老撾南立1-2水電站面板堆石壩填筑施工技術(shù)

隆運(yùn)國， 劉 洪

(中國水利水電第十工程局有限公司，四川都江堰 611830)

老撾南立1-2水電站面板堆石壩填筑施工技術(shù)

隆運(yùn)國， 劉 洪

(中國水利水電第十工程局有限公司，四川都江堰 611830)

介紹了老撾南立1-2水電站面板堆石壩的施工過程，詳細(xì)闡述了填筑施工中所采用的材料特性、分層填筑碾壓施工技術(shù)，重點(diǎn)分析了施工中應(yīng)注意的各種細(xì)節(jié)和技術(shù)、質(zhì)量、安全保證措施，通過選擇合理的填筑方案及碾壓參數(shù)，較好地解決了填筑施工中各工序之間的相互干擾，加快了施工進(jìn)度，大大降低了壩體沉降量，質(zhì)量達(dá)到了預(yù)期的效果。

材料；填筑；碾壓；質(zhì)量；沉降；南立1-2水電站

1 工程概述

南立1-2水電站位于老撾人民民主共和國中部、湄公河左岸一級支流南俄河的支流南立河上，距老撾首都萬象公路里程約133 km。該工程是以發(fā)電為目的的水利樞紐工程，工程等別為一等大(1)型。水庫為多年調(diào)節(jié)，總庫容9．23×108m3，其中調(diào)節(jié)庫容5．41×108m3，總裝機(jī)容量為2 ×50 MW。

大壩為混凝土面板堆石壩，最大壩高103 m，最大壩底寬度為288．7 m，壩頂軸線長351 m，壩頂寬8 m。壩頂上游側(cè)設(shè)4 m高的“L”型混凝土擋墻作為防浪墻，其底部與混凝土面板相接。上游坡比為1∶1．4，下游坡比為1∶1．35。

2 水文及工程地質(zhì)條件

老撾屬熱帶季風(fēng)型氣候，降水豐沛，氣溫終年常熱，分雨、旱兩個季節(jié)。南立河流域多年平均年降水量為1 745 mm，降水年內(nèi)分配不均，主要集中在雨季，5～10月降水量約占全年降水量的90%，旱季11～次年4月份僅占10%。流域多年平均氣溫為25．4℃，氣溫最高、最低值均出現(xiàn)在旱季。

南立1-2水電站壩址位于那省村上游約1 km、南立河從中低山峽谷地形區(qū)流入班登山間小盆地區(qū)的出口段。該段峽谷長約740 m，河道較順直，河谷呈“V”字形，谷底狹窄。樞紐區(qū)主要出露地層有二疊系火山噴出巖與同期沉積的火山碎屑巖，主要為英安巖、火山角礫巖、火山碎屑巖～沉積巖、白云巖夾灰質(zhì)白云巖和第四系松散堆積層等。河床內(nèi)覆蓋層淺，厚度一般小于4 m，殘、坡積物分布于兩岸山坡上，厚度為0．5～4 m。

3 材料分區(qū)與料源特性

3．1 大壩分區(qū)

南立1-2水電站面板堆石壩由7個分區(qū)、8種料源組成，分別是蓋重區(qū)的1B料、粉細(xì)砂蓋重區(qū)的1A料、周邊縫下特殊墊層區(qū)的2B料、墊層區(qū)的2A料、過渡區(qū)的3A料、主堆石區(qū)的3B料、次堆石區(qū)的3C料和下游堆石區(qū)的3D料。大壩分區(qū)情況見圖1。

3．2 料源特性

各填筑料料源、材料特性見表1。

4 地基處理

4．1 開 挖

壩基河床沖積層厚度較薄，僅4 m左右，屬散體結(jié)構(gòu)，局部存在的粉砂或淤泥夾層承載力偏低，抗變形和抗?jié)B能力弱，不宜作為壩基基礎(chǔ)，故予以全部清除。岸坡部位基礎(chǔ)清理標(biāo)準(zhǔn):壩軸線上游的堆石體基礎(chǔ)要求挖除覆蓋層(植被、坡積層、松散堆積體等)及全風(fēng)化巖體中上部或裸露的強(qiáng)風(fēng)化表部巖體，基礎(chǔ)置于全風(fēng)化巖體下部或強(qiáng)風(fēng)化巖體。壩軸線下游堆石體基礎(chǔ)僅要求挖除覆蓋層(植被、坡積層、松散堆積體等)，基礎(chǔ)可置于全風(fēng)化巖體。

4．2 倒坡及探洞的處理

為便于壩體填筑碾壓，開挖面上不允許存在任何倒懸?guī)r體、陡坎或倒坡，應(yīng)將其削至不陡于1∶0．3(垂直∶水平)的最終坡度，或者采用漿砌石補(bǔ)成順坡。趾板范圍的探洞用C15混凝土回填，壩軸線上游的探洞用漿砌石回填，壩軸線下游的探洞洞口10 m范圍用漿砌石回填。

圖1 大壩填筑材料分區(qū)示意圖

表1 各填筑料料源、材料特性表

5 填筑施工

壩體填筑施工根據(jù)大壩填筑強(qiáng)度、道路布置、面板施工以及渡汛要求分三期進(jìn)行填筑施工。

5．1 施工準(zhǔn)備

5．1．1 生產(chǎn)性試驗(yàn)

為取得南立1-2水電站面板堆石壩施工工藝的最優(yōu)參數(shù)，正式填筑之前，進(jìn)行了生產(chǎn)性碾壓試驗(yàn)，對大壩填筑2A、2B、3A、3B、3C、3D六種料型、5個料場的填筑料進(jìn)行了碾壓試驗(yàn)。對不同壩料進(jìn)行了10%～20%的灑水量，20 t自行式振動碾，6、8、10遍碾壓遍數(shù)等多種試驗(yàn)參數(shù)組合的碾壓試驗(yàn)，取得了大壩堆石填筑施工參數(shù)。

5．1．2 填筑碾壓參數(shù)

根據(jù)大壩填筑料的壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)及現(xiàn)場生產(chǎn)性碾壓試驗(yàn)，最終確定的大壩填筑料碾壓參數(shù)見表2。

5．1．3 施工道路

為滿足大壩填筑施工需要，修建左岸低線公路、中線公路、高線公路和右岸高線公路四條道路作為壩料運(yùn)輸?shù)缆?。其中壩體高程250～275 m和高程275～311 m范圍隨著壩體上升在壩體下游側(cè)預(yù)留公路，壩內(nèi)公路寬度為15 m，坡度控制在10%以內(nèi)作為壩體填筑的上壩公路。

5．2 填筑施工

5．2．1 擠壓邊墻與墊層料、過渡料填筑施工順序

壩體前面采用擠壓邊墻固坡技術(shù)，擠壓邊墻與墊層料、過渡料填筑攤鋪順序見圖2。

表2 大壩填筑碾壓參數(shù)表

圖2 擠壓邊墻與墊層料、過渡料施工順序圖

5．2．2 特殊墊層料(2B)的填筑

特殊墊層料(2B)填筑寬度為4 m，高2 m，下游側(cè)坡比為1∶1，特殊墊層料在砂石廠加工完成后運(yùn)輸堆放在拌和樓儲料場，自卸車運(yùn)輸至填筑工作面處采用后退法卸料，與墊層料同時攤鋪和碾壓。周邊縫下邊角部位的特殊墊層料采用立式?jīng)_夯夯實(shí)，分層厚度為20 cm。在鋪筑過程中，確保墊層料的邊線不能侵占特殊墊層料的結(jié)構(gòu)線。

5．2．3 墊層料(2A)的填筑

墊層料(2A)填筑范圍為壩前寬3 m，兩岸坡水平寬1 m、長度按壩高的1/3控制，層厚40 cm?；靥顣r先施工擠壓邊墻，清除已鋪筑的3A料和2A料交接面上粒徑大于8 cm的塊石，再攤鋪2A料。自卸車運(yùn)料上壩至墊層區(qū)，采用后退法卸料，推土機(jī)平倉并輔以人工整平。采用20 t光面振動碾順壩軸線方向碾壓，每層碾壓8遍。為了保證墊層料與過渡料的緊密結(jié)合，墊層料與過渡料平起上升與碾壓。將振動碾在碾壓過程中的速度控制在2 km/h以內(nèi)。

5．2．4 過渡料(3A)的填筑

過渡料(3A)填筑范圍為壩前寬4 m，兩岸坡水平寬2 m、長度按壩高的1/3控制，層厚40 cm。自卸汽車運(yùn)料至填筑點(diǎn)，后退法卸料，推土機(jī)平倉整平，人工配合反鏟處理邊角粗料集中部位，剔除料徑大于300 mm的塊石到主堆石區(qū)。采用20 t光面振動碾順壩軸線方向碾壓8遍。過渡料與墊層料平起上升填筑與碾壓，當(dāng)過渡料鋪筑兩層完成后，進(jìn)行接合部位的主堆石料填筑施工。

5．2．5 主堆石區(qū)(3B)的填筑

主堆石料(3B)采用進(jìn)占法卸料，推土機(jī)平倉，層面搭接寬度為2 m，對于搭接面上粒徑大于50 cm的塊石要予以清除?；靥顣r先攤鋪兩岸邊的接觸帶料，再回填主堆石料。主堆石料上游側(cè)按一定的寬度與過渡料一起上升，高差不超過40 cm，具體情況見圖2。

5．2．6 次堆石區(qū)(3C)的填筑

次堆石料(3C)的填筑與上游主堆石料施工程序和碾壓參數(shù)一致。

5．2．7 下游堆石區(qū)(3D)的填筑

大壩下游堆石區(qū)料(3D)回填范圍隨壩體增高而回填范圍逐漸縮小，層厚1．2 m。由于受壩坡干砌石施工進(jìn)度的影響，下游堆石區(qū)施工落后于次堆石區(qū)，隨次堆石區(qū)逐層上升，回填方法與3B、3C大體相同。

5．2．8 壩坡干砌石施工

大壩下游坡面設(shè)計(jì)為1 m厚的大塊石護(hù)坡，塊石最大料徑為1 m。在高程225 m、251 m、281 m處分別設(shè)置有不同寬度的馬道。在下游堆石料填筑過程中，隨著下游壩體上升逐層進(jìn)行護(hù)坡塊石支砌。在帕登山采料場挑選質(zhì)地堅(jiān)硬、塊徑為40～100 cm的石料運(yùn)至每一填層上，沿著靠近壩坡的邊緣堆成條帶狀，人工配合反鏟分層支砌，塊石大面朝下，用拉線法控制坡面的平整度。

5．3 施工技術(shù)措施

5．3．1 壩料加水

壩料加水采用壩面加水的方式，灑水量按填筑工程量的15%～20%進(jìn)行控制。根據(jù)現(xiàn)場地形條件，在左右岸高程311 m處各修建了一個高位水池，采用4 in(1in=2．54 cm)水管沿左右岸坡面引至適當(dāng)位置，下接膠管進(jìn)行灑水。為準(zhǔn)確控制每層的灑水量，在水管上安裝水表，由 專人記錄和控制。碾壓過程中，根據(jù)需要采用2臺20 t灑水車補(bǔ)灑水。

5．3．2 壩料的運(yùn)輸

壩料運(yùn)輸主要以15～25 t自卸汽車為主，回填作業(yè)面用白灰劃好料區(qū)分界線，由專人指揮運(yùn)輸材料車輛到指定地點(diǎn)卸料。

5．3．3 攤鋪施工

3B、3C、3D料主要采用進(jìn)占法卸料，推土機(jī)平整。2B、2A、3A料采用后退法卸料，人工配合機(jī)械進(jìn)行平整。攤鋪厚度按壓實(shí)厚度加10%控制，經(jīng)碾壓后達(dá)到設(shè)計(jì)厚度。層厚的控制方法采用在填筑面兩側(cè)和前進(jìn)方向每30 m放置一根標(biāo)志桿以控制鋪料厚度；在填筑施工中，由專人負(fù)責(zé)移動標(biāo)志桿。對壩面超徑石采用液壓錘進(jìn)行解小。

5．3．4 壩料中含泥量的控制

根據(jù)帕登山料場灰質(zhì)白云巖層間夾泥較多的情況，施工中為降低壩料含泥量，專門制定了多項(xiàng)措施來控制壩料中的含泥量:裝車時注意篩選，不允許將泥團(tuán)裝車；壩面安排專人撿表面出露的泥團(tuán)；保持車輛相對固定，并保持車廂、輪胎的清潔，防止將殘留在車廂和輪胎上的泥土帶入填筑區(qū)。

6 質(zhì)量控制

在填筑施工中，采用控制施工參數(shù)與“挖坑”取樣檢測的雙控措施，建立由作業(yè)隊(duì)自檢、施工員復(fù)檢、質(zhì)檢員終檢的三級質(zhì)檢制度，嚴(yán)格執(zhí)行“上道工序未驗(yàn)收，下道工序不準(zhǔn)開工”的原則。層層把關(guān)，切實(shí)做到每個環(huán)節(jié)都處于受控狀態(tài)，確保了大壩填筑質(zhì)量。施工中主要分以下兩個方面進(jìn)行控制。

6．1 料場質(zhì)量控制

首先剝離表層的無用料，經(jīng)監(jiān)理、業(yè)主、設(shè)計(jì)及施工單位共同驗(yàn)收合格后再進(jìn)行上壩料的開采。正式開采前，按擬定的爆破參數(shù)進(jìn)行爆破試驗(yàn)及爆破料級配試驗(yàn)，待確定合理的爆破參數(shù)后，再進(jìn)行大規(guī)模開采。對于超徑石在料場就地解小。對于加工好的墊層料、特殊墊層料單獨(dú)存放，避免與其它料混雜，按要求進(jìn)行堆放存料。

6．2 壩面質(zhì)量控制

為便于壩面卸料的指揮，避免發(fā)生不同分區(qū)的壩料相混淆，運(yùn)輸上壩料的自卸汽車貼有醒目的分區(qū)料標(biāo)示。每種料的運(yùn)輸根據(jù)現(xiàn)場情況分車裝運(yùn)?，F(xiàn)場施工技術(shù)、質(zhì)檢人員、試驗(yàn)人員在現(xiàn)場跟蹤并監(jiān)控上壩料的質(zhì)量、碾壓參數(shù)、施工工藝。同時，注意觀察碾壓機(jī)械的工況，對于工況不好的應(yīng)及時更換。

7 結(jié)語

老撾南立1-2水電站堆石填筑施工中，通過采用細(xì)料(主堆石區(qū)最大粒徑60 cm)、薄層碾壓、增加碾壓遍數(shù)，采用重型振動碾碾壓的方式，經(jīng)試驗(yàn)取樣檢測得知主、次堆石區(qū)的干密度均大于設(shè)計(jì)值，空隙率平均值為15．2%，遠(yuǎn)小于設(shè)計(jì)規(guī)定值22%。壩體最大沉降量為22．5 cm，為壩高的0．22%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于其1%的要求。因此，老撾南立1-2水電站面板堆石壩的工程質(zhì)量受到國內(nèi)外專家的高度評價，被評為“2012年度四川省建設(shè)工程天府杯金獎”。

(責(zé)任編輯:李燕輝)

大渡河枕頭壩一級水電站3號機(jī)組投產(chǎn)發(fā)電

近日，枕頭壩一級水電站3號機(jī)組順利通過72小時試運(yùn)行階段，成功轉(zhuǎn)入商業(yè)運(yùn)行，正式投產(chǎn)發(fā)電。3號機(jī)組是枕頭壩一級水電站投產(chǎn)發(fā)電的第二臺機(jī)組，于7月21日通過啟動驗(yàn)收，8月8日12時56分首次并網(wǎng)成功，8月9日10時17分正式進(jìn)入72小時試運(yùn)行。期間機(jī)組運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定，各項(xiàng)運(yùn)行參數(shù)指標(biāo)滿足要求。枕頭壩一級水電站其余兩臺機(jī)組正在進(jìn)行緊張的安裝和調(diào)試工作，2號機(jī)組于8月底實(shí)現(xiàn)投產(chǎn)發(fā)電目標(biāo)，1號機(jī)組計(jì)劃于年內(nèi)實(shí)現(xiàn)投產(chǎn)發(fā)電。

TV7;TV52;TV512;TV53

B

1001-2184(2015)05-0079-04

隆運(yùn)國(1973-)，男，重慶市人，項(xiàng)目副經(jīng)理，工程師，從事水利水電工程施工技術(shù)與管理工作；

劉 洪(1968-)，男，四川簡陽人，國際公司總工程師，高級工程師，學(xué)士，從事水利水電工程施工技術(shù)與管理工作．

2015-07-11