大壩填筑技術在水利工程施工中的應用

賈麗清

（山東省水利水電建筑工程承包有限公司，山東 濟南 250100）

隨著我國經濟水平和科學技術的不斷提升，水利工程項目數(shù)量以及建設規(guī)模不斷增加。在水利工程大壩填筑施工中，為確保材料的充分利用，控制造價成本，在大壩建設中需要對當?shù)氐臈l件加以全面分析，明確大壩填筑施工中的關鍵點，推動大壩填筑施工技術的有效應用。

1 大壩填筑施工技術概述

1.1 壩體填筑施工

壩體填筑的原則為需要在岸坡處理、壩基處理、相應位置趾板的混凝土澆筑處理結束后進行，但因為考慮汛期要求，施工工期較為緊迫，因此，基坑截流之后，通常除前期的趾板區(qū)、壩后水堰施工區(qū)存在干擾因素，其余區(qū)域的覆蓋層按照施工設計要求進行相應的處理之后便可組織施工[1]。通過流水作業(yè)方式將整個壩體施工劃分為多個施工項目，各個單元施工過程中做好填筑測量控制、卸料灑水、壩料運輸、攤鋪平整以及動碾壓各道工序，確保各項單元工序連續(xù)作業(yè)，單元間需要借助灰線設置標志避免出現(xiàn)漏壓、超壓情況。

1.2 測量控制

基面驗收合格之后，按照設計相關要求測量并確定填筑區(qū)交界線，撒石灰線做好標識，墊層的上游邊線選擇竹樁吊線加以控制，兩岸的巖坡應當標注樁號與高程。墊層的上游邊線過渡層、墊層的交界線；主堆石區(qū)、過渡層的交界線，各層上升需要做好測量放樣，主交界線和次交界線的下游邊線可以適當?shù)胤艑捴炼?、三層，一次施工沉降量控制應當以壩體斷面作為基準，因為考慮到沉降后將對壩體的外形尺寸以及高程造成嚴重影響，因此，需要按照設計要求壩頂高程確定沉降高程，進行壩體填筑需要預留壩高0.5%~1.0%沉降超高。

1.3 壩料攤鋪

填筑施工通常由填筑區(qū)最低點進行，鋪料的方向應當平行壩軸線，過渡料、墊層料、小區(qū)料、沙礫料、邊坡料采取后退法卸料，壓縮區(qū)料、次堆石、主堆石采取進占法自卸。卸料后借助推土機將鋪料攤鋪平整，在攤鋪時需要使用挖土機將超徑石、分離料加以處理。過渡層、墊層料通過人工方式進行整平，各層鋪料攤鋪結束后需使用水準儀對鋪料厚度進行檢查，保證厚度符合設計要求[2]。

1.4 灑水、壓實

通常情況下，在水利工程大壩填筑施工中灑水方式包括壩外加水和壩面加水兩種，在實際的施工作業(yè)中應當根據(jù)實際情況選擇相應的施工方式。灑水作業(yè)的主要目的是對石料進行充分濕潤，便于使用振動碾通過激振力促使石塊相關接觸，擊碎石料棱角減小孔隙率，之后填筑細料，提升碾壓密實度，根據(jù)碾壓測試結果確定灑水量。過渡料、墊層料壓實通常情況下采取自行振動碾進進退錯距法進行，沙礫料、主堆石料、次堆石料的碾壓，通常情況下選用牽引振動方式進行。進行振動碾時通常沿著壩軸線的平行方向開展，在靠近岸坡道路邊坡位置應當適當增加順向的碾壓，同時借助振動夯加強對主堆石料、次堆石料的碾壓程度。在使用進退錯距方式進行碾壓時，錯距通過振動碾的碾子寬度、碾壓遍數(shù)控制，如果碾子的寬度是2 m，碾壓的遍數(shù)是8，則錯距為25 cm，對于壩坡接觸位置無法使用大型機械設備進行施工的區(qū)域，需要使用手扶形式的振動碾、振動夯進行碾壓[3]。

2 應用實例

2.1 工程概況

山東文登抽水蓄能電站下水庫大壩壩基填筑項目，位于威海市文登區(qū)，屬于膠東地區(qū)當前建設的唯一一座蓄能電站，也是山東地區(qū)最大的蓄能電站，總裝機容量為180.00萬kW。項目建設完成對于提升山東地區(qū)供電穩(wěn)定性發(fā)揮著積極作用。電站大壩是面板堆石壩，壩高最大為51 m，壩頂高程為141 m，壩頂?shù)妮S線長度為425 m，填筑量為120.43萬m3。為確保大壩建后的穩(wěn)定性、安全性，對施工現(xiàn)場實際情況進行了全面勘察。該工程地質條件較為復雜，交叉作業(yè)頻繁，對填筑施工的有效開展造成了嚴重影響。因此，做好施工前的技術交底工作，科學施工，確保大壩填筑施工順利進行非常必要。

2.2 壩體填筑原則

面板堆石壩屬于就地材料壩，施工周期、工程投資均具有明顯優(yōu)勢。通過以往的工程經驗，開采壩料和運輸費用占整個大壩建設投資總額60%~75%，所以提升料場和建筑物的開挖料綜合利用率能夠有效控制施工成本。主堆石區(qū)屬于支承面板主體，通常選擇硬石堆石。壩體下游次堆石區(qū)通常選用軟巖?，F(xiàn)階段，隨著科學技術的不斷發(fā)展為筑壩技術提升提供了相應的技術支持，當前軟巖堆填筑的范圍不斷擴大。本項目工程在下游區(qū)段次堆石區(qū)選用原則為：首先，確保大壩處于運行狀態(tài)時，軟巖料區(qū)下邊界線為干燥區(qū)，便于壩體有效排水，避免軟巖浸水而發(fā)生濕化變形。第二，軟巖料區(qū)下邊界線需要確保壩體下游的邊坡足夠穩(wěn)定，外側預留超過2 m的硬巖填筑，避免軟巖料繼續(xù)風化[4]。第三，軟巖料區(qū)上邊界線需要確保上層具有足夠厚度的硬巖覆蓋。第四，軟巖料區(qū)上邊界線需要進行計算分析，確保壩體的施工期和正式投入使用后沉降量、面板應力始終處于合理范圍，并盡可能靠近壩體上游，實現(xiàn)軟巖材料作用的充分發(fā)揮。

在文登蓄能電站壩體填筑施工中，壩型是鋼筋混凝土面板堆石壩壩型，填筑料選擇庫區(qū)的開挖料。按照計算數(shù)據(jù)，上水庫的庫區(qū)開挖量為545.00萬m3，全風化巖石為72.00萬m3，強風化1 340.00萬m3，弱風化和以下巖石249.00萬m3。土方開挖量為90.00萬m3。綜合技術、經濟因素，壩體和壩坡進行分區(qū)設計，并確保壩體穩(wěn)定性、應力變形要求，減少開挖棄渣和補充料場的規(guī)模，實現(xiàn)成本控制和降低生態(tài)破壞程度，因為上水岸的壩基部位軸線坡降比較大，約為18%~20%，應當考慮適當對下游壩坡放緩，從而符合壩體穩(wěn)定性和應力變形需求。

2.3 壩體填筑推薦方案

本項目工程結合施工現(xiàn)場實際情況設計多種施工方案，從中選擇最佳施工方案。最終方案不需要開辟新的料場，同時開挖的棄渣也比較少，在施工現(xiàn)場對于壩料質量的控制較為方便，有效控制了造價成本。下游的壩坡設計為1∶2。壩體的上游坡比為1∶1.4，下游坡比為1∶2。在下游壩坡高程為503 m、528 m、553 m、578 m、603 m位置設置馬道，寬為2 m。下游壩坡為砌石護坡，在下游的壩坡周邊設置排水溝，寬為1 m，把壩體滲水引至下游主溝。壩體的沉降量最大732 m，蓄水到正常水位為625 m，壩體的沉降量和壩高比值為0.7%與0.72%。通過方案比選，從中選擇最佳方案，實現(xiàn)了壩體填筑施工的經濟性和安全性。