[摘要]百色水利枢纽是一座以防洪为主，兼有发电、灌溉、航运、供水等综合利用效益的大型水利枢纽，是治理和开发郁江的关键性工程，也是西部大开发的重要标志性工程。RCC主坝采用全断面通仓薄层碾压连续上升施工工艺。在总结棉花滩RCC大坝成功建设经验的基础上，依靠技术创新，充分利用新工艺、新材料，在提高工程质量的同时，有效地加快了施工进度，取得了显著的经济效益，使我国的碾压混凝土筑坝工艺水平迈上了新台阶。
[关键词]RCC主坝，工艺，优化，创新，质量，进度
1工程概况
百色水利枢纽工程位于郁江支流右江中段，坝址距百色市22km。枢纽工程主要建筑物由RCC主坝、水电站、副坝、通航建筑物组成，坝址以上集雨面积19600km2，多年平均流量263m3/s，年径流量82.9亿m3。水库正常蓄水位228m、水库总库容56.6亿m3、为不完全多年调节水库；水电站布置在左岸，装机4×135MW。
主坝为全断面碾压混凝土坝，坝轴线呈折线型布置，坝顶长720m、坝底宽106m、顶宽10m、坝顶高程EL234m、最大坝高130m。坝体分3个部分，即左岸挡水坝段（1#～3#）、溢流坝段（4#～5#）、右岸挡水坝段（6#～13#），其中溢流坝段长88m，设有3个泄洪中孔和4个溢流表孔。中孔断面为4.0×7.0m（宽×高），表孔断面为14.0×19.0m（宽×高）。溢流坝段下游设钢筋混凝土消力池，其尺寸为128.6×82.0m（长×宽）。大坝溢流坝段典型断面图见附图1。
坝体内部采用R18015MpaS2准三级配RCC，上游防渗层为R18020MpaS10二级配RCC，下游面设置一定范围的R18020MpaS10二级配RCC，溢流面等抗冲部位采用R9040Mpa准三级配掺纤维混凝土。坝体排水廊道布置了三层：第一层布置于底部EL112~115m，第二层布置于EL155m、第三层布置于EL200m，排水孔间距按常规要求为3m宽。主要工程量：明挖土石方173万m3，碾压混凝土211.6万m3，常态混凝土46.6万m3、钢筋制安8540t。
枢纽工程分两期建设，一期工程包括主坝、地下厂房和副坝，二期工程为通航建筑物。一期工程总工期为6年，其中准备期2年，主体工程建设期4年。2001年10月，主体工程开工；2002年10月，大江截流；2005年8月，下闸蓄水；2006年2月，首台机组发电；2006年12月，一期工程竣工。
2RCC筑坝工艺优化
2.1果断决策，提前大江截流
按照百色RCC主坝工程投标阶段的施工总进度安排，2002年10月必须实现大江截流，年底开挖结束，第一个枯水期至2003年5月15日要浇筑60万方混凝土，实现安全度汛。如果按照常规，按部就班安排计划，很难达到预定目标。施工单位提出“向非关键线路上要资源，向关键线路上要时间”的思路，并通过充分论证，大胆决策提出科学的预截流方案，并与业主、监理多次协商，征得同意，给予改变原先的截流方案，实行提前半年截流。2002年3月21日，大坝上游土石围堰形成，预截流宣告成功。从根本上改变了前期工程的被动状况，为完成第一个枯水期浇筑任务打下坚实基础。
2.2利用“一汛”洪水间歇期完成基础固结灌浆，为实现“二枯”混凝土浇筑120万方打下坚实基础
利用洪水间歇期，争分夺秒地穿插安排施工生产。在“一枯”结束后，主坝固结灌浆能否按时完成，是制约“二枯”能否提前或按时开浇的关键因素。主坝基础地质情况是在建及已建大坝中较差的，整座大坝座落在150米宽的辉绿岩岩脉上，地质破碎，完整性差。主坝河床中间存在F6和F46二条顺水流向的大断层，宽度达15m，这二条大断层对主坝的防渗和稳定极为不利。因辉绿岩地质硬而且脆，节理和裂隙发育。无盖重固结灌浆无法达到灌浆预期效果，最后决定在砼面上进行有盖重固结灌浆。经过精心组织，苦干加巧干利用“一汛”期间完成近10万米的坝基固结灌浆，为“二枯”混凝土浇筑赢得了直线工期，为顺利实现混凝土浇筑120万方打下了坚实的基础。
2.3最大限度利用汽车入仓，充分发挥RCC斜层碾压快速上升特点取得新的突破
根据坝体结构特点及有利地形状况，最大限度的利用汽车直接入仓方式提高入仓强度，以充分发挥斜层碾压的薄层连续上升速度快的优势，为了配合此方案的有效实施，我们在采取严格温控措施的前提下利用“二汛”期间完成了EL177以上坝基垫层混凝土浇筑。在6#～12#坝段EL174～EL225采取设置斜坡道进行RCC台阶式退浇，加快了工程进度，同时解决了中孔施工运输通道问题。百色大坝采用自卸汽车直接入仓占混凝土总方量的87％，斜层碾压施工的混凝土量占碾压混凝土总量的86％，斜层碾压工艺在百色大坝中得到了全面的应用，最大坡比为1∶20，为国内首创，开创了当时国内最大的碾压混凝土仓面记录：仓面面积近2万m2、混凝土工程量近6万m3，充分体现了斜层碾压的优势，尤其在2003年12月2日值碾压混凝土筑坝年会在百色召开之际，主坝日浇筑突破6500方，创造了新的记录，学风严谨的RCC专委会主任王圣培在参观完现场后高兴地说，百色RCC从汽车入仓、摊铺到摊平碾压均表现出一流水平，仓面的管理比棉花滩主坝施工的思路更加清晰。大坝斜层碾压施工工艺见附图2。
在2004年1月份，工程院谭靖夷等院士经过认真仔细的实地考察和对坝上钻孔取芯及压水检查，从芯样获得率、芯样外观检查、缝面及层面结合情况、压水实验透水率、强度实验以及施工过程中压实度检测等各方面综合评判，闽黄联营体承建的RCC大坝碾压混凝土已达到良好以至优良的水平。
2.4变态混凝土在百色RCC主坝中得到了广泛应用
在RCC主坝施工中，变态混凝土总方量达16.33万m3,得到了广泛应用。上下游模板边、坝基找平层、止水设施周边、廊道和电梯井周边、廊道预留槽回填、拼缝钢筋网部位及振动碾碾压不到的部位均采用变态混凝土施工。尤其是在上游模板边设置1.1m过渡区，很好的弥补了二级配RCC防渗区层间结合面引起的薄弱环节，此范围内的混凝土是同RCC一起入仓摊铺，只要在相应区域内插孔加浆即可形成变态混凝土。防渗层变态混凝土过渡区工艺的应用，保证了大坝防渗区的抗渗能力，同时提高了混凝土浇筑强度，而且从后期取芯情况表明，该区域混凝土各项检测指标显示良好，这有力证明了该工艺是值得信赖的，对超百米高坝的抗渗设计与施工也起了很好的示范作用。
2.4.1插孔加浆
为了使净浆能够均匀渗透入碾压混凝土料中，并且有效控制加浆量，对主坝变态混凝土加浆工艺进行了改进，设计了简便易操作的插孔器。插孔按梅花形布置，孔距一般为30cm，孔深20cm。然后采用人工手提桶（有计量）孔内加浆，加浆时按照一桶浆液加浆孔数，从而实现控制加浆量目的。
2.4.2机拌变态混凝土
坝基找平层、拼缝钢筋网部位等变态混凝土需求量大，采用机拌变态混凝土用搅拌车直接入仓浇筑，这种新的变态混凝土施工工艺，能够满足大体积变态混凝土的施工强度要求。
2.5溢流面EL164.5～EL206.52升程异种混凝土同步上升工艺
在2004年9月初“三枯”针对如何有效加快溢流
坝段施工进度时，工程技术人员经过慎密研究并征得
设计、监理同意，在溢流坝段下游侧EL164.5～EL206.52
升程中，将溢流面高标号防冲磨层混凝土与坝体RCC同
步上升，同时为了保证高标号混凝土的浇筑质量及高性
能要求，在满足高标号混凝土浇筑宽度的情况下，在其
与RCC之间增加RV20二级配变态混凝土，异种混凝土同
步上升的方案实施，明显加快了施工进度。溢流面异种
混凝土同步上升工艺见附图3。
2.6溢流坝段上游闸墩牛腿现浇混凝土改用预制块混凝土施工
溢流坝段2#～4#中墩牛腿及1#、5#边墩牛腿为悬空施工面，且支撑立模施工难度大，安全上带来不利影响。鉴此，根据在棉花滩溢流坝段上游闸墩牛腿部位已取得的施工成功经验，在百色RCC主坝溢流坝段上游闸墩牛腿部位施工改用预制块砼施工方案。从已施工情况来看，采用预制块方案施工的牛腿部位，质量良好。
2.7坝体排水管优化设计
为了方便施工，增加上游侧二级配区混凝土的下料倒车宽度，保证防渗层混凝土的碾压质量，通过与设计单位协商，将塑料盲沟排水管间距3m修改为6m，在6m层距布置水平管与竖向管相连通，这样既保证了坝体排水的畅通，又保障了防渗层混凝土的质量，可谓一举两得。
2.8上游坝面涂层采用新材料，大坝抗渗能力又添新屏障
为了提高百色水利枢纽RCC主坝的抗渗性能，在RCC主坝上游坝面设置36000m2辅助防渗涂层，防渗涂层采用德国汉高CR75防水宝和CT17界面处理剂新材料，从质量检验报告数据查看CR75产品物理力学性能均高于设计技术要求。从下闸蓄水观测上游廊道情况看来，该涂层作为坝体上游侧二级配碾压防渗层混凝土的辅助，为大坝整个防渗体系增添了新的屏障，这也为其它大坝特别是碾压混凝土坝的广泛应用提供了可靠依据。
3RCC主坝筑坝工艺科研创新
3.1辉绿岩人工砂石粉在RCC中的利用研究，为施工提供了科学的依据
RCC主坝工程采用辉绿岩骨料，按岩石分类辉绿岩属于硬质岩，强度高、硬度高、性脆，由于辉绿岩自身的岩性特点，致使辉绿岩人工砂级配不连续，石粉含量高。工程技术人员在RCC配合比试验研究中发现：RCC的用水量、凝结时间、工作性能、强度和干缩等性能有别于其它工程RCC，特别是RCC凝结时间严重缩短，这在国内已建、在建的RCC工程中是前所未有的。经逐项排查，分析认为：辉绿岩骨料是造成RCC上述问题的主要原因。由于辉绿岩骨料在大体积RCC中的应用，无论在国际国内，百色工程均属首例，无经验可供借鉴，因此有必要对辉绿岩RCC性能及石粉在RCC中的利用进行深入试验研究。
经过一年的研究试验，完成了辉绿岩石粉微观分析、石粉对RCC性能的各种影响、高温气候RCC凝结时间、辉绿岩砂石粉利用可行性、辉绿岩砂掺河砂RCC及掺纤维变态混凝土等项目的研究，取得了大量的试验数据，掌握了辉绿岩及其石粉的微观结构特点和性能，解决了高温气候RCC施工凝结时间问题、提出辉绿岩骨料RCC的多种优化方案，主要科研成果如下：
3.1.1（1）辉绿岩石粉颗粒十分细小，多数为微米级，扫描电镜分析表明：辉绿岩石粉颗粒在胶砂中的作用主要是微集料填充作用，同时在水化硅酸钙凝胶的延伸过程中起支点作用。辉绿岩石粉在水中可溶出离子中以SO42-和Na+离子溶出量变化最大，分析认为溶出性SO42-和Na+离子是造成辉绿岩RCC凝结时间的直接原因。
（2）由于辉绿岩自身特性，加工的人工砂级配不理想,人工砂中间级配缺乏，直接导致了用水量、胶凝材用量及外加剂用量的增加；辉绿岩骨料石粉含量在16%～18%范围时，RCC性能较优，密实度大，强度高；较高的石粉含量明显减小RCC骨料分离、提高了RCC可碾性、改善了层间结合，但过高的石粉含量对RCC干缩、抗裂性能是不利的。
3.1.2由于辉绿岩骨料特性，导致RCC凝结时间严重缩短，这在国外国内已建和在建的RCC大坝中是前所未有的。经过对多种外加剂比选试验，ZB-1RCC15外加剂通过增加新材料组分，可以明显延长辉绿岩RCC凝结时间。在高温气候时段，保持RCC配合比参数不变，在适当提高外加剂掺量减小VC值的叠加作用下，延长了RCC凝结时间，满足了百色辉绿岩骨料RCC亚热带炎热气候条件下的高强度施工。
3.1.3（1）辉绿岩微石粉具有填充增强作用。当石粉含量大于20%且微石粉含量较高时，可以采用石粉等量替代粉煤灰12～20kg/m3，改善了RCC工作性，RCC各项指标满足设计施工要求，该技术方案可行，技术经济效果显著。
（2）针对辉绿岩人工砂颗粒级配两极分化、石粉含量高的不利因素，采用在辉绿岩砂中掺部分河砂RCC技术方案，降低了石粉含量，改善了砂的颗粒级配，提高了RCC可碾性，延长了凝结时间，有效的降低了RCC的干缩率，对提高混凝土抗裂性能非常有利。
3.1.4迎水面防渗区碾压混凝土中掺聚丙烯纤维试验研究，可以有效的提高防渗区混凝土的抗渗、抗裂等性能。通过防渗区RCC掺纤维几种方案的探讨比较，直接拌制掺聚丙烯纤维RCC方法简便易行,是提高碾压混凝土抗渗、防裂的一条新的技术途径。
3.2可调式悬臂翻升钢模板系列的研制应用，使大坝外形美观大方，高拔俊秀
为将百色RCC主坝建设成一座外形美观、“达标”竣工的“精品”工程，并针对“外形美观”这一时代要求，特成立了以总经理为组长的“广西百色水利枢纽RCC主坝工程模板设计与制作小组”，联合各方面人才进行技术攻关，共同研制了更加适合于大体积混凝土特别是满足RCC通仓薄层连续上升的RCC施工要求的各类型可调式悬臂翻升钢模板系列。该系列模板克服了混凝土面“格子”现象，精度高，且重轻（1.2t/块），可实现连续翻升；斜面模板采用三层联合受力方式，在很大程度上克服了下游斜面混凝土出现波浪状的缺陷，使混凝土外观质量得到进一步提高。与国内其它工程所用模板相比，该模板的系列生产、交替混合使用、模板零部件的通用等特点明显，应用广泛。可调式悬臂翻升钢模板系列见附图4～附图6。
附图4：直立面可调式悬臂翻升钢模板结构示意图附 图5：斜面可调式悬臂翻升钢模板结构示意图
3.3小改革、小创意让百色RCC施工锦上添花
在精心组织施工生产的情况下，极力提倡“创新一
点，领先一步”的理念，要求技术人员和广大员工结合工
作实际，在开拓中求生存，在创新中求发展。经过不懈
能力，终于结出丰硕成果：仓面自制喷雾机、入仓口
可升降栈桥、二次污染处理设备、小型电动切缝机、坝体
养护自动滴喷装置等轻巧实用设备研制应用，这些技术革
新既改善了施工成本，又提高了施工进度，使RCC碾压施
工更加流畅。附图6溢流面圆弧段可调式悬臂翻升钢模板结构示意图
