潘福營 尹成福

（中國水利水電第五工程局有限公司 成都 610066）

1 工程概況

安徽響水澗抽水蓄能電站位于安徽省蕪湖市三山區(qū)境內(nèi)，電站由上水庫、輸水系統(tǒng)、地下廠房系統(tǒng)、開關站和下水庫等建筑物組成。

上水庫主壩為面板堆石壩，趾板處壩高88.0 m，壩軸線處壩高89 m，從壩腳處算起壩高162.4 m，壩頂長度520 m，壩頂寬度8.0 m.主壩壩體填筑區(qū)自上游向下游依次為蓋重區(qū)、上游鋪蓋區(qū)、特殊墊層區(qū)（2B）、墊層區(qū)（2A）、過渡層區(qū)（3A）、主堆

石Ⅰ區(qū)（3B）、主堆石Ⅱ區(qū)（3C）、基礎過渡區(qū)（3C1）、主堆石Ⅱ增模區(qū)（3C2）、排水層區(qū)（3F，溝底部）、干砌石護坡。主壩壩體具體結構見圖1.

圖1 主壩壩體分區(qū)圖

2 壩體填筑設計技術指標和碾壓施工參數(shù)

主壩壩體總的填筑工程量為264萬m3.主堆石Ⅰ、主堆石Ⅱ、過渡區(qū)填筑料主要來自庫區(qū)石料場和環(huán)庫公路開挖料，排水層料主要利用進出水口開挖料，墊層區(qū)料、特殊墊層區(qū)料由業(yè)主的篩分系統(tǒng)提供。設計壩料填筑質(zhì)量要求及碾壓控制參數(shù)見表1.

表1 壩體填筑材料設計指標表

3 設計壩基處理

由于主壩壩后狹長，設計對壩軸線下游側壩基進行開挖處理，下游左側壩基在從下游壩腳算起EL93、EL73、EL53、EL33、EL13不同高程設計有10 m×20 m的平臺，平臺之間采用1：1.5的坡度順接。下游右側壩基在EL107、EL80.5、EL68、EL48、EL13不同高程設計有10 m×20 m的平臺，平臺之間采用不同的坡度順接。最后在壩腳高程開挖成一平臺。

上游側壩基主要進行覆蓋層的清理，不穩(wěn)定巖體的挖除、反坡處理、對斷層等地質(zhì)缺陷部位進行處理即可。

4 壩體填筑施工

4.1 施工準備

對于用于壩體填筑部位的開采石料首先要進行爆破試驗，爆破開采石料的級配滿足相應部位設計包絡線的要求后才能正式進行爆破開挖。利用合格的爆破開采石料再進行填筑碾壓試驗，通過碾壓試驗確定各區(qū)料合理的施工參數(shù)：鋪料厚度、灑水量、碾壓遍數(shù)、碾壓機具、鋪料方式等。

根據(jù)地形特點，在主壩左岸上游側不同高程布置了兩條施工道路，右岸上游側布置了一條施工道路，另外利用溝底和壩頂形成兩條施工道路。施工道路采用泥結碎石路面，路面寬度大于8 m，施工道路跨越趾板部位采用了鋼筋網(wǎng)擋土墻的形式。具體見圖2.最后施工完成割除鋼筋，進行封閉處理。

圖2 跨趾板道路布置示意圖

4.2 主壩填筑施工工藝流程

主壩壩面填筑作業(yè)的一般工藝流程為：壩基基礎開挖、平整→填筑前地形測量及壩基驗收→填筑料開采、運輸→卸料、鋪料、灑水→碾壓→質(zhì)量檢測、驗收→上一層填筑料填筑。

4.3 填筑施工方法

4.3.1 填筑料運輸

所有進入壩區(qū)的填筑料均須滿足不同填筑區(qū)填筑料的級配要求。從填筑料挖裝開始直至運輸?shù)焦ぷ髅娴娜^程對填筑料質(zhì)量進行嚴格控制。料場配置質(zhì)檢人員對料源首先進行控制，對于所有填筑料在挖裝過中所發(fā)現(xiàn)的斷層夾泥、風化料、樹根等及時清除，不合格的料絕對不能上壩。壩面設專職質(zhì)檢人員和試驗人員對填筑料進行質(zhì)量控制。

墊層料采用人工砂石系統(tǒng)生產(chǎn)的初破混合料和人工砂摻配而成，根據(jù)摻配比例分層攤鋪摻拌，為確保其級配良好，在挖裝時采取立面開采裝車。在墊層料的摻拌中摻加了當?shù)氐牟糠址凵埃纳屏藟|層料的級配，效果較好。

除墊層料、過渡層料由于設計攤鋪寬度較窄，采用10t自卸車運輸外，其它部位的填筑料均采用15t、20t自卸汽車運輸上壩。運輸過程中，不同填筑料的運輸汽車設明顯的標志，由專人管理，防止填筑料混雜。壩面上設專門調(diào)度人員指揮卸車。對壩面上所出現(xiàn)的個別超徑石挖運至壩體填筑區(qū)之外進行解小。

料場配置了正鏟和反鏟同時進行裝車，從裝車的效率和質(zhì)量來看，大斗容的正鏟立面開采填筑料，填筑料的級配質(zhì)量和生產(chǎn)效率明顯較反鏟好。

4.3.2 卸料、鋪料及灑水

（1）壩面各區(qū)填筑順序：對于堆石料鋪筑，根據(jù)壩面作業(yè)面積劃分作業(yè)區(qū)域，分2～3個作業(yè)區(qū)域進行流水鋪筑作業(yè)。填筑前先用白灰灑出各區(qū)料的邊線。主壩各區(qū)填筑順序：斷層處理→排水層（3F）填筑→過渡區(qū)（3C1）填筑→主堆石Ⅱ增模區(qū)（3C2）填筑→主堆石Ⅱ區(qū)（3C）填筑→主堆石Ⅰ區(qū)（3B）填筑→過渡層填筑→墊層填筑→上一層填筑料填筑。主堆石Ⅱ區(qū)先于主堆石Ⅰ區(qū)填筑，為施工方便和保證質(zhì)量，主堆石Ⅰ區(qū)緊跟主堆石Ⅱ區(qū)填筑，最多滯后2～3層。施工過程中嚴禁大粒徑料區(qū)侵占小粒徑料區(qū)。特殊墊層料采用人工鋪設，，超前墊層料2 m高左右。

（2）卸料、鋪料方式：堆石料采用15t、20t自卸汽車卸料時采用進占法進行，卸料后采用D85推土機及時平整，防止出現(xiàn)大塊徑石渣集中等級配分離現(xiàn)象影響碾壓效果及填筑質(zhì)量。過渡層料和墊層料采用10 t自卸汽車后退法沿壩軸線線方向間隔卸料，即自卸汽車在已碾壓的壩面上行駛，并使每一料堆相隔一定的距離，然后用反鏟進行平料。對于墊層料的鋪筑，為確保其上游邊線碾壓密實，在鋪筑時墊層料水平寬度超出其設計邊線30 cm，同時墊層料的外邊沿略高5～10 cm.以確保振動碾的作業(yè)安全。

在鋪料過程中為準確控制填筑層厚，在已填筑的壩面上不同部位設置若干層厚控制標桿，質(zhì)檢員經(jīng)常檢查鋪筑厚度，測量隊也經(jīng)常檢查鋪料厚度，及時進行糾偏，。

（3）填筑料灑水：響水澗上水庫主壩填筑料主要為花崗巖，巖石強度很高，為了保證加水的效果，在壩外的上壩道路上布置了自動加水裝置，運輸石料的車輛經(jīng)過時，首先對堆石料加水50%到運輸車上，壩面再人工灑水50%.

4.3.3 碾壓施工

堆石料、排水料采用26 t自行式振動碾碾壓，過渡層料、墊層料采用20 t自行式振動碾碾壓，均采用碾壓試驗確定的振動碾型號和碾壓遍數(shù)進行碾壓，碾壓平行壩軸線方向按進退錯距法進行碾壓。振動碾行進速度控制在2 km/h以內(nèi)。

在墊層、過渡層、堆石各分區(qū)的交接帶，碾壓搭接寬度控制在20 cm；在各區(qū)之內(nèi)不小于50 cm.在靠近岸坡時，自行式振動碾可順岸坡來回碾壓，在26 t振動碾無法碾壓到位的部位采用手扶式振動碾進行碾壓夯實。對于上游墊層料，振動碾在保證安全的前提下盡可能靠近上游邊緣進行碾壓，以確保墊層料上游邊坡的壓實效果。

4.3.4 特殊部位的施工

需作特殊填筑處理部位有：泄水廊道混凝土周邊的碎石回填，墊層料、過渡層料與主堆石料銜接部位的填筑，壩內(nèi)層間接縫部位的填筑，壩體與岸坡接坡部位的填筑，以及壩內(nèi)埋設觀測儀器設備的周邊回填等。

壩體內(nèi)的觀測儀器采用挖溝法進行埋設，在壩體填筑到儀器埋設高程1 m以上時，用反鏟開挖儀器埋設溝槽，儀器按照設計要求埋設完成后1 m范圍內(nèi)采用小型手扶式振動夯板進行夯實，填筑高度超過1 m后振動碾才能進行振動碾壓；泄水廊道混凝土周邊也同樣處理。各區(qū)料接縫部位振動碾要騎縫加強碾壓。為了保證主次堆石料與岸坡接觸密實，在堆石料與岸坡接觸2 m范圍內(nèi)填筑過渡料，振動碾無法碾壓部位采用小型振動夯進行夯實。

4.3.5 壩坡處理

上游墊層料壩坡，壩體每填高5 m左右反鏟即進行一次削坡修整。削坡必須考慮斜坡碾壓時的壓縮量，削坡修整后的坡面線比設計線高出5～8 cm（法向）。在采用反鏟進行修坡時，先于壩坡面上縱橫每隔10 m打樁掛線，線與設計坡面平行并距設計坡面一定的距離。反鏟削坡的控制底線為墊層坡面設計線以上15 cm.最后人工掛線進行精修坡處理，達到設計要求。

斜坡長達到25 m時即進行一次坡面碾壓砂漿施工。斜坡碾壓設備采用CAT320反鏟做地錨，D85推土機牽引YZ10L斜坡碾上下碾壓。在人工修整坡面完成后，先分區(qū)分片從壩的一側向另一側對墊層坡面進行灑水濕潤，噴水濕潤坡面厚度控制在15 cm.灑水噴槍帶蓮蓬頭，使水呈小雨霧狀，以避免坡面形成流水沖蝕墊層坡面。開始時上下無振靜壓4遍，然后振碾8遍，斜坡碾在進行振碾的過程中，按“上振下不振”的方式進行，上下坡來回一次作為一遍。斜坡碾錯位后，其振動碾碾跡搭接寬度控制在200 mm.在汛期來臨前進行一次斜坡碾壓砂漿施工。

下游坡面修整采用反鏟每填筑2 m左右即進行一次削坡，壩坡修整完成后反鏟配合送一些砌筑塊石到坡面，這樣既保證了砌筑石料的質(zhì)量，同時減少了砌筑石塊的翻滾，對坡面砌筑人員也比較安全。

5 質(zhì)量控制

5.1 質(zhì)量控制要求

壩體填筑質(zhì)量控制首先從料源進行，料場安排專職質(zhì)檢對各種料源進行質(zhì)量控制，不合格的料絕對不能上壩，超徑石盡量在料場處理好。同時壩面安排質(zhì)檢人員控制碾壓施工參數(shù)，嚴格按照碾壓試驗確定的施工參數(shù)進行施工。

試驗人員按照設計要求對土體的干密度和含水量，墊層、過渡層和堆石體的干密度、孔隙率和粒徑級配進行抽樣檢查。設計要求壩料壓實檢測項目和取樣次數(shù)見表2.現(xiàn)場試驗檢測主要采用挖坑灌水法，滲透系數(shù)采用雙環(huán)注水法進行檢測。

表2 設計要求填筑施工檢驗項目與抽樣次數(shù)

5.2 質(zhì)量檢測結果

經(jīng)統(tǒng)計本工程試驗檢測結果匯總見表3.

表3 大壩填筑料現(xiàn)場檢測試驗成果匯總表

從以上數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析表中可以看到各填筑區(qū)的主要施工指標干密度、孔隙率、滲透系數(shù)均達到設計指標。

6 結語

通過響水澗抽水蓄能電站上水庫主壩填筑施工結果來看，以下幾點對于填筑施工質(zhì)量控制是有利的。

（1）對于這種特殊地形的堆石壩，壩下游側基礎增加開挖平臺和設置增模區(qū)對壩體的穩(wěn)定和變形是有力的。

（2）料場裝車有條件時盡量配置大斗容的正鏟裝車，對于填筑料的級配質(zhì)量是有好處的。

（3）對于設計較窄的墊層料施工，采用反鏟鋪料的方式對于減少墊層料的浪費和施工質(zhì)量以及安全是有利的。

（4）填筑料加水壩面、壩外分別進行，對于灑水質(zhì)量更加有保證。

（5）為了增加墊層料的細粒含量，在墊層料的拌制過程中摻加了部分天然的粉細砂，效果較好。