南湃水電站混凝土面板堆石壩填筑質(zhì)量控制

李 強，張 光 生，王 鐵

(中國水利水電第十工程局有限公司，四川 都江堰 611830)

1 概 述

南湃水電站位于老撾萬象省北部，距萬象市249.5 km。壩址位于湄公河的Ⅰ級支流南俄河支流——南湃河上游峽谷中。整個樞紐由面板堆石壩(CFRD)、開敞式溢洪洞、電站進水口、引水隧洞、壓力鋼管、電站廠房等組成，總庫容2.059億m3,總裝機容量86 MW?；炷撩姘宥咽瘔巫畲髩胃?7 m，壩頂高程1 145 m，壩頂長度為230.5 m,壩體填筑總量約131萬m3。

2 壩體填筑料設計標準

壩體分為上游鋪蓋區(qū)(1A)、蓋重區(qū)(1B)、特殊墊層區(qū)(2B)、墊層區(qū)(2A)、過渡區(qū)(3A)、主堆石區(qū)(3B)、次堆石區(qū)(3C)、下游塊石護坡(3D)及混凝土面板(F)。填筑料設計標準見表1。

3 填筑施工參數(shù)的確定及控制

表1 壩體主填筑料設計標準表

3.1 大壩填筑施工參數(shù)的確定

根據(jù)面板堆石壩的相關規(guī)范和設計要求，大壩正式填筑前必須進行生產(chǎn)性復核試驗，按照試驗成果確定大壩各種壩料的施工參數(shù)，從而確定壩體填筑設計壓實標準的最優(yōu)參數(shù)，檢驗規(guī)定的壓實干密度、空隙率等參數(shù)是否滿足設計要求；選擇適宜各種填料的機械組合確定鋪層厚度、壓實厚度、振動碾重量、碾壓遍數(shù)、行車速度、振動頻率等參數(shù)；研究并完善填筑的施工工藝和措施，制定填筑施工的實施細則；確定壩體填筑施工質(zhì)量控制和質(zhì)量檢測的方法和要求。南湃水電站生產(chǎn)性試驗成果見表2。

3.2 大壩填筑施工質(zhì)量的控制

3.2.1 嚴格控制分區(qū)

面板堆石壩不同的區(qū)域由不同的材料構成，不同的材料在不同的區(qū)域起著不同的作用。因此，控制壩體分區(qū)填料尤為重要。一定要加強測量放樣工作，只有正確合理的放樣才能確保分區(qū)的準確性，放線后采用明顯的標志固定好分區(qū)并做好技術交底工作。

3.2.2 卸料和攤鋪

主堆石料、次堆石料采用進占法卸料，將壩料卸在推平但尚未碾壓平臺的前沿1.2～1.5 m 范圍內(nèi)，該方法的實施有利于工作面的推平整理，以提高碾壓質(zhì)量；同時，細顆粒與粗顆粒料間的嵌填作用有利于提高壓實干密度。特殊墊層料、墊層料、過渡料采用后退法卸料，以減少物料分離。施工過程中采用推土機推平料堆，對局部分離的骨料利用挖土機配合人工清除。

表2 生產(chǎn)性試驗成果表

3.2.3 層厚控制

在鋪料過程中，通過尺量控制鋪料厚度。主、次堆石料鋪設完成后采用定點方格網(wǎng) (20 m ×20 m)測量控制鋪料的層厚及平整度；對超厚部位須推薄處理，鋪料厚度要求不超過設計鋪料厚度的±10%。

3.2.4 壩料加水

根據(jù)設計要求和生產(chǎn)性試驗確定的特殊墊層料(2B)、墊層料(2A)的加水量為7%。采用堆料場加水滿足設計和試驗要求的加水量后裝車至施工現(xiàn)場；過渡料(3A)加水量為 10%，其中壩外加水7%，壩內(nèi)灑水3%，采用移動灑水車在壩面推平后進行灑水補充，根據(jù)灑水車裝水量確定灑水面積；主堆石料(3B)、次堆石料(3C)加水量為 15%，其中壩外加水 10%，壩內(nèi)灑水5%，采用移動灑水車在壩面推平后進行灑水補充，根據(jù)灑水車裝水量確定灑水面積。

3.2.5 碾壓施工

碾壓采用進退錯距法，在主堆石料區(qū)標識出明顯的碾壓軌跡，以方便振動碾操作人員參照標識進行碾壓；同時，結合現(xiàn)場指揮和建設與監(jiān)測信息管理系統(tǒng)，做到壩面碾壓區(qū)域無漏碾、欠碾，嚴格控制碾壓機具的行走速度和振動頻率。

4 填筑施工質(zhì)量的控制

4.1 料源質(zhì)量控制

4.1.1 壩料的開采和利用

(1)有用料的鑒定。覆蓋層剝離完成后，根據(jù)設計壩料地質(zhì)特性要求，由監(jiān)理單位組織參建各方進行有用填料的鑒定，按界定的渣料種類在開挖現(xiàn)場設置有用料、無用料標識牌并進行分類挖裝運至堆料場分類堆存。

(2)堆石料開采爆破試驗。通過爆破試驗獲得適用各種壩料級配的鉆爆參數(shù)。各種料源爆破施工后、上壩前必須檢查其是否滿足級配要求，裝車時對少量超大直徑的塊石需要剔除并用于壩后坡護坡使用，分類堆存。

(3)超徑石料的處理。超徑石料須進行二次處理，盡可能采用液壓沖擊錘解小，然后與新爆破的合格石料混合裝車。

(4)試驗檢測 。定期對開挖料進行篩分試驗，檢測其級配是否滿足設計要求。如發(fā)現(xiàn)不滿足設計要求時，則須及時調(diào)整鉆爆參數(shù)，使開采的壩料級配達到要求。

4.1.2 壩料回采質(zhì)量控制

(1)壩料回采采用的施工方法。料場有用料采用自下而上分層的方式堆存，嚴格按照渣料管理辦法在指定地點進行有用料的回采，回采料分層取用，嚴防顆粒分離，確保有用料回采的質(zhì)量。

(2)回采料采用的質(zhì)量控制措施。①粗細料分離處理。針對部分3D料場壩料存在粗細料分離的情況，為滿足設計技術要求，在3D料回采過程中將原堆存料進行混合摻拌后再進行上壩，對每車摻拌料進行跟蹤，料源級配不合格絕不允許上壩。②超徑石的處理。對料場超徑石采用破碎錘解小分散后混合裝車的方式。③壩料的運輸管理。上壩料按不同料場和壩料分區(qū)對每臺運輸車輛設置壩料標識牌，防止不同上壩料混裝、誤裝。同時，充分利用運輸車輛監(jiān)控系統(tǒng)對不同取料部位、不同上壩料的車輛進行統(tǒng)一規(guī)劃 ，由現(xiàn)場分控站實時監(jiān)控運輸情況，保證上壩料運輸?shù)臏蚀_性 。

4.1.3 墊層料的加工與質(zhì)量控制

大壩2A特殊墊層料、2B墊層料從壩前凝灰?guī)r料場開采，經(jīng)左岸砂石加工系統(tǒng)加工生產(chǎn)。墊層料的質(zhì)量控制措施主要有：按規(guī)范對加工形成的墊層料進行檢測，如果篩分級配不滿足設計要求的指標則需進行進一步的處理，適量摻和細顆粒料(或)粗顆粒料，直到加工料達到設計指標。

4.2 壩體分區(qū)及岸坡結合部的處理

4.2.1 壩體分區(qū)交界面

對于壩體各種填料分段填筑的結合部位，采用反鏟或裝載機剔除結合部的超徑石，將集中的粗顆粒進行分散處理；碾壓時，進行跨縫碾壓并將碾壓遍數(shù)控制在10遍。

4.2.2 岸坡結合部位

(1)反 坡。岸坡局部出現(xiàn)反坡時，盡量將其處理成順坡后再填筑；對于不易處理的局部反坡 ，按設計要求先填混凝土或采用漿砌石修復成順坡后，再進行壩料填筑。

(2)堆石體與岸坡或混凝土建筑物接合部位。按設計要求填筑岸坡過渡料，碾壓時增加2遍，盡可能地使振動碾沿岸坡方向碾壓；對于振動碾難以碾壓到的部位，采用平板振動器或小型打夯機夯實。

(3)岸坡夾層。首先挖除岸坡夾層中的沖積雜物，然后用墊層料分層填筑并用平板振動器夯實，再填墊層料和過渡料，最后進行堆石料的填筑。

4.2.3 壩體分期分段結合部位

壩體新老填筑層和大壩料區(qū)交接縫的結合部位是大壩填筑的薄弱環(huán)節(jié)，必須重點進行控制。所采取的處理措施：對因設計需要而分期填筑形成的先期塊與后期塊施工結合縫，先期填筑區(qū)塊的坡面采取臺階收坡方法施工；先期填筑料在保證安全的條件下盡量碾壓到邊，使邊坡上的松散填筑料減小到最低限度；后期填筑時，將先期填筑體坡面用反鏟清除其表面的松散料，并將其與新填筑料混合，然后一并碾壓。

5 試驗檢測

5.1 試坑灌水法檢測

大壩填筑施工過程中，采用試坑灌水法對各種分區(qū)的壩料進行干密度、孔隙率(根據(jù)干密度及比重關系式換算得出)、顆粒級配及滲透系數(shù)等項目的檢測。各種壩料檢測項目、檢測頻率均按照規(guī)范和設計要求執(zhí)行。一旦發(fā)現(xiàn)檢測指標未達到設計要求時，分析并查找原因，包括碾壓設備性能、鋪料厚度、粗粒料集中或料性改變等，及時采取相應的處理措施，如補壓、減薄鋪料厚度、粗粒料挖除處理或根據(jù)料性重新測定堆石料干密度等。

檢測結果表明：大壩從2014年10月正式開工填筑至2015年10月全部完成填筑至1 141.5 m高程，大壩各種壩料填筑質(zhì)量經(jīng)檢驗試驗后均滿足設計及規(guī)范要求。

5.2 參數(shù)控制法

由于面板堆石壩主、次堆石料試驗挖坑耗時長、影響填筑施工進度，且因檢測點數(shù)較少而造成檢測代表性不足，為進一步加強和加快大壩堆石體壓實質(zhì)量檢測，大壩填筑施工的同時采用了參數(shù)控制法加強流程管理和過程控制，實行專人負責，從制度抓起，充分利用控制信息系統(tǒng)，嚴格控制每一個施工參數(shù)。從施工檢測結果分析看，只要各項施工參數(shù)控制到位，大壩堆石體密度、孔隙率等各項指標均能滿足要求。參數(shù)控制法具有實施簡單、可操作性強、效率高等特點，配合試驗檢測能快速達到極佳效果。通過對填筑驗收單元跟蹤檢測，檢測時逐層分單元進行，合格率達到100%。

6 結 語

南湃水電站建設形成了程序化、規(guī)范化、標準化的施工及管理體系。通過對壩料開采、加工過程進行嚴格的質(zhì)量控制，保證了生產(chǎn)出的各種壩料質(zhì)量達到設計要求；經(jīng)過現(xiàn)場生產(chǎn)性試驗，確定了科學合理的施工工藝和施工參數(shù)，為大壩填筑質(zhì)量提供了技術保證。通過以上措施的實施，有效保證了南湃水電站面板堆石壩的施工質(zhì)量。目前電站已蓄水發(fā)電，壩體的滲水、沉降等指標滿足設計要求，電站運行正常。