金家壩水電站混凝土面板堆石壩填筑施工技術(shù)

陳正仕，鐘興武，夏 華

(中國水利水電第三工程局有限公司，西安，710016)

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金家壩水電站混凝土面板堆石壩填筑施工技術(shù)

陳正仕，鐘興武，夏 華

(中國水利水電第三工程局有限公司，西安，710016)

介紹金家壩水電站面板堆石壩壩體的填筑施工管理經(jīng)驗(yàn)，論述了該類型壩體的填筑施工工藝，壩體分區(qū)填筑、碾壓施工方法，從壩體填筑施工質(zhì)量控制角度，總結(jié)出壩體填筑中存在的幾個主要問題及處理方法。

金家壩水電站 面板堆石壩 填筑 施工方法

1 工程概況

金家壩水電站工程位于重慶市酉陽縣雙河鎮(zhèn)官清鄉(xiāng)、小河鄉(xiāng)境內(nèi)，是甘龍河流域水電規(guī)劃梯級電站的第三級。電站以發(fā)電為主，兼有旅游、水產(chǎn)養(yǎng)殖等綜合效益。水庫總庫容1.581×108m3，電站裝機(jī)容量為3×25MW；擋水壩為鋼筋混凝土面板堆石壩，壩頂高程447.8m，最大壩高103.3m，壩頂全長315.0m。

壩體填筑材料按結(jié)構(gòu)部位依次為面板上游石渣蓋重區(qū)、粘土鋪蓋區(qū)、混凝土面板后墊層區(qū)、過渡區(qū)、主堆石區(qū)、次堆石區(qū)、塊石護(hù)坡區(qū)，上下游壩坡均為1∶1.4。大壩填筑主要使用學(xué)堂灣料場和金家壩B區(qū)石料場的開采料。

2 壩體填筑施工工藝

2.1 壩體填筑施工

壩體填筑原則上在壩基、兩岸岸坡處理驗(yàn)收以及相應(yīng)部位的趾板混凝土澆筑完成后進(jìn)行。采用流水作業(yè)法組織壩體填筑施工，將整個壩面劃分成四個施工單元，在各單元內(nèi)依次完成填筑的測量控制、壩料運(yùn)輸、卸料、灑水、攤鋪平整、振動碾壓等各道工序，使各單元上所有工序能夠連續(xù)作業(yè)。各單元之間應(yīng)采用石灰線等作為標(biāo)志，以避免超壓或漏壓。

2.2 測量控制

基面處理驗(yàn)收合格后，按設(shè)計要求測量確定各填筑區(qū)的交界線，灑石灰線進(jìn)行標(biāo)識，墊層上游邊線可用竹樁吊線控制，兩岸巖坡上標(biāo)寫高程和樁號。其中，墊層上游邊線、墊層與過渡層交界線、過渡層與主堆石區(qū)交界線，每層上升均進(jìn)行測量放樣，主次交界線、下游邊線可放寬到二至三層測量放樣一次。施工放樣以預(yù)加沉降量的壩體斷面為準(zhǔn)，考慮沉陷影響后的外形尺寸和高程，根據(jù)設(shè)計要求的壩頂高程為最終沉降高程，壩體填筑時需預(yù)留壩高的0.5%～1.0%為沉降超高。填筑過程中每上升一層必須對分區(qū)邊線進(jìn)行一次測量，并繪制斷面圖。施工期間定線、放樣、驗(yàn)收等測量原始記錄全部及時整理成冊，提交歸檔，竣工后按設(shè)計和規(guī)范要求繪制竣工平面圖和斷面圖。

2.3 壩料攤鋪

壩體填筑從填筑區(qū)的最低點(diǎn)開始鋪料，鋪料方向平行于壩軸線，砂礫料、小區(qū)料、墊層料、過渡料及兩岸接坡料采用后退法卸料，主堆石、次堆石和低壓縮區(qū)料全部采用進(jìn)占法填筑。自卸汽車卸料后，采用推土機(jī)攤料平整，攤鋪過程中對超徑石和界面分離料采用小型反鏟配合處理，墊層料、過渡料由人工配合整平，每層鋪料后檢查鋪料厚度，確保厚度滿足要求。

2.4 灑水

一般采用壩面加水和壩外加水等方式，具體根據(jù)不同施工條件布置。灑水主要是為了能充分濕潤石料，以便在振動碾強(qiáng)烈激振力的作用下，使塊石相互接觸部分棱角被擊碎從而減少孔隙率，細(xì)料充填空隙，以增加碾壓的密實(shí)度。灑水量以碾壓試驗(yàn)結(jié)果確定，對于有風(fēng)化巖的摻配料，適當(dāng)增加灑水量，以便使摻配的風(fēng)化巖料提前濕潤軟化。

2.5 壓實(shí)

墊層料采用20t振動碾進(jìn)退錯距法碾壓，主、次堆石料、過渡料和砂礫石料采用26t振動碾碾壓。振動碾一般沿平行壩軸線方向行進(jìn)，靠近岸坡、施工道路邊坡處除增加順向碾壓外，多采用液壓振動夯加強(qiáng)碾壓。主、次堆石料碾壓采用進(jìn)退錯距法，錯距由振動碾寬度和碾壓遍數(shù)控制，當(dāng)振動碾寬度為2m、碾壓遍數(shù)為8遍時，錯距一般為25cm。壩坡接觸帶等大的碾壓設(shè)備無法到位的區(qū)域，采用小型手扶式振動碾或液壓振動夯加強(qiáng)碾壓。

3 壩體分區(qū)填筑、碾壓施工方法

3.1 壩體分區(qū)填筑順序

壩面填筑作業(yè)順序多采用“先粗后細(xì)”法，即主堆石區(qū)→過渡層區(qū)→墊層區(qū)。鋪料時必須及時清理界面上粗粒徑料，且不增加細(xì)料用量，有利于保證質(zhì)量。上下游的主次堆石區(qū)料采用進(jìn)占法鋪料，用振動碾碾壓，接縫處采用騎縫碾壓。

3.2 分區(qū)填筑作業(yè)施工方法

3.2.1 主、次堆石區(qū)填筑

主堆石區(qū)的填筑料由自卸車運(yùn)輸卸料，進(jìn)占法填筑，卸料的堆與堆之間保留60cm間隙，采用推土機(jī)平倉以使粗徑石料滾落底層而細(xì)石料留在面層，超徑石盡量在料場解小。碾壓時采用錯距法順壩軸線方向進(jìn)行，低速行駛(1.5km/h～2km/h)，碾壓按壩料的分區(qū)、分段進(jìn)行，各碾壓段之間的搭接不少于1.0m，鋪料層厚及碾壓遍數(shù)嚴(yán)格采用碾壓試驗(yàn)確定參數(shù)施工。鋪筑碾壓層次分明，做到平起平升，以防碾壓時漏碾欠碾。在岸坡邊緣靠山坡處，大塊石易集中，宜選用石料粒徑較小且級配良好的過渡料填筑，同時周邊部位先于同層堆石料鋪筑。碾壓時滾筒盡量靠近岸坡，沿上下游方向行駛，碾壓不到之處用手扶式小型振動碾或液壓振動夯加強(qiáng)碾壓。

3.2.2 過渡層料填筑

過渡料填筑前，必須把主堆石料上游坡面大于30cm的已分離塊石清除干凈。過渡料填筑時自卸汽車將料直接卸入工作面，后退法卸料，倒料順序從兩邊向中間進(jìn)行，以利流水作業(yè)。過渡料用推土機(jī)推平，人工輔助平整，鋪層厚度等按規(guī)定的施工參數(shù)執(zhí)行，接縫處超徑塊石需清除，主堆石料不得侵占過渡區(qū)料的位置，若出現(xiàn)這一現(xiàn)象，應(yīng)采用反鏟挖除或人工清除。平整后灑水、碾壓，采用振動碾碾壓，碾壓行走方向順壩軸線。

3.2.3 墊層料的填筑

墊層、過渡層與相鄰5m范圍內(nèi)的堆石體平起填筑，按一層主堆石、二層過渡層和墊層平起作業(yè)。同一平面上按主堆石→過渡料→墊層料的先后順序填筑。墊層料在砂石骨料加工場摻和完成后，采用自卸車運(yùn)卸到墊層區(qū)，按碾壓試驗(yàn)確定的參數(shù)，順壩軸線方向后退法卸料，用推土機(jī)輔以人工整平，填筑時上游邊線水平超寬20cm～30cm，鋪筑方法基本同過渡區(qū)料，并與同層過渡料一并碾壓。碾壓時順壩軸線方向，振動碾距上游邊緣的距離不宜大于40cm。

墊層料鋪筑前剔除過渡層與墊層料接觸面上大于20cm的離散石塊，嚴(yán)格保證墊層的設(shè)計水平寬度。填筑時，同一層墊層面略高于下游面，防止雨水沖刷上游墊層坡面，兩岸坡部位在雨季采取堵排措施，防止兩岸坡集水沖刷破壞墊層料。

3.2.4 下游塊石護(hù)坡填筑

下游坡面塊石護(hù)坡隨壩體上升逐層砌筑，由15t自卸汽車將經(jīng)挑選合格的塊石運(yùn)至填筑層，卸在靠近壩坡邊緣的填筑面上堆成條帶狀，用推土機(jī)將其推至壩坡邊緣，砌筑時先鋪砌兩側(cè)，再鋪砌中間部分。

各層的護(hù)坡塊石與同層的堆石料交替鋪筑。干砌塊石內(nèi)側(cè)的堆石料隨砌體分層填筑，層厚通過實(shí)驗(yàn)確定，采用震動夯壓實(shí)。砌筑前，由人工配合反鏟將壩體未壓實(shí)的堆石料清除。

3.2.5 壩前鋪蓋和蓋重填筑

鋪蓋料的填筑是在一期面板施工和帷幕灌漿完畢后進(jìn)行。首先清除殘留石塊等雜物后，蓋重區(qū)和鋪蓋區(qū)同時近似水平(向上游方向0.5%的坡度以利于向上游排水)地連續(xù)分層平起填筑，同一平面上按鋪蓋區(qū)→蓋重區(qū)的先后順序填筑。

3.2.6 壩頂填筑施工

壩頂填筑施工包括細(xì)石填料和壩頂公路墊層填筑，在防浪墻混凝土達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度后進(jìn)行。首先進(jìn)行下部細(xì)石填料的施工，施工方法與墊層料施工相同。

填筑前，先將壩頂面雜物清除干凈，并碾壓密實(shí)。采用后退法進(jìn)料，推土機(jī)輔以人工攤鋪，攤鋪整型后，立即進(jìn)行碾壓，直線段由兩側(cè)向中心碾壓；超高段，由內(nèi)側(cè)向外側(cè)碾壓；每道碾壓與上道碾壓重疊20cm～30cm，碾壓采用光面振動碾碾壓。

4 壩體填筑應(yīng)注意的幾個問題

4.1 大壩各區(qū)料的界面處理

大壩填筑各區(qū)料的交接界面必須注意防止大塊石集中，特別是墊層料與過渡料之間、過渡料與主堆石料之間，填筑料的粒徑差距較大，采用后退法卸料，填筑時不能有超徑石集中。界面上有大塊石時，及時采用1m3反鏟或推土機(jī)清除，保證主堆石區(qū)不侵占過渡區(qū)、過渡區(qū)不侵占墊層區(qū)。

4.2 壩體與岸坡接合部的填筑

壩體地基要求不能有“反坡”現(xiàn)象，因此對邊坡的反坡部位先進(jìn)行削坡或回填混凝土處理。壩料填筑時，岸坡接合部位易出現(xiàn)大塊石集中現(xiàn)象，且碾壓設(shè)備不容易到位，造成接合部位碾壓不密實(shí)。因此在接合部位填筑時，應(yīng)減薄填筑鋪料厚度，清除所有的大塊石，采用過渡層料填筑。

4.3 干密度的控制

對確定的填筑材料，影響干密度的主要因素有壩料的含水量、鋪填厚度和碾壓遍數(shù)，碾壓遍數(shù)根據(jù)碾壓設(shè)備每次進(jìn)尺寬度確定。由于人工灑水的不均勻性，機(jī)械設(shè)備故障、鋪填厚度的影響，雖然保證了施工工藝，但不一定能控制填料的干密度，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場碾壓試驗(yàn)報告分析，找出干密度與碾壓后沉降度的關(guān)系，以控制沉降率來獲得所需的干密度。在填筑壩面上，每20m×20m布置一個測點(diǎn)，測量鋪料厚度及碾壓前后的沉降量，現(xiàn)場計算沉降率，對不合格的部位隨時進(jìn)行減薄層厚與補(bǔ)碾處理，效果良好。

5 結(jié)語

在進(jìn)行水電站壩體施工時，需要注意的問題較多，因此在施工過程中，必須對壩體的填料運(yùn)輸、卸料、攤鋪和碾壓質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格控制，確保施工工藝、試驗(yàn)檢測指標(biāo)的“雙控”符合設(shè)計要求，以保證壩體今后的使用效果。

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TV641.43∶TV544.921

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2095-1809(2015)04-0008-03