混凝土面板堆石壩施工質(zhì)量控制
——以洮水水庫為例

向 洪 聶永華

（湖南省水利電力工程建設監(jiān)理咨詢公司 長沙市 410007）

1 工程概況

洮水水庫位于湖南省株洲市茶陵縣境內(nèi)的洣水河一級支流—沔水河下游出口區(qū)。樞紐區(qū)主要建筑物有混凝土面板堆石堆，設計最大壩高為102.5 m，堆石填筑167.5萬m3。正常蓄水位205.00 m、相應庫容為5.15×108m3。開敞式溢洪道布置在左岸，右岸有導流、放空兼引水隧洞，壩后電站廠房，電站總裝機69 MW。是一座以防洪為主，兼有發(fā)電、灌溉、養(yǎng)殖等綜合效益的大Ⅱ型水利水電工程。

壩區(qū)枯水期河水面寬度（47~55）m，左岸為一條形山脊，略顯單薄最高山頂標高263.79m，岸坡平均坡度為46°~49°；右岸山體較雄厚，平均地形坡度為27°~29°。壩址所處構造部位為倒轉背斜的SW翼，巖層倒轉產(chǎn)出，橫切~斜切河谷，產(chǎn)狀變化較大。出露地層有奧陶系上統(tǒng)砂、泥質(zhì)板巖和淺變質(zhì)砂巖，泥盆系中統(tǒng)石英礫巖、石英砂巖、含鐵砂巖等。調(diào)查發(fā)現(xiàn)有大小斷層30余條，以NEE、NNW和NWW三組為主。其中對工程影響比較大的主要是F1斷層，順河床貫穿整個壩區(qū)，斷層傾角 72°~82°，破碎帶寬度（3~10）m，影響帶寬度（5~10）m，水平斷距（140~180）m。

工程于2005年2月開始施工，2007年7月開始大壩堆石體填筑，至2008年12月完成，2009年1月開始混凝土澆筑，至2010年7月全部完成，2011年9月1日下閘蓄水，運行至今，大壩沒有發(fā)生過滲流異常的現(xiàn)象。

2 施工質(zhì)量控制總體思路

施工是決定水利水電工程質(zhì)量的關鍵環(huán)節(jié)，但監(jiān)理的指導、檢查、監(jiān)督也十分必要。洮水水庫工程監(jiān)理部對大壩工程施工質(zhì)量控制總體思路是：嚴格施工技術文件審批，建立質(zhì)量檢驗工作制度及工作程序，堅持現(xiàn)場跟蹤檢查，采用多種手段嚴把質(zhì)量驗收關。施工質(zhì)量控制要點如下：

（1）重視施工測量控制，保證測量的準確性。

水利工程建設中，施工測量是施工的第一步，測量的準確性直接影響到一些施工工序乃至整個工程的綜合質(zhì)量，因此搞好施工測量工作，保證測量的準確性是確保水利工程整體施工質(zhì)量的基礎。

（2）加強原材料、中間產(chǎn)品的質(zhì)量控制。

原材料的質(zhì)量是工程施工質(zhì)量的保障和基礎，加強原材料的質(zhì)量控制是提高工程施工質(zhì)量的重要前提條件。為確保洮水大壩工程質(zhì)量，配備了負責試驗的監(jiān)理工程師，重點跟蹤檢查，并對原材料及混凝土中間產(chǎn)品的質(zhì)量檢測與控制工作作了規(guī)定。

（3）加強施工工序質(zhì)量控制。

為保證施工工序質(zhì)量，一是對影響工程質(zhì)量的因素，從人、材料、機械、工藝和方法、環(huán)境五個方面，在施工過程中進行全面控制；二是明確質(zhì)量控制點，如壩體墊層、過渡層、主堆石的填筑、面板、趾板、接縫止水等分部工程作為質(zhì)量控制點，重點加以控制；三是督促施工單位嚴格實行施工工序自檢 “三檢制”；四是未經(jīng)監(jiān)理部檢查認證或檢查不合格的，不得進行下一道工序的施工。

（4）加強工程質(zhì)量檢驗檢測。

工程質(zhì)量檢驗檢測是控制工程施工質(zhì)量的重要手段。為此要求施工單位加強原材料的質(zhì)量控制，對不合格材料不得使用；強化關鍵工序和重點部位的工程質(zhì)量的檢驗檢測；嚴格監(jiān)理對施工質(zhì)量進行復檢或跟班監(jiān)督制度，確認合格后方能簽證認可。

3 大壩填筑的施工質(zhì)量控制

3.1 筑壩材料質(zhì)量控制

大壩填筑料料源主要來自石料場、天然砂礫料場及樞紐建筑物開挖可利用料三部分。墊層料中的粗粒料采用爆破石料進行破碎、篩分，細粒料不足部分采用下游天然砂補充，粗、細粒料通過摻配獲得合格的墊層料；特殊墊層料全部采用天然砂礫料進行篩分、摻配；過渡料部分可利用隧洞洞挖合格料，其余從石料場開采；主堆石料、過渡料和墊層料中的粗骨料要求為新鮮、微風化石料，次堆石區(qū)的開挖利用料要求采用弱風化石料。

在筑壩材料正式開采、加工前，根據(jù)主堆石料、過渡料的設計級配要求在石料場進行了堆石料爆破試驗，以確定石料場開采炮孔直徑、孔深、間距及裝藥量等爆破參數(shù)；對墊層料、特殊墊層料加工、摻配進行了工藝性試驗。為防止壩料在開挖運輸過程中發(fā)生粗料集中現(xiàn)象，安排專人負責料場的檢查、監(jiān)控，嚴格區(qū)分各分區(qū)壩料，并進行定期或不定期抽檢，從而保證筑壩料源的質(zhì)量。

3.2 壩體填筑工序質(zhì)量控制

3.2.1 壩料運輸與卸料質(zhì)量控制

壩料運輸以20 t自卸車為主，對運輸與卸料質(zhì)量控制的具體措施主要有：

（1）在裝運壩料的自卸車上懸掛各分區(qū)壩料的標識牌，填筑作業(yè)面派專人指揮車輛卸料。

（2）上壩車輛輪胎應經(jīng)水槽清洗或沖洗干凈，以免夾帶泥塊進入壩內(nèi)。

（3）嚴格控制上壩料的質(zhì)量，特別注意墊層料和過渡料的質(zhì)量，及時檢查壩料的粒徑、含水量及含泥量等，不符合要求的石料不得上壩。

3.2.2 壩料攤鋪厚度控制

（1）在每層料鋪料時，應在推土機前方設置層厚標桿，方便推土機操作手控制好層厚。

（2）填筑鋪料方向要求平行于壩軸線，特殊墊層料、墊層料、過渡料及兩岸接坡料采用后退法卸料，主、次堆石料采用進占法卸料。

（3）主、次堆石料的鋪料厚度根據(jù)現(xiàn)場碾壓試驗成果，按壓實后每層厚80 cm控制，墊層料、過渡料按壓實后每層厚40 cm控制，每層鋪料厚度應進行檢查，控制誤差不超過壓實層厚的10%。

3.2.3 灑水質(zhì)量控制

堆石料加水碾壓是提高壓實效果的重要措施。本工程壩體填筑各區(qū)灑水量根據(jù)現(xiàn)場碾壓試驗確定。堆石料加水碾壓采用壩面灑水方式為主，在大壩兩岸分別布設供水管路，用軟管接至壩面。高強度填筑時，可增加灑水車配合灑水，保證灑水量滿足要求。

3.2.4 壓實質(zhì)量控制

填筑壓實采用18 t自行式振動碾進退錯距法碾壓，壩料碾壓行進方向平行于壩軸線，速度控制在2 km/h左右；靠近岸坡、施工道路邊坡處除增加順向碾壓外，碾壓不到的邊角部位采用液壓振動夯夯實。根據(jù)碾壓試驗成果，碾壓遍數(shù)為8遍，壓實過程中設專人監(jiān)控，嚴格控制碾壓遍數(shù)及錯距，并振動碾的激振力和行走速度是否達到規(guī)定要求，以防止漏振或欠碾。

3.3 壩體分區(qū)填筑質(zhì)量控制

（1）墊層區(qū)填筑質(zhì)量控制。

墊層料和過渡料的填筑須與臨近的主堆石區(qū)同步進行，且填筑時墊層料、特別墊層料與過渡料之間的填筑高差不允許超過40 cm。墊層料采用天然砂與級配碎石料在摻配場摻混而成，最大粒徑不大于80 mm。施工中，嚴格控制墊層料的鋪料寬度、鋪料厚度、加水量、碾壓機具和碾壓遍數(shù)等參數(shù)，專職質(zhì)檢員跟班記錄，發(fā)現(xiàn)問題及時處理；并按規(guī)范規(guī)定進行填筑質(zhì)量檢測工作。

（2）過渡層區(qū)填筑質(zhì)量控制。

過渡料填筑前，必須把與主堆石區(qū)交接界面上所有大于300 mm的已分離的塊石清除干凈。用推土機攤鋪，人工輔助平整。過渡料填筑時與同層墊層料和相鄰主堆石料一并進行碾壓，施工中，嚴格控制過渡料的鋪料寬度、鋪料厚度、加水量、碾壓機具和碾壓遍數(shù)等參數(shù)。

（3）主、次堆石區(qū)填筑質(zhì)量控制。

主、次堆石區(qū)填筑施工前，須進行測量放樣劃分填筑界限，在左、右岸岸坡標明高程及樁號，在填筑區(qū)域設置鋪料層厚標志。

分段分區(qū)進行填筑時，各碾壓段之間的搭接不小于1.0 m；要求鋪筑碾壓層次分明，做到平起平升，以防碾壓時漏振欠碾。對于分段分區(qū)結合部位填筑層坡面的松動不密實部分挖到后填筑區(qū)域，待后填筑層碾壓時一并進行搭接處理，騎縫碾壓密實，以保證先填層與后填層結合良好。

主堆石區(qū)與岸坡結合部位要求采用粒徑較小且級配良好的過渡料填筑，寬度不小于（1～2）m。對振動碾控制不到的邊角部位，采用液壓振動夯夯實。

4 混凝土面板、趾板施工質(zhì)量控制

面板、趾板是面板堆石壩壩體防滲的主要防線，其混凝土施工質(zhì)量的好壞優(yōu)劣，與壩體的擋水性能及使用壽命有著決定性的關系。因此，面板、趾板的施工是洮水混凝土面板堆石壩施工質(zhì)量控制的關鍵點。

4.1 混凝土配合比設計試驗質(zhì)量控制

（1）面板混凝土要求采用42.5普通硅酸鹽水泥，最少水泥用量應滿足水工混凝土結構設計規(guī)范要求。

（2）嚴格限制水灰比，本工程水灰比要求不超過0.45。

（3）摻加不低于Ⅱ級的優(yōu)質(zhì)粉煤灰替代部分水泥，以提高混凝土的耐久性和抗裂性。

（4）摻高效減水劑和引氣劑，可提高混凝土的抗凍、抗?jié)B和抗裂性。外加劑和摻合料種類及摻量通過試驗確定。

4.2 原材料質(zhì)量控制措施

要求用于面板混凝土的細骨料吸水率不應大于3%，含泥量不應大于2%，細度模數(shù)宜在（2.4～2.8）范圍內(nèi)。粗骨料的吸水率不應大于2%，含泥量不應大于1%。在計量控制上，則要求對混凝土系統(tǒng)全部試驗儀器和計量設備按計量部門的規(guī)定定期校驗，以確保計量精度滿足規(guī)范要求。

4.3 混凝土拌制質(zhì)量控制措施

在拌制混凝土過程中，必須控制好坍落度、出機口溫度、拌合時間等各項指標。每班中抽取一組進行抗壓試塊，適當?shù)牧羧】節(jié)B、抗凍試塊。為了使混凝土有著較好的均勻性，拌合時間不能超出（2~3）min。對砂石料中的含水量進行嚴格的測量，確保拌合用水量的適當。每4 h進行一次坍落度測量。

4.4 混凝土澆筑的質(zhì)量控制

趾板、面板在混凝土過程中，為確保質(zhì)量。要求做到：

（1）合理安排面板混凝土澆筑時機；

（2）要求施工準備充分，包括現(xiàn)場驗倉、止水系統(tǒng)檢查、設備配置、人員分工、混凝土生產(chǎn)、運輸、質(zhì)量檢測、工藝流程、技術保障等內(nèi)容；

（3）建立一套完善的驗倉制度以及值班制度；

（4）嚴格墊層坡面修整工序施工質(zhì)量；

（5）嚴格混凝土澆筑工藝。

4.5 混凝土養(yǎng)護的質(zhì)量控制

本工程面板混凝土第一次收面后即采用隨滑模前行的塑料薄膜覆蓋保濕，二次收面后覆蓋雙布一膜土工布保濕保溫；待混凝土面可承受人工踩踏后，改用麻袋或草袋進行覆蓋混凝土表面，并及時采用水管進行灑水養(yǎng)護；待一塊面板澆筑完成后，采用布置在面板頂部沿壩軸線向設一水平養(yǎng)護專用水管進行長流水養(yǎng)護，保證表面連續(xù)保溫保濕，養(yǎng)護時間28 d以上。

5 工程質(zhì)量檢測與效果分析

5.1 混凝土質(zhì)量檢驗

在混凝土澆筑施工過程中，認真執(zhí)行規(guī)范和設計中的指標，嚴格各項檢驗制度，嚴把質(zhì)量關。將部分原材料及混凝土試驗檢測成果匯于表1～表4。

表1 砂質(zhì)量檢測成果表

表2 粗骨料質(zhì)量檢測成果表

表3 水泥檢測結果表

表4 混凝土試塊強度檢測成果表

從上述檢查檢測結果顯示，大壩各類混凝土質(zhì)量均滿足設計要求。

5.2 大壩填筑質(zhì)量檢驗檢測

在壩體填筑過程中，根據(jù)工程具體情況，壓實質(zhì)量檢測方法采用常規(guī)的挖坑檢測試驗，大壩壩體各區(qū)壓實質(zhì)量檢測成果見表5。

表5 壩體填筑壓實質(zhì)量抽檢成果統(tǒng)計表

大壩填筑質(zhì)量檢驗檢測結果表明，洮水面板壩壩體填筑質(zhì)量滿足設計要求。

6 結 語

根據(jù)洮水水庫面板壩具體的建設特點，結合國內(nèi)面板壩施工經(jīng)驗和教訓，監(jiān)理單位通過制定有針對性的質(zhì)量控制制度和措施，并與各參建單位一起對大壩施工質(zhì)量進行了嚴格控制與管理，使大壩施工全過程均在受控狀態(tài)下進行，從而達到了大壩單位工程質(zhì)量良好的結果。

該工程自2011年9月下閘蓄水運行以來，大壩下游設置的量水堰觀測結果顯示，沒有發(fā)生過滲流異常的現(xiàn)象，進而說明大壩設計、施工質(zhì)量優(yōu)良。該工程面板壩施工質(zhì)量控制措施做法對類似工程具有一定的參考意義。