王晖

（中国水利水电第八工程局有限公司 长沙市 410007）

1 概 述

1.1 工程概况

沐若水电站位于马来西亚沙捞越州拉让河（Rajang）流域上游的沐若河（Murum）上，为拉让河流域开发的第一梯级，距下一梯级巴贡水电站约70 km，距民都鲁市约200km。坝址属热带雨林地区，植被茂密，人迹稀少。工程的主要任务是发电，坝址控制流域面积约2750km2，最大库容139.69亿m3，电站总装机容量944MW。

工程总体分为两大部分，即大坝区和厂房区，分别位于独立的两个区域。大坝区由碾压混凝土重力坝、坝身无闸控泄洪表孔及坝后生态电站等建筑物组成；厂区由右岸地面式厂房、引水隧洞及进水口等建筑物组成，右岸进水口与坝址直线距离约7km，引水隧洞长约2.6km，厂房位于大坝下游约12km（沿河道距离）。大坝、厂房及引水隧洞布置见图1～图3。

图1 沐若水电站大坝布置图

图2 沐若水电站厂房横剖面图

图3 沐若水电站引水隧洞纵剖面图

RCC重力坝坝顶高程546m，河床最低建基面高程400m，最大坝高146m。

坝轴线总体采用弧线布置，半径893m，全长439.98m，分成23个坝段，其中20#～23#坝段坝轴线为直线。左右岸非溢流坝段分20个坝段（1#～8#坝段、12#～23#坝段），1#坝段沿坝轴线长为25m，20#～ 23#坝段沿轴线长为12.5m，其余坝段沿坝轴线长为20.26m，相邻坝段横缝中心角1.3°。坝体上游面高程470m以上垂直，高程470m以下坝坡1∶0.2，下游坝坡分1∶0.7、1∶0.75、1∶0.8。在7#坝段设生态电站引水管，进口高程496m，引水管采用钢管，直径1.5 m。河床溢流坝段分3个坝段（9#～11#坝段），每个坝段沿坝轴线长为20.26m，总长60.78m，相邻坝段横缝中心角1.3°。坝体上游面高程470m以上垂直，以下坝坡1∶0.2，下游坝坡1∶0.8。各坝段上游垂直面与坝轴线重合。

进水口包括引水渠、进水塔、交通桥及公路等，引水渠宽50m，渠底高程494.50m；进水塔平面尺寸50m×18.60m，分2段布置，单段长25m，建基面高程492.50m，塔顶高程547.00m，塔高54.50m，设交通桥与上坝公路相连。引水隧洞2条，采用二机一洞布置，隧洞进口中心线高程500m，洞轴线间距（25～35）m；出口中心高程218.00m，洞轴线间距17.00m。从进口到出口依次为渐变段、上平段、调压井段、上弯段、竖井段、下弯段和下平段。上平段、上弯段、竖井段、下弯段流道洞径分别为8m、7.0m、6.0m，下平段经渐变后洞径为5.5m，其中竖井段深度约140m。每条引水隧洞下平段末端布置Y型钢岔管，岔管后接直径3.4m的支管进入主厂房。厂房纵轴线近平行于河道流向。厂房平面尺寸102.50m× 42.00m，其中机组段长70.00m，二机一缝分2段布置。安装场布置在左端（河道上游侧），长25.00m，副厂房布置在主厂房右端及上游侧区域，中控室布置上游副厂房的上部。

工程所在区域年平均气温为26.5℃，季节性温度变化不大，全年各月平均气温为（25.8～27.1）℃；历年各月最高月平均气温为（29.4～31.5）℃，各月最低月平均气温为（23～23.7）℃。年平均日照时间为5.8 h/d，各月平均日照时间为（5.1～6.7）h/d，日照时间最长的为5月份，最短的为1月份。年平均相对湿度86.7%，各月平均相对湿度为85.5%～88.1%。工程所在区域各月最大风速为（2.8～3.6）m/s。

沐若河流域多年平均降水量为4456mm。降雨呈微弱季节性变化，流域雨季有两个高峰：一个是在12月～次年1月之间，另一个在3～4月之间。6～8月为相对旱季，降雨较少，占全年降水总量的19.0%，其余月份降雨量较多，降水最多的12月份与最少的7月份降水量比值为1.77。流域每年降雨天数达240多天，降雨频率高，其中大于102mm/h和202mm/h的平均降雨天数为60d和25d。全年降雨中，约一半的降雨历时超过1h，1/4的降雨历时超过2h。

1.2 合同管理模式及水电八局承担的主要工作任务

马来西亚沐若水电站工程为设计、施工、采购总承包合同（EPC），业主方为马来西亚沙捞越州能源公司（SEB），工程建设管理采用以中国长江三峡技术经济发展有限公司（以下简称三峡发展）为牵头方，中国水利水电第八工程局有限公司（以下简称水电八局）、长江勘测规划设计研究院（以下简称长江设计院）以及中国机械设备进出口总公司（以下简称中设集团）作为合作方的模式，分别承担建设管理总协调、施工、设计与设备采购运输等任务。

2008年1月15日，三峡发展与长江设计院、水电八局和中设集团签署了《关于马来西亚沐若水电工程的项目建设管理与实施协议》，明确了各方权利、义务。2009年7月30日，三峡发展与水电八局签署了《马来西亚沐若水电工程主体与辅助工程施工补充协议书》，水电八局承担的合同金额超过30亿人民币，主要工程量为：土石方开挖78万m3；RCC混凝土152万m3，常态混凝土（含坝区与厂区）28万m3，固结灌浆9.2万m，帷幕灌浆3.7万m，钢筋及钢材1万t，金结制安1.9万t，机电设备安装402台套。

1.3 主要控制性工期及节点目标

原合同工期及节点目标与因业主原因导致的工期顺延以确定的最终工期及节点目标对比见附表。

附表 主要控制性工期及节点目标对比表

2 主要施工条件、特点

（1）建筑物布置分散、施工条件差。沐若水电站工程地处原始森林，人烟稀少。工程初期水、电、路不通，场地狭小，人员、材料及设备进场组织管理难度大。工程施工过程中，由于受马来西亚当地市场经济条件及工业发展水平制约，部分主材（水泥、粉煤灰及炸药）供应不足，导致供应时有短缺，再加上进场道路为山区泥结石路面，坡陡弯急，雨天道路湿滑，晴天灰尘弥漫，交通安全隐患突出，严重影响工程施工进度。

工程主要建筑物大坝、厂房及进水口布置分散，彼此相距较远，施工布置及管理不便。

（2）坝基地质条件复杂、缺陷处理难度大，影响混凝土施工。大坝坝基位于贝拉加组第9亚段、第10亚段及第11亚段，岩体主要为砂岩、杂砂岩、砂岩夹页岩或泥岩、砂页岩互层。坝基岩体结构面发育，主要有断层、剪切带（或软弱夹层）、裂隙等。在EPC合同条件下基于经济效益的考虑，大坝坝基设计开挖深度受限，要求施工、设计、勘探工作更为细致周密，客观上形成了边施工、边勘探、边设计的建设模式，导致地质缺陷开挖与混凝土施工交叉作业，影响施工进度，开挖爆破振动控制难度大。

（3）全年高气温、强降雨气候条件不利于RCC施工。工程所在地属热带雨林气候，全年高温多雨，日照时间长。高温日晒容易使碾压混凝土层面失水泛白，影响层间结合。降雨会造成仓面内碾压混凝土含水量增大，在混凝土表面形成径流，造成层面灰浆、砂浆的流失，加剧混凝土的不均匀性，极易形成薄弱夹层，影响混凝土的层间结合质量。降雨时需暂停施工，雨后需进行必要的层间处理，阻碍了碾压混凝土连续上升，无法发挥其快速施工的特点，进而影响整个工程的施工进度。

（4）机组高水头运行要求相关机械设备安装精度高。本工程机组属于高水头，死水位水头高达297 m，座环和蜗壳的安装精度要求高，每米误差不得大于0.05mm。因此在蜗壳层混凝土施工中如何防止座环、蜗壳抬动是施工质量控制工作的重点与首要目标。

（5）压力钢管安装工作面狭窄，安装难度大。本工程压力钢管属于高水头洞内压力钢管，其中竖井高度172m，单条钢管轴线长度约1300m，总吨位达到1800t。压力钢管安装具有竖井吊装难度大、水平洞内运输距离长、洞内焊接施工空间狭窄等特点。

（6）中西方技术标准差异化影响施工。虽然在工程合同谈判阶段明确了沐若水电站设计与施工均按中国标准执行，但在工程实施过程中，由于中西方标准的差异，由业主聘请的国际著名水电专家组成的第三方独立评审团在跟踪评价工程建设过程中，提出了不同的标准和建议，有些标准建议比中国标准要求要低，有些标准建议比中国标准要高，甚至一度阻碍了工程施工的正常进行。另外当地材料生产标准与中国材料的差异化，特别是消防、照明、通讯及部分设备容器等需按照马来西亚标准强制执行，也给工程采购及工程施工带来了一定的影响。

3 主要施工布置

3.1 混凝土拌和系统

根据工程布置及场地条件，分别在坝区及厂区各布置了一个混凝土生产系统。

大坝混凝土生产系统距离坝址约200m，混凝土系统主要建筑物包括：1座HZ300-2S4500L、2座HZ150-1S4500L的强制式拌和站、1座制冷车间、1座空压站、1个外加剂车间、2组骨料风冷料仓及6个胶凝材料罐（2个1500t罐储存水泥，4个1000t罐储存粉煤灰）等。系统设计生产能力：常态混凝土600m3/h，预冷碾压混凝土450m3/h。预冷碾压混凝土出机口温度21.0℃（采用预冷骨料的方式）。

厂房区混凝土拌和站布置于进水口附近砂石系统旁，由1座HZ150-1Q3000拌和站（1×3m3），拌和站自带3个500t胶凝材料罐不再另外设置胶凝材料罐。拌和站理论生产能力为120m3/h，实际生产能力约（80～90）m3/h，满足厂房及进水口混凝土浇筑强度要求。

3.2 人工砂石系统及料场布置

根据工程布置特点，分别在坝区及厂区各布置一个人工砂石系统及相配套的料场。

大坝砂石系统紧邻拌和系统布置，其设计毛料处理能力为1000t/h，生产能力为840t/h。该系统采取三段破碎+立轴破制砂的生产工艺，破碎工艺为颚式破碎机+圆锥破碎机+圆锥破碎机，系统设置了粗碎、一筛、中细碎、二筛、制砂及三筛等主要车间及半成品料仓、成品砂仓、成品粗骨料仓等料仓。成品粗骨料料仓下设双廊道，砂仓设置单廊道，可以通过胶带机向混凝土拌和系统供料。

厂房砂石加工系统设计毛料处理能力为150t/h，主要为厂房、进水口边坡支护及混凝土工程供应骨料；引水隧洞支护、混凝土工程生产提供中石、小石、瓜米石和砂，其成品砂石料总产量约61.1万t。

大坝料场距离坝址直线距离约1km，其边坡最大开挖高度为120m，终采面宽度40m，长度为330 m，开挖总量约为505万m3。其中无用料约250万m3，有用料约255万m3，剥采比约为0.98。

厂房料场距离厂房砂石系统约350m，其边坡最大开挖高度为82m，开挖总量约132.2万m3。其中无用料约79.7万m3，有用料约52.5万m3，剥采比约为1.5。

3.3 供水系统

根据工程所在地常年雨量充沛的气候特点，经技术经济综合分析比选，采用由地表径流形成的冲沟水作为施工区用水水源，设置小型截水坝或挡水坎并辅以水池或水箱进行调节，引水管接至施工工作面。

大坝施工区供水主要水源为急救中心场地外侧冲沟处水坝，该水源水通过水泵抽至1500m3高位水池，再通过钢管自流送至1200m3水池（两个600 m3利浦式水池），该管路能满足约500m3/h的施工用水需求。

厂房及进水口区域施工用水主要通过修建200 m3水池或设置70m3水箱就近收集冲沟水，可以满足高峰期施工用水需求。

3.4 供电系统

（1）大坝施工区供电。大坝混凝土施工供电电源采用布置在砂石系统与拌和系统之间EL.550.0m平台的电厂集中供电。布置有1200kW发电机8台，400kW发电机1台，总装机容量为1万kW，采用高压10kV向各负荷点供电。

（2）厂房施工区供电。在发电厂房区域布置总装机容量为1800kW的集中电厂，配置了800kW发电机2台，200kW发电机1台，升压变压器1台。

在进水口砂石系统与拌和系统场地内布置总装机容量为1800kW的集中电厂。

4 主要科研项目

（1）特殊条件下沐若水电站施工导流及围堰设计优化研究及应用。

（2）全年高气温、强降雨气候条件下大坝碾压混凝土施工技术研究。

（3）内掺石粉在混凝土配合比设计试验中的研究及应用。

（4）热带雨林气候、洪水陡涨陡落河谷环境条件下导流洞快速下闸及封堵技术研究。

（5）碾压混凝土大坝上游入仓封仓模板设计研究及应用。

5 主要工程措施和技术特色

5.1 主要工程措施

5.1.1 综合管理措施

成立保障主材供应专项工作小组，建立有效的信息沟通机制，动态反映材料供应情况，及时解决问题。采取增加货源、提高道路运力、设置中转站、加大储量及增加资源投入等措施保障主材供应满足施工强度要求。

安排专业工程师密切跟踪施工现场，积极与设计配合地质素描与分析工作，根据开挖过程中揭示的地质情况及时对开挖设计进行动态调整。

5.1.2 坝基地质缺陷开挖措施

坝基地质缺陷处理采取小孔径、多钻孔、小药量、多循环及预留保护层的爆破开挖方法，预留保护层采用静态膨胀剂辅以冲击锤的方法挖除，确保相邻新浇混凝土爆破振动速率在规范允许的范围内。

5.1.3 混凝土施工措施

大坝RCC混凝土主要采用自卸汽车直接入仓、供料线皮带+集料斗+满管+自卸汽车入仓的方式；常态混凝土（含厂房及进水口）主要采用门、塔机吊罐入仓、挖机入仓、混凝土泵入仓及溜槽入仓等方式；模板主要采用交替上升模板、台阶模板、悬臂模板及组合钢模板。

大坝混凝土分坝段分区进行浇筑，合理安排各区施工顺序，科学管理、精心施工，最大限度地降低坝基开挖、混凝土浇筑、固结及帷幕灌浆等交叉作业带来的影响，减少占用直线工期。

厂房蜗壳层混凝土按象限进行分层分块对称浇筑，各块之间设置并缝钢筋。蜗壳外围采用泵送混凝土，阴角部位采用高流态混凝土，取消布置径向泵管，防止混凝土冲击蜗壳导致变形。

5.1.4 RCC雨季施工措施

（1）供料运输防雨保障。混凝土原材料输送及混凝土供料线路全程采用雨篷封闭，自卸汽车车厢顶部安装自制手动篷布结构的防雨设施。

（2）仓面防雨排水保障。仓面配备足够的防雨布及自制摊铺滚筒，下雨后能在极短的时间内将已摊铺或碾压完成的混凝土全部覆盖。在仓面四周设置采用混凝土或粘土（砂）袋形成的截水设施，以保证仓面周边地表积水不排往仓内。RCC混凝土采用斜层平推铺筑法施工，以减小最大仓面面积，缩短来雨时覆盖防雨布时间。仓面下游略向上游倾斜，并在每个坝段上游面连续上升模板之间设置易于拆卸的小钢模以形成排水通道，另外已收仓面要始终低于正在施工的仓面，保证仓内积水向已收仓部位排走。

（3）试验检验。降雨强度＜3mm/h时，试验室加强对混凝土的VC值控制，加大对砂石骨料含水率的检测频率，以及时调整碾压混凝土的施工配合比，满足混凝土工作性能及施工质量的要求。

（4）仓面暂停与雨后恢复施工。当降雨强度≥3mm/h时暂停施工，并对仓面迅速做如下处理：对已入仓的混凝土拌和料，及时完成平仓和碾压，如遇大雨或暴雨来不及平仓碾压时，应迅速用防雨布覆盖，待雨过后再做处理。

雨后恢复施工时，先组织人员有序排水仓面内积水，然后由仓面总指挥、质检员和试验室值班人员对仓面进行认真检查。当发现漏碾尚未初凝的，应立即补碾；漏碾已初凝而无法恢复碾压者，以及有被雨水严重浸入的，应予清除。对已损失灰浆的碾压混凝土（包括变态混凝土）采取砂浆或水泥掺和料净浆进行层面处理后恢复施工。

5.1.5 高温气候施工

（1）优化混凝土配合比设计，保证并力争提高混凝土抗裂能力。调整内掺石粉含量，选用高效减水剂、缓凝剂及引气剂，达到既降低混凝土单位水泥用量，以减少混凝土水化热温升和延缓水化热发散速率；同时又确保混凝土所必须的极限拉伸值，提高混凝土抗裂能力。

（2）拌和楼出机口温度控制。对混凝土骨料采取一次风冷，降低骨料的温度，最终降低混凝土出机口温度。预冷混凝土出机口温度不得超过21℃，常温混凝土出机口温度不得超过30℃。

（3）入仓温度控制措施。采用汽车转运入仓时，加强混凝土运输车辆的管制，确保运输通道的畅通，缩短运输时间。加强混凝土运输机具的保温工作，供料线皮带机、集料斗以及运输车辆等顶部搭设活动遮阳篷或保温板，以减少混凝土温度回升，混凝土运输车辆定期用水冲洗降温。

（4）浇筑温度控制措施。在较高温时段施工碾压混凝土时，加强仓面喷雾管理，降低施工区域局部小环境温度。碾压混凝土采用斜层平推法施工，以尽量减少仓面面积，降低铺料、平仓以及碾压时间，条带坡脚处用湿麻袋覆盖，增湿降温，避免表层失水。碾压施工完毕立即覆盖彩条布保温。大体积常态混凝土采用埋设冷却水管，通制冷水控制混凝土最高温升。采用喷水养护，保持仓面潮湿，使混凝土充分散热。合理安排开仓时间，以避开白天高温时段浇筑混凝土。

5.1.6 压力钢管安装措施

每条压力钢管安装共布置3个安装工作面，即每条钢管下平段设置2个工作面，岔管及支管、下弯段、竖井段、上弯段、上平段及调压井设置1个工作面。岔管在施工支洞洞口组装成整体，采用10t卷扬机配合32t滑轮组作为动力拖排运输进洞，然后利用千斤顶调整就位。主管采用龙门吊吊装，台车运输，吊梁或天锚卸车就位。

5.2 工程技术特色

（1）沐若工程建设分为坝区与厂区两个相对独立的区域，建筑物布置分散。根据现场环境条件，在对混凝土拌和系统、人工砂石系统、料场及供水供电等辅助企业进行设计时，遵循近期与远期、集中与分散相结合的布置原则，使施工区达到了交通安全通畅、施工保障可靠、投资经济高效、管理灵活方便、环境文明和谐的整体功效。

（2）在大坝坝基设计与开挖施工过程中，参建各方有效沟通、密切配合，各自发挥自己专业领域长处，并尊重当地宗教信仰及民俗习惯，不仅节约了工程投资，而且保留了人文景观，充分体现了节约、高效、环保的现代发展理念。

（3）由于当地粉煤灰等掺合料缺乏，在工程实施过程中，采用5%左右的石粉作为掺合料代替粉煤灰使用。经试验研究表明，RCC细骨料石粉含量控制在22%～27%以内，RCC各项性能指标均满足沐若工程技术标准，不仅省去了骨料加工系统改造费用与时间，而且减小了RCC粉煤灰用量，降低了水化热温升，提高了技术经济效益。

（4）采用高压冲毛枪对RCC仓面进行喷雾降温保湿，不仅移动灵活，而且可根据天气情况动态控制喷雾强度，降温保湿效果明显。

（5）自行设计的定型封仓模板的使用，解决了碾压混凝土从大坝上游面直接入仓导致的施工速度与质量难以保证的问题，丰富了碾压混凝土入仓手段。

（6）作为中国规范在国外工程设计、施工过程中应用的第一个水电站工程，在沐若工程建设过程中遇到中西标准发生冲突时，本着相互尊重、理解的原则，积极与业主沟通、配合，实现了中西标准在工程实践过程中的相互交融。

6 施工成果

（1）温控防裂效果。通过一系列温控措施的实施，沐若大坝混凝土只有2个仓面的部分位置浇筑温度超过28℃，所有仓面的平均浇筑温度为23.4℃。

根据坝体内埋设的温度计检测出来的结果表示，基础强约束区出现的最高温度为43.8℃，高于设计标准的42℃的要求；基础弱约束区出现的最高温度为42.8℃，低于设计标准的43℃的要求；脱离基础弱约束区出现的最高温度为42℃，低于设计标准的44℃的要求。大坝混凝土温度总体可控，基本满足设计要求。

在施工过程中对大坝水平面、上下游面进行检查的结果表明：除因原材料供应不畅导致RCC混凝土层间长间歇而产生的层面裂缝外，未出现贯穿性裂缝，温控防裂取得了预期效果。

（2）钻孔取芯成果。大坝RCC施工过程中共完成混凝土检查取芯孔13个，芯样送至实验室检测的有4次。芯样总长为88.8m，获取率为98.8%。其中在3#坝段EL.502.5～522.5m下游取芯一次，混凝土材料为C18015三级配碾压混凝土，取芯总长20m，芯样获得率100%，最长芯样为18.15m；上游取芯一次，混凝土材料为C18020二级配碾压混凝土，取芯总长22m，芯样获得率100%，最长芯样为20.98m。芯样外观光滑致密，骨料分布均匀，各层间胶结紧密，很难区分碾压层和间歇层面。经对芯样进行物理力学性能试验，大坝RCC密实度、强度、极限拉伸值、抗渗等级以及层间原位抗剪等指标均能满足规范及本工程技术指标要求。压水透水率及声波检测值均表明，坝体碾压混凝土具有很好的抗渗性，均匀性及密实性，大坝RCC施工质量优良。