區混凝土)≤14℃，允許最高溫升到34℃～36℃。
為滿足混凝土入倉溫度的要求，控制出機口混凝土溫度8.5℃～9℃，為此，首先對骨料予冷、然后加冷水(3℃～5℃)及冰屑拌和混凝土。骨料予冷是在長280m的輸料廊道皮帶機上、用4℃冷水不斷噴淋浸泡，可將25℃的骨料冷卻至6℃左右，然后經二次篩分脫水后進入拌和摟儲料倉，倉內通4℃～5℃的冷氣保溫；砂子在廊道內用冷氣風冷至15℃左右。夏季高溫時(38℃)、照樣生產低溫混凝土(8℃～9℃)，不過拌和時幾乎全用冰屑。通常情況下加冰量為總用水量的40%.設兩座制冰樓，各裝8臺生產能力1t/h的制冰機，總計生產能力16t/h.每座制冰樓設100m3的冰庫，滿足全年生產低混凝土。
混凝土后冷采用埋設PE塑料冷卻水管(外徑32mm，內徑28mm)替代原設計采用的鋼管(外徑25mm，壁厚1.5mm～1.8mm)，PE管鋪設方便、接頭少、易修復。主管與分管并聯，主管供水壓力0.7MPa、流量100L/min，保證每根分管壓力0.35MPa、流量20L/min.后冷分一期冷卻和二期冷卻，一期冷卻主要是降低水化熱溫升，起削峰作用，控制最高溫升。冷卻水溫13℃～15℃，控制冷卻速率不超過1℃/d，將壩塊溫度降至22℃。二期冷卻是將壩塊溫度從22℃降至接縫灌漿溫度(14℃～16℃)，冷卻水溫6℃～8℃。二期冷卻需考慮混凝土強度發展情況，防止約束區連續冷卻太快。
二灘拱壩分塊澆筑的層間間隔時間要求3～14d，超過14d的下層混凝土作老混凝土對待，實際間隔時間一般為7d左右，此時混凝土溫度處于回降時段。此外，針對二灘壩區干燥多風、日照強烈、日溫差大及降雨集中的特點，要求加強混凝土的養護和倉面保護，拆模后噴淋濕養護不少于28d.
6.5 接縫灌漿 二灘拱壩分39個壩段，接縫灌漿按高程分為19個灌區，共計需灌422條縫。接縫灌漿溫度要求：有孔口的壩段(17～24壩段)在高程1145m以上16℃，以下14℃；其余壩段高程1061m以上16℃，以下14℃。接縫縫面為球面鍵槽，灌漿方式采用予留水平灌漿槽和預埋連接在灌漿槽上的進、回漿管的面出漿方式。漿液采用水灰比為0.45:1的單一配比濃漿，加0.25%的ZB-1高效減水劑，漿液2h析水率(2～3)%、Marsh Funnel粘度值37s～39s，可灌性較好，結石強度高(28d抗壓強度36～37MPa)。灌漿控制標準為：出漿口壓力≤0.35MPa或縫的增開度≤0.5mm，出漿濃度與進漿濃度一致且縫面不再吸漿后、壓力維持30min即可結束。
考慮到二灘大壩混凝土早期已具有足夠的強度且自身體積變形具有一定的微膨脹特性，接縫灌漿一般按2個月控制，實際施工各縫兩側混凝土的齡期最小55d，最大663d，接縫灌漿全年施灌。二灘拱壩接縫灌漿的實測溫度在14℃區域平均溫度12.3℃，16℃區域平均溫度14.7℃，平均超冷1.7℃～1.3℃。接縫張開度最小0.7mm、最大4.39mm、平均1.85mm，18灌區因在水庫已蓄水后設施受水庫蓄水影響，接縫張開度較小、平均0.21mm.水泥灌入量平均單耗為18.96kg/m2，平均每毫米張開度單耗為10.25kg/m2·mm.
灌漿后，經鉆孔(騎縫及跨縫)檢查結果，回收芯樣中有56.5%含縫芯樣完全膠結在一起，漿液在縫內的充填率達99%以上，結石厚度0.6mm～3.44mm，壓水試驗呂榮值基本為零，僅個別值達0.59.孔內聲波測試值在4200m/s以上，含縫方向與不含縫方向基本一致。
7 安全監測及拱壩工作性態
根據二灘拱壩和地基特點，監測設計重點監測拱壩變形與基礎滲流情況，同時進行應力、應變、溫度、橫縫開度、上、下游水位、地震反應等其它觀測項目。
電站自1998年5月1日下閘蓄水已經歷了1998年和1999年兩個汛期的水位升降。1998年水庫最高蓄水位至1183.70m，1999年汛期，最高蓄水位已達到1199.5m，接近大壩設計正常高水位。采集的大壩監測數據經分析，大壩及樞紐建筑物運行正常。
7.1 壩體及壩基變位監測 壩體及壩基變形監測，是分析和掌握大壩工作狀戊最為重要的監測項目。二灘監測設計采用垂線、大地測量、多點位移計、引張線/伸縮儀等方法對大壩及基礎的水平位移進行監測。
大壩正倒垂線系統主要布置在4＃、11＃、21＃、33＃和37＃壩段。為加強壩基變位監測，19＃和23＃壩段980m高程各布置一條長度80m的倒垂線；21＃壩段980m高程布置倒垂線組(同一部位布置兩條長度不同的倒垂線)，用以監測壩基深部變形。正垂線懸掛點與壩頂觀測墩及平面監測控制網構成一個整體，進行水平位移的監測。
大地測量監測網分永久監測網和臨時監測網兩套系統。永久平面基準網共計10點，62個方面，37條邊，按Ⅰ等三角測量技術實施。臨時變形監測網是為了滿足拱壩初期蓄水的需要，其基準網經修正從8點變為6點構成，共觀測24個方向，12條邊。
臨時變形基準網建立了15個水平變位測點，11個測點在拱壩下游壩面，分布于13�！�30＃壩段1040.25m～1169.25m高程范圍內，其余兩對4個谷幅監測點分別布置在1050.0m高程壩后貼角及壩后抗力體。
在5＃、13＃、21＃、29＃、33＃和36＃壩段基礎廊道內，布置安裝了6支6測點弦式多點位移計，是對壩基及基礎下主要結構帶進行監測。
在右岸1040m高程排水平洞內(ADR3)布置7個引張線測點(EX1～EX7)，用于監測右岸壩肩抗力體順河向水平位移，同時引張線測點位置布置8個伸縮儀測點(SS1～SS8)，用于監測壩肩橫河向水平位移。在EX7/SS7測點位置布置有倒垂線測點，因此可利用該點作為觀測的相對工作基點，以計算引張線/伸縮儀位移量。
從初期蓄水開始，大壩與壩基的水平變形隨著水位和氣溫度變化的總體規律合理，實測的變形在預先確定的理論分析模型分析結果范圍之內，大壩工作狀態是在設計控制的正常運行狀態。
壩基沉陷變化主要依據大地測量、靜力水準、多點變位計、基礎測縫計等儀表量測。監測目的是為了分析壩踵是否有被拉裂情況，以及大壩沿建基面是否存在滑移錯動。也為了分析庫盆沉降變化對大壩變形的影響。
通過施工過程和蓄水位的基礎測縫計數據資料表明，壩趾、壩踵基從觸面上開合變化，與施工澆筑過程、蓄水期的水位變化以及壩體溫度變化密切相關，特別與水位變化密切相關。岸邊壩段壩踵蓄水位雖有微小的拉伸變形，但拉伸變形仍小于施工期的壓縮量，屬于卸載過程的彈性回彈變形，總體上是沉降，沒有相互滑動和錯動。河床部位的壩段，蓄水后壩踵均產生大于初期壓縮的拉伸變形，表明河床壩段壩踵有微小的拉裂，從滲流監測分析，裂縫開展長度很短，且穩定。
7.2 基礎滲流場分析 壩基范圍共設22個滲壓測點，沿壩基縱向布置成三排，第一排設置在防滲帷幕之后，共5個測點，目的在于檢驗防滲帷幕效果；第二排滲壓測點布置在壩基排水區，共12個測點，觀測壩基排水對降低滲壓的作用；第三排滲壓測點位于壩趾附近共五個測點，觀測壩基、壩后及水墊塘排水對壩基滲壓的綜合影響。
蓄水后的監測表明壩肩及壩基實際滲壓值遠小于設計的滲壓假定，防滲帷幕和各種排水措施，均達到和超過了設計預想效果。
壩體和壩基滲流量按1999年汛后10月庫水位在正常高水位附近的測值，壩體可收集到的滲水量約80.25ml/s，壩基灌漿廊道和排水廊道的滲水量19215.31ml/s，水墊塘、二道壩區域的繞壩滲流量6894ml/s，總計為26.2l/s.總體滲流量小于設計值。
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論文出處(作者):
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