下凱富峽水電站是贊比亞40年來第一個大型水電站，最大的單體基礎建設項目，是國之重器，投產后可提高贊比亞38%電力供應能力；是確保南部非洲電力穩(wěn)定壓艙石；是“一帶一路”上的璀璨明珠。工程坐落于距離首都盧薩卡90km的凱富河上，攔河壩為碾壓混凝土重力壩，壩高130.5m、壩頂長度374m、寬8m，項目以發(fā)電為主，安裝了5臺150MW混流式機組，總裝機750MW。

項目團隊圍繞優(yōu)質高效筑壩技術，從壩體結構優(yōu)化、全皮帶系統(tǒng)和全斷面準三級配單一配合比方面研究了快速高效入倉布料技術；從高摻粉煤灰和超長齡期方面研究了溫控防裂技術；從層間水泥凈漿處理工藝、變態(tài)混凝土底部加漿工藝和成熟度法三方面研究了工藝創(chuàng)新等碾壓混凝土施工新技術和新工藝。實現了碾壓混凝土壩高效、優(yōu)質、綠色施工，安全穩(wěn)定運行，專家鑒定創(chuàng)新技術處于國內領先水平。

碾壓混凝土大壩結構設計優(yōu)化技術

一是壩體分區(qū)優(yōu)化：大壩混凝土分區(qū)優(yōu)化，全斷面采用單一配合比，變態(tài)混凝土與準三級配碾壓混凝土聯合抗?jié)B，避免了多種混凝土料的工序轉換，提高了碾壓混凝土的入倉效率：壩面寬度≥40m的平均澆筑強度為6146 m3/d，壩面寬度12—40m的平均澆筑強度為3701m3/d，壩面寬度小于12m的平均澆筑強度為1191m3/d。

二是壩體結構優(yōu)化：優(yōu)化壩體廊道布置，在大壩層間抗滑穩(wěn)定及壩體應力滿足合同要求的前提下，將大壩觀測廊道與大壩上游面距離由4.3m擴大至11.4m，滿足設備通行，提高施工效率50%以上。

三是廊道體型優(yōu)化：壩內廊道由傳統(tǒng)現澆城門洞形改為頂板預制的矩形廊道，簡化了施工工藝，提高施工效率達50%以上。

全皮帶機系統(tǒng)快速入倉及布料技術

大壩下游邊坡陡峻，無法修筑入倉道路，項目團隊采用了全皮帶快速入倉系統(tǒng)。拌和樓到壩肩的壩外運輸皮帶、壩內輸送皮帶、行走式卸料器、連接皮帶、履帶式布料機，以及壩內輸送皮帶頂升裝置和自動控制系統(tǒng)，形成了碾壓混凝土的全倉號快速入倉和布料系統(tǒng)，真正實現連續(xù)施工，從出機口到完成布料時間僅6.5分鐘，比汽車運輸效率高15%—20%；高速皮帶機運輸的混凝土溫升最大2.2℃，平均僅0.89℃，小于2℃—3℃的普遍溫升值。

皮帶機全倉面覆蓋布料，省去了倉內汽車轉運環(huán)節(jié)，實現了倉內設備少、倉面擾動小，有效避免了車輛輪胎對碾壓混凝土表面的擾動破壞，實現高質量施工。

超長齡期高摻粉煤灰準三級配碾壓混凝土技術

65%高摻粉煤灰和365天超長齡期碾壓混凝土，實現全斷面單一配合比，每方節(jié)約水泥21kg。高摻粉煤灰和超長齡期混凝土水化熱低，混凝土絕熱溫升僅20℃，有利于抗裂防滲；取消冷卻水管布置，進一步簡化了倉面施工工藝，更易保證碾壓質量。超長齡期高摻粉煤灰準三級配碾壓混凝土配合比骨料最大粒徑為63mm，防滲碾壓性能優(yōu)良、滿足壩體各個分區(qū)技術要求，實現了全倉面一種級配混凝土施工，操作簡單、入倉混凝土根據施工進度隨時調配至施工工作面，避免了多種級配、多種標號混凝土的相互影響，保證碾壓混凝土施工的連續(xù)性、快速性。

經壓水試驗和蓄水檢驗，下凱富峽水電站大壩施工質量優(yōu)異，全斷面應用超長齡期高摻粉煤灰準三級配碾壓混凝土作為防滲主體，監(jiān)測大壩滲漏量0.96L/s, 10000平方米每米水頭總滲漏量0.002L/s，好于國際大壩委員會的優(yōu)良標準0.04L/s，防滲性能優(yōu)良，達到國際領先水平。大壩蓄水后各廊道和大壩下游面干爽無滲漏。

水泥凈漿結合面處理工藝研究

通過試驗段對比分析碾壓混凝土間歇層分別采取了鋪設水泥砂漿、鋪灑水泥漿和直接鋪筑碾壓混凝土的三種方式，下凱富峽碾壓混凝土大壩采用間歇層鋪灑水泥漿的處理方法，層間黏結強度接近母體抗拉強度的80%，抗?jié)B系數最大0.28×10-6cm/s，滿足規(guī)范要求的1×10-6cm/s。

變態(tài)混凝土底部精細化加漿技術研究

項目試驗段對變態(tài)混凝土底部加漿、造孔加漿和機拌變態(tài)三種加漿方式進行了試驗對比，總氣孔數和氣孔率對比為：底部加漿<機拌變態(tài)<造孔加漿，其中底部加漿變態(tài)混凝土切面氣孔率為4.39%，優(yōu)于其他加漿方式。

成熟度法判定碾壓層縫面狀態(tài)技術

引入縫面成熟度的概念將碾壓混凝土縫面分為熱縫、溫縫、冷縫三種類型。在低溫季節(jié)熱縫允許暴露時間可達到22h，溫縫最長到32h，有力保障了碾壓混凝土的連續(xù)施工。

《“一帶一路”典范工程下凱富峽優(yōu)質高效筑壩關鍵技術》獲得電建集團2021年度科技進步一等獎、中國施工企業(yè)管理協(xié)會2021年度科技進步二等獎、中國施工企業(yè)管理協(xié)會舉辦的第二屆工程建造微創(chuàng)新技術大賽特等獎。最新修訂的《水工碾壓混凝土施工規(guī)范》將變態(tài)混凝土底部加漿作為加漿的首選，獲得國家專利12項、省部級工法4項，發(fā)表科技論文5篇、軟著1項。各項技術創(chuàng)新共節(jié)約成本4270萬元，經濟效益顯著。（張衛(wèi)東 周慶國 劉元廣 靳俊杰）