桑河二級(jí)水電站大壩圍堰填筑施工關(guān)鍵技術(shù)

唐政軍

摘要：桑河二級(jí)水電站二期上、下游圍堰填筑工程量大、施工工期緊、填筑強(qiáng)度高、質(zhì)量要求嚴(yán)，因此，切實(shí)抓好填筑施工管控極為關(guān)鍵。基于此，本文結(jié)合該項(xiàng)目圍堰填筑施工實(shí)際，就水電站大壩圍堰填筑施工關(guān)鍵技術(shù)予以細(xì)致探究，以供眾水電施工同仁借鑒參考。

關(guān)鍵詞：水電站大壩;圍堰填筑;施工關(guān)鍵技術(shù)

中圖分類號(hào)：TU47文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：2096-6903（2021）12-0010-03

1項(xiàng)目背景

1.1工程概況

柬埔寨桑河二級(jí)水電站二期上游圍堰為土石圍堰，堰體填筑主要采用石渣料、全/強(qiáng)風(fēng)化混合料、粉質(zhì)粘土料、反濾料、塊石料等進(jìn)行填筑，上游圍堰堰頂高程為65m、寬度為8m、長度為1060m，最大堰高21m。二期下游圍堰為土石圍堰，堰體填筑主要采用石渣料、全/強(qiáng)風(fēng)化混合料、均質(zhì)土料、反濾料、碎石點(diǎn)層高料、塊石料等進(jìn)行填筑，下游圍堰堰頂高程為60.5m、寬度為8m、長度為890m，最大堰高22.5m。二期上下游圍堰土石方填筑總工程量為91.64萬m3，填筑工程量大，工期要求緊，填筑強(qiáng)度高，因此，須全面加強(qiáng)對(duì)圍堰填筑施工的全過程管控，為項(xiàng)目的順利推進(jìn)奠定基礎(chǔ)。

1.2施工程序

依據(jù)圍堰結(jié)構(gòu)、防滲工期以及填筑工期，將該項(xiàng)目上、下游圍堰填筑各分為4個(gè)階段，具體如下：

（1）上游圍堰施工程序：第一階段為52m高程以下水下拋填，第二階段為52～54.5m高程水上填筑，第三階段為54.5～56.5m高程迎水側(cè)與背水側(cè)堰體填筑，第四階段為54.5～56.5m高程中部防滲堰體與56.5m高程以上堰體填筑。

（2）下游圍堰施工程序：第一階段為51m高程以下水下拋填，第二階段為51～53.5m高程水上填筑，第三階段為53.5～55m高程迎水側(cè)與背水側(cè)堰體填筑，第四階段為53.5～55m高程中部防滲堰體和55m高程以上堰體填筑。

2圍堰填筑施工關(guān)鍵技術(shù)

2.1堰基清理

在進(jìn)行上游圍堰戧堤進(jìn)占、全/強(qiáng)風(fēng)化料填筑前，以及下游圍堰F1區(qū)石渣填筑過程中、全強(qiáng)風(fēng)化料填筑前，采用PC220LC長臂反鏟對(duì)全/強(qiáng)風(fēng)化料填筑范圍內(nèi)堰基進(jìn)行細(xì)致清理，將該范圍內(nèi)天然河床覆蓋層中的塊石、卵石以及填筑過程中的石渣清理干凈，以確保全強(qiáng)風(fēng)化料的填筑質(zhì)量。圍堰堰基清理過程中，天然河床覆蓋層塊石、卵石清理量約為59398m3。

2.2試驗(yàn)段施工

二期上下游圍堰均為土石圍堰，堰體填筑材料分別為石渣料、全/強(qiáng)風(fēng)化料、全風(fēng)化土料、均質(zhì)土、反濾料、碎石墊層料以及塊石料等組成，全/強(qiáng)風(fēng)化料填筑采用YZK18C凸塊振動(dòng)碾碾壓，石渣料、反濾料、塊石料護(hù)坡等填料采用YZ18C振動(dòng)碾碾壓，填筑前合理選取試驗(yàn)段實(shí)施碾壓并確定各項(xiàng)施工參數(shù)，具體如下表1所示。

2.3填筑施工

水電站大壩圍堰總體填筑應(yīng)遵循“由下至上、分層填筑”的流程，在完成圍堰基礎(chǔ)的清理后，應(yīng)結(jié)合實(shí)際地形條件，并根據(jù)試驗(yàn)段填筑與碾壓施工參數(shù)依次進(jìn)行堰體填筑，堰體防滲采用碾壓全/強(qiáng)風(fēng)化混合料的形式[1]。

2.3.1水下堰體填筑

水下堰體填筑通常是位于防滲墻施工平臺(tái)以下的堰體，桑河二級(jí)水電站大壩水下堰體采用后退法卸料填筑（如圖1），水下堰體填筑按照背水堰體向迎水堰體方向依次推進(jìn)，水下部分主要分兩個(gè)階段進(jìn)行，具體操作流程如下：

（1）戧堤預(yù)進(jìn)占。為有效確保戧堤進(jìn)占的作業(yè)進(jìn)度與施工安全，跟隨截流戧堤預(yù)進(jìn)占依次進(jìn)行水下部分反濾料、全/強(qiáng)風(fēng)化料以及石渣料的填筑，整個(gè)填筑滯后截流戧堤堤頭約15～20m。此階段的填筑需考慮以下兩方面要求，一是為截流作業(yè)創(chuàng)造足夠的作業(yè)場(chǎng)地，二是有效降低施工段合龍后拋填強(qiáng)度，以為堰基防滲墻施工奠定基礎(chǔ)。

（2）龍口段合龍。完成水下部分的拋填后，按照高出水面1m的高度進(jìn)占進(jìn)行水下拋填，上游圍堰52m高程以下、下游圍堰51m高程以下水下填筑采用長臂反鏟輔助鋪料，拋填至圍堰體型滿足設(shè)計(jì)要求后，按要求進(jìn)行碾壓密實(shí)，并分層填筑碾壓至防滲施工平臺(tái)高程。

2.3.2全/強(qiáng)風(fēng)化料填筑

全/強(qiáng)風(fēng)化料分層填筑施工流程如下圖2所示，具體操作流程如下：

（1）測(cè)量。根據(jù)施工圖紙?jiān)诂F(xiàn)場(chǎng)放出各填筑區(qū)域的層高、分界線，采用安全膠帶隔離標(biāo)識(shí)進(jìn)行標(biāo)記，各個(gè)分區(qū)按照鋪料、碾壓、質(zhì)檢平均分塊，各個(gè)分塊采用白灰分進(jìn)行標(biāo)記。需要注意的是，為確保堰體邊緣碾壓質(zhì)量及接頭碾壓收邊量，應(yīng)在堰體填筑放線的兩側(cè)橫向進(jìn)行適當(dāng)超填，進(jìn)而有效保證邊緣填料的壓實(shí)質(zhì)量。

（2）鋪料。全/強(qiáng)風(fēng)化料采用自卸汽車沿堰體軸線方向卸料，進(jìn)占法鋪料，推土機(jī)平料，為有效減少填料施工接縫，填筑作業(yè)面按照100～110m分段流水作業(yè)，圍堰全/強(qiáng)風(fēng)化料采取大面積鋪筑時(shí)，應(yīng)按照中間凸起并向上、下游傾斜1%～2%坡度，以便于排出積水。鋪料時(shí)應(yīng)采用水準(zhǔn)儀或鋼釬對(duì)鋪料層厚度進(jìn)行檢查，對(duì)于厚度超標(biāo)位置及時(shí)整平處理，確保鋪料厚度均勻、不得超厚，對(duì)于全/強(qiáng)風(fēng)化料與岸坡、反濾料交界位置的局部狹小空間，采用人工進(jìn)行鋪填平整;另外，水平方向土料填筑時(shí)，應(yīng)向外適當(dāng)超填70～80cm，以確保修整后坡面的壓實(shí)度滿足要求，下層土料鋪筑前，應(yīng)將壓實(shí)合格的面層灑水濕潤并刨毛1～2cm，使上下層良好粘結(jié)[2]。

（3）碾壓。填料填鋪平整后，采用18t凸塊碾按照進(jìn)退錯(cuò)距法進(jìn)行碾壓，碾壓遍數(shù)6～8遍（先靜壓2遍，再振壓6遍），擬定壓實(shí)厚度40cm，其中，局部狹小位置采用小型碾壓機(jī)貼邊予以夯實(shí)，與岸坡臨近的接觸帶采用夯板、小型振動(dòng)碾或手扶式電動(dòng)夯實(shí)機(jī)予以夯實(shí)，碾壓時(shí)碾跡搭接寬度應(yīng)滿足如下要求：垂直碾壓方向碾跡搭接寬度為30～50cm，順碾壓方向碾跡搭接寬度為1m，碾壓時(shí)行車速度應(yīng)按照不高于2km/h的速度勻速行進(jìn)。全/強(qiáng)風(fēng)化料碾壓施工中，應(yīng)結(jié)合填料實(shí)際情況進(jìn)行適當(dāng)灑水，碾壓前進(jìn)行一次灑水，然后邊灑水邊碾壓，灑水應(yīng)保持均勻、連續(xù)、不間斷，總灑水量應(yīng)控制不得超過250㎏/m3。

（4）驗(yàn)收。壓實(shí)完成后應(yīng)及時(shí)進(jìn)行檢查驗(yàn)收，對(duì)局部漏壓虛土層、彈簧土、干松土以及剪切破壞位置，組織進(jìn)行返工處理，對(duì)于局部因過壓而導(dǎo)致的剪切破壞，應(yīng)按要求進(jìn)行換土處理，全/強(qiáng)風(fēng)化料采取分區(qū)分段鋪筑時(shí)，橫向接縫坡度應(yīng)不得超過1∶3，并在接縫坡面適當(dāng)預(yù)留一定厚度的保護(hù)層，保護(hù)層隨各分區(qū)結(jié)合位置的不斷填筑上升進(jìn)行清除至合格層。同時(shí)，確保土料填筑及壓實(shí)質(zhì)量滿足如下要求：①全風(fēng)化土料：壓實(shí)度≥96%，滲透系數(shù)≤10～5cm/s;②全/強(qiáng)風(fēng)化料：壓實(shí)度≥96%，滲透系數(shù)≤10～4cm/s。

2.3.3反濾料填筑

（1）堰體填筑所用反濾料自砂石加工廠采購，采用20t自卸汽車運(yùn)輸至圍堰位置，在填筑作業(yè)面與端點(diǎn)距離1～2m處卸料，與全/強(qiáng)風(fēng)化料同步填筑，綜合采用進(jìn)占法鋪料，采用后退法鋪料時(shí)應(yīng)防止重車在下層鋪好的填料上行駛，卸料時(shí)應(yīng)控制卸料高度不得超過1.5m，以免反濾料顆粒分離而影響堰體填筑質(zhì)量。

（2）反濾料采用CAT320反鏟挖機(jī)推料攤鋪平整，鋪料面起伏高差應(yīng)<10cm，左、右岸邊坡采用人工輔助攤鋪平整，并采用標(biāo)尺對(duì)鋪料層厚進(jìn)行控制。填筑料鋪筑時(shí)，應(yīng)采取分區(qū)分層攤鋪，每層攤鋪后須嚴(yán)格依照要求實(shí)施碾壓，壓實(shí)合格后方可進(jìn)行上一層新料的鋪筑作業(yè)。

（3）反濾料與石渣料接茬位置，相鄰層次間應(yīng)嚴(yán)格控制鋪料質(zhì)量，確保材料界限分明，以免層間出現(xiàn)較大錯(cuò)動(dòng)或混雜，同時(shí)，做好接縫位置的連接，確保接頭位置連接平整，非接頭做好收坡。鋪料過程中，應(yīng)由專人負(fù)責(zé)進(jìn)料指揮、層厚控制、標(biāo)尺移動(dòng)及保護(hù)，進(jìn)而保證鋪料質(zhì)量，防止出現(xiàn)進(jìn)料、鋪料困難或窩工現(xiàn)象。

（4）大面積反濾料采用YZ18C振動(dòng)碾碾壓，碾壓時(shí)應(yīng)嚴(yán)格按照試驗(yàn)段確定的碾壓參數(shù)，采用進(jìn)退錯(cuò)距法碾壓，每次錯(cuò)距為30cm，行車速度控制在2km/h，靜壓約6～8遍，對(duì)于空間狹小位置無法使用碾壓設(shè)備時(shí)，可采用小型夯機(jī)予以夯實(shí)處理，并適當(dāng)減小填料填筑厚度，以保證填料壓實(shí)效果[3]。YZ18C振動(dòng)碾碾壓施工中，應(yīng)及時(shí)做好設(shè)備工作質(zhì)量、頻率、振幅等各項(xiàng)參數(shù)的標(biāo)定，進(jìn)而保證設(shè)備時(shí)刻保持穩(wěn)定的工作狀態(tài)。

2.3.4石渣料填筑

二期圍堰石渣料從基坑開挖的工作面取料或C2標(biāo)右岸石料廠取料，采用液壓反鏟機(jī)挖樁，推土機(jī)配合，20t自卸車運(yùn)輸至水電站大壩圍堰填筑作業(yè)面鋪料，卸料時(shí)應(yīng)盡量避免從高坡處向下卸料，以免出現(xiàn)材料分離而影響填筑質(zhì)量，臨近岸邊地段優(yōu)先選擇細(xì)石料填筑以免架空。水平方向應(yīng)按要求適當(dāng)向外超填約15～20cm，YZ18C自行式振動(dòng)碾碾壓6～8遍，壓實(shí)厚度為80cm，對(duì)于圍堰邊角等狹小空間位置以及大設(shè)備施工不到的位置，采用HN-60柴油夯土機(jī)進(jìn)行補(bǔ)充夯實(shí)。

2.3.5塊石護(hù)坡施工

用于圍巖堰坡護(hù)坡的石塊料，從右岸2#石料場(chǎng)或基坑開挖料中專門選取，護(hù)坡石塊料質(zhì)地應(yīng)堅(jiān)硬，塊徑應(yīng)滿足施工圖紙要求，石塊料自料場(chǎng)采用20t自卸車運(yùn)輸至圍堰填筑位置后，采用挖機(jī)進(jìn)行輔助鋪料，塊石護(hù)坡以人工鋪筑為主，機(jī)械輔助進(jìn)行吊運(yùn)，按照90cm厚度進(jìn)行填筑，在堰體全/強(qiáng)風(fēng)化料、反濾料填筑三層后，再進(jìn)行圍堰上、下游塊石護(hù)坡料的填筑施工，與堰體第三層鋪料同時(shí)進(jìn)行鋪筑，采用進(jìn)占法施工。塊石護(hù)坡料填筑完成后，采用YZ18C振動(dòng)碾進(jìn)行碾壓，隨堰體的逐步鋪筑上升逐層完成塊石砌筑。需要注意的是，在塊石護(hù)坡料填筑施工時(shí)，應(yīng)將塊石料面積較大的一面朝外，塊石邊線與堰體設(shè)計(jì)坡線的誤差不得高于0～+100㎝，且石塊料應(yīng)優(yōu)先選擇較為整齊的塊石砌筑平整。同時(shí)，為有效保證沿塊石護(hù)坡全長的支承性與堅(jiān)固性，所有塊石間的明縫均應(yīng)采用小片石填塞密實(shí)。

2.3.6接縫位置處理

在進(jìn)行圍堰與岸坡結(jié)合位置的施工時(shí)，可采取如下措施保證接縫位置填筑質(zhì)量：（1）控制鋪料厚度。適當(dāng)減少臨近岸邊位置的鋪料厚度，進(jìn)而保證圍堰與岸坡結(jié)合處的碾壓質(zhì)量。（2）限制填料粒徑。堰體與岸坡結(jié)合位置，優(yōu)先選擇小粒徑填料，避免大粒徑架空而影響壓實(shí)質(zhì)量。（3）填充細(xì)集料。根據(jù)接縫位置填筑料分離情況以及石料孔隙率，填充一定量的細(xì)集料，并用水沖填以確保填料填充密實(shí)。最后，利用小型壓實(shí)設(shè)備對(duì)接縫位置予以壓實(shí)處理，保證接縫位置壓實(shí)效果。

此外，采取分區(qū)分段填筑時(shí)，往往會(huì)形成縱橫向交錯(cuò)的填筑料接縫，對(duì)于形成的填筑接縫，須嚴(yán)格依照要求予以壓實(shí)處理，進(jìn)而保證接縫結(jié)合位置的壓實(shí)質(zhì)量。具體操作如下：橫向接縫使用推土機(jī)按照削坡法進(jìn)行處理，施工時(shí)推土機(jī)逐層進(jìn)行削坡，削坡工作面應(yīng)比新鋪面抬高一層，并將削坡松料削除約1.5～2m的寬度，新填筑料與削坡松料間做好相互接觸，共同實(shí)施碾壓;縱向接縫按照留臺(tái)法進(jìn)行處理，先行進(jìn)行鋪料時(shí)，每層預(yù)留約1～1.5m寬度的平臺(tái)，新填料與松坡接觸位置，采用振動(dòng)碾騎縫進(jìn)行碾壓密實(shí)[4]。

3結(jié)語

大壩圍堰作為水電站修建時(shí)為創(chuàng)造干地施工環(huán)境而修筑的擋水構(gòu)筑物，其填筑施工極為關(guān)鍵，關(guān)系著后續(xù)工程的順利開展與項(xiàng)目施工安全、進(jìn)度。因此，務(wù)必抓好圍堰施工的全程管控，把好質(zhì)量關(guān)，嚴(yán)格依循現(xiàn)行施工技術(shù)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)開展作業(yè)施工，完善各項(xiàng)質(zhì)量、安全保障措施，為圍堰填筑的順利、優(yōu)質(zhì)完成奠定基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

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KeyTechnologyofDamCofferdamfillingConstructionofSangheIIHydropowerStation

TANGZhengjun

（ShenzhenWaterTechnologyServiceCo.，Ltd.，ShenzhenGuangdong518061）

Abstract：TheupstreamanddownstreamCofferdamsofphaseIIofSanghehydropowerstationhavelargefilling

quantities，tightconstructionperiod，highfillingintensityandstrictqualityrequirements.Therefore，itisvery

importanttopaycloseattentiontothefillingconstructioncontrol.Basedonthis，combinedwiththeactual

cofferdamfillingconstructionoftheproject，thispapermakesadetailedexplorationonthekeytechnologiesof

damcofferdamfillingconstructionofhydropowerstationforreference.

Keywords：hydropowerstationdam;cofferdamfilling;keyconstructiontechnology