萬永波，楊晨

(中國電建集團(tuán)成都勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司，成都，610072)

長河壩大壩條帶施工流程與關(guān)鍵技術(shù)

萬永波，楊晨

(中國電建集團(tuán)成都勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司，成都，610072)

長河壩大壩是建在深厚覆蓋層上的高土石壩，監(jiān)測(cè)大壩的沉降量和水平變形量是長河壩大壩的重要監(jiān)控指標(biāo)。沉降儀和水平位移變形儀器安裝埋設(shè)在大壩條帶內(nèi)，因此條帶施工流程、控制質(zhì)量直接影響觀測(cè)成果的精度和真實(shí)性、可靠性。

長河壩水電站 條帶 施工流程 施工技術(shù)

長河壩水電站是礫石土心墻堆石壩，最大壩高240m，基礎(chǔ)覆蓋層最大厚度為60m，大壩按Ⅷ度進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)。大壩的沉降量和水平位移變形量是土石壩的重要監(jiān)控指標(biāo)，觀測(cè)大壩內(nèi)部沉降量和水平位移變形量的儀器都安裝埋設(shè)在大壩條帶內(nèi)，在其施工作業(yè)流程和施工過程中，技術(shù)質(zhì)量控制對(duì)觀測(cè)成果影響很大。為了掌握強(qiáng)震區(qū)深厚覆蓋層上修建高土石壩的沉降和水平位移變形監(jiān)測(cè)成果，筆者根據(jù)長河壩大壩條帶施工經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，介紹條帶施工的流程和質(zhì)量控制關(guān)鍵技術(shù)。

1 條帶施工流程

長河壩大壩條帶從過渡料至下游壩坡觀測(cè)房，每根條帶的施工流程如下:

大壩填筑至安裝高程→放中心線和邊線→開挖條帶溝槽→驗(yàn)收開挖溝槽合格→按設(shè)計(jì)鋪過渡料→碾壓合格→按設(shè)計(jì)鋪細(xì)料→碾壓合格→放線測(cè)點(diǎn)位置→開挖測(cè)點(diǎn)的細(xì)料和過渡料→漿砌石測(cè)點(diǎn)基礎(chǔ)→基礎(chǔ)驗(yàn)收合格→鋪設(shè)引張線和精力水準(zhǔn)管路→穿銦鋼絲→安裝引張線保護(hù)管及伸縮節(jié)→安裝引張線錨固板→鋪設(shè)靜力水準(zhǔn)管路→安裝水管路保護(hù)管→水管路與沉降儀連接→檢查儀器密閉性→測(cè)量引張線和精力水準(zhǔn)儀的樁號(hào)→澆筑錨固板混凝土→澆筑精力水準(zhǔn)儀保護(hù)混凝土→按設(shè)計(jì)回填細(xì)料→無振動(dòng)碾壓合格→回填料超過2m后正常碾壓。

放線記錄、觀測(cè)資料和影像等記錄編輯和及時(shí)歸檔

2 施工關(guān)鍵技術(shù)

嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)坐標(biāo)進(jìn)行放點(diǎn)，通知監(jiān)理工程師和相關(guān)人員驗(yàn)收放點(diǎn)，同時(shí)做好放點(diǎn)記錄。安裝前將儀器廠家檢驗(yàn)合格證、檢驗(yàn)表、到貨驗(yàn)收以及其他相關(guān)驗(yàn)收簽證資料上報(bào)監(jiān)理工程師，審批后方可進(jìn)行儀器安裝埋設(shè)；監(jiān)理工程師驗(yàn)收合格后，方可進(jìn)行土建施工。

土石壩條帶施工安裝工作量大，施工相對(duì)復(fù)雜，同時(shí)也可能造成與土建施工的相互沖突。因此土建施工應(yīng)為儀器安裝安排適當(dāng)?shù)墓て?，盡可能地避免干擾。在安裝時(shí)組織要嚴(yán)密、細(xì)致，特別要注意作好施工記錄以備考證。為保證儀器安裝順利進(jìn)行，施工場(chǎng)地應(yīng)有足夠的安裝空間。應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙所示儀器位置的樁號(hào)、高程，在壩體填筑到儀器位置時(shí)作好埋設(shè)前準(zhǔn)備工作。

由于儀器布置在一條帶上，采用方法是當(dāng)填筑超過測(cè)點(diǎn)高程2m左右時(shí)，由儀器安裝的中心線為基準(zhǔn)，從上游過渡料層至下游壩坡位置，以設(shè)計(jì)的坡度推出一條底部約4m寬的溝，然后用震動(dòng)碾碾壓平整，經(jīng)碾壓后場(chǎng)地平整度高程誤差應(yīng)小于10cm。但由于現(xiàn)代施工機(jī)械化作業(yè)，填筑速度快，施工干擾大，加上工程工期等因素，因此可在填筑達(dá)到儀器安裝高程時(shí)，土建與儀器安裝同時(shí)進(jìn)行。

基床面開挖操作如下:當(dāng)大壩填筑高程超過儀器埋設(shè)高程1.0m～1.2m(粗粒料壩體采用上限)后，用反鏟開挖出一條自上游第一個(gè)測(cè)點(diǎn)至觀測(cè)房的溝槽。槽寬根據(jù)儀器測(cè)點(diǎn)數(shù)量確定，一般寬度宜大于2.0m，溝槽底坡度不小于1.4%～3%(預(yù)計(jì)測(cè)點(diǎn)及沿線壩體沉降量較大時(shí)取上限)。對(duì)于粗顆粒壩體，應(yīng)以過渡層形式人工壓實(shí)整平基床；對(duì)于細(xì)粒料壩體，應(yīng)注意避免超挖。土建第一步工作完成后，進(jìn)行測(cè)量放線定位，布置錨固板嵌槽。在標(biāo)記好的各錨固板安裝位置，鑿一30cm×60cm見方、深30cm的槽，以備錨固板的安裝嵌入。

鋪放保護(hù)管與錨固裝置:將錨固板、保護(hù)管及伸縮接頭按所需長度及數(shù)量預(yù)先擺放在鋪設(shè)位置，需要注意的是，伸縮接頭有單端與雙端之分，單端的用于連接錨固裝置，雙端的用于保護(hù)管中間部分的連接。當(dāng)錨固板之間的距離小于30m時(shí)，用一個(gè)雙端伸縮節(jié)即可，大于30m時(shí)可用2個(gè)以上，且盡量布置在等分位置段。上述工作完成后暫不連接，因保護(hù)管的連接要與銦鋼絲安裝同步進(jìn)行。

銦鋼絲按要求截取所需長度，一般應(yīng)比設(shè)計(jì)長度多出3m～5m以上。銦鋼絲的安裝從下游向上游方向進(jìn)行。觀測(cè)房通常布置在下游，所以在觀測(cè)房一端應(yīng)先安裝一個(gè)套管。所有的伸縮套管內(nèi)表面及O型密封全圈上，均應(yīng)涂抹適量黃油以潤滑。先將所有保護(hù)管、保護(hù)管接頭、伸縮節(jié)、支撐片以及錨板，按照測(cè)點(diǎn)間距長度順各測(cè)點(diǎn)擺放整齊而不連接，再將各銦鋼絲在觀測(cè)房位置逐根穿入保護(hù)管等組件，可以從下游開始向上游組裝。首先將銦鋼絲的首、末端做好編號(hào)及長度標(biāo)記，端部用固定螺絲連接在引導(dǎo)工具上，再穿入第一根保護(hù)管，注意套入保護(hù)管前需要安裝一支撐片，同時(shí)支撐片的方向?qū)?zhǔn)。連接好第一節(jié)伸縮接頭后，應(yīng)將銦鋼絲往延長的方向抽出大于3.5m的長度(因保護(hù)管的長度為3m)，然后套入要接長的保護(hù)管，注意裝好支撐片，并推入管接頭內(nèi)。在連接保護(hù)管時(shí)，每一個(gè)保護(hù)管與接頭之間應(yīng)用生料帶做好防水處理。旋轉(zhuǎn)保護(hù)管時(shí)，應(yīng)避免銦鋼絲與支撐片轉(zhuǎn)動(dòng)，防止銦鋼絲扭轉(zhuǎn)交叉，在安裝時(shí)配合引導(dǎo)工具將外露的銦鋼絲兩端用手握住或固定銦鋼絲，即可避免銦鋼絲扭轉(zhuǎn)交叉。

將伸縮接頭一端與保護(hù)管相連，然后將銦鋼絲裝上支撐片，將其套入伸縮套管內(nèi)，套入的深度為35cm。在套入延長方向的伸縮接頭時(shí)，套入的深度同樣為35cm，在伸縮套管中間預(yù)留10cm的間隙，保障大壩變形可能產(chǎn)生的壓縮量。

當(dāng)銦鋼絲與保護(hù)管連接到第一個(gè)錨固點(diǎn)處，就應(yīng)連接安裝錨固裝置，先將第一根(即最短的)銦鋼絲端部裝上一個(gè)連接部件，然后用液壓鉗壓緊，銦鋼絲回頭后用螺絲牢固鎖定在支撐片上。此步驟非常關(guān)鍵，如果沒有壓緊，則可能在加載配重時(shí)接頭與銦鋼絲松弛脫離，造成該測(cè)點(diǎn)報(bào)廢。

接頭壓好后在上面旋入一螺帽及墊片，再將所有銦鋼絲按順序套入錨固板相應(yīng)的孔位，并拉出要繼續(xù)安裝的銦鋼絲一部分，將有螺帽的銦鋼絲用另一螺帽及墊片擰緊固定在錨固板上，最后同連接螺栓將錨固板與伸縮套管連接固定。錨固板安裝連接完成后，將錨固板放入錨固槽，進(jìn)行一些必要的整平調(diào)整，然后在槽中回填過度料，人工夯實(shí)。完成以上安裝后，即可進(jìn)行下一步接續(xù)延長工作，分別重復(fù)上述步驟，安裝各錨固裝置，直到最后一個(gè)錨固點(diǎn)。

水管式沉降儀應(yīng)水平地安放在漿砌石墩面上，調(diào)整水管沉降儀至水平，之后測(cè)量并記錄安放位置的坐標(biāo)(高程、樁號(hào)與壩軸距)。將測(cè)量管路平鋪在條帶基床面上，從上游向下游方向?qū)γ拷M水管路外套PE保護(hù)管，保護(hù)管接頭用收縮接頭連接。水管路進(jìn)水管、排水管、通氣管分別與傳感器底部的對(duì)應(yīng)接口牢固連接，并檢查水管路和水管沉降儀的氣密性。

測(cè)量管路引至觀測(cè)房后應(yīng)按測(cè)點(diǎn)順序排列，然后將自各測(cè)點(diǎn)引出的進(jìn)水管與測(cè)量系統(tǒng)上的測(cè)量管連接。其通氣管固定在高于觀測(cè)房地面50cm以上的位置，且管口向下。其排水管出口應(yīng)固定在觀測(cè)房的地面排水孔(溝)處，排水應(yīng)通暢及時(shí)。

在安裝埋設(shè)過程中，應(yīng)仔細(xì)保護(hù)水管沉降儀和測(cè)量管路。水管沉降儀周圍應(yīng)澆筑10cm厚C40以上的鋼筋混凝土。水管沉降儀及測(cè)量管路周圍，回填粒徑小于2mm的中粗砂，其后方可回填原壩料，人工壓實(shí)，其壓實(shí)密度應(yīng)與原壩料相同或相近。回填至管路頂部以上1.8m，采用原壩體回填，人工壓實(shí)至管路頂面以上2.0m時(shí)，方可正常碾壓施工。

在觀測(cè)房內(nèi)，將各測(cè)頭的管路對(duì)號(hào)就位連接到量測(cè)板上(管路均采用無接頭整管)，打開各測(cè)頭通氣管路上的閥門，依次用脫氣水給各測(cè)頭的測(cè)量管充水排氣，氣泡排盡后開通向玻璃量管的閥門，使其水位升高一點(diǎn)，關(guān)緊水閥，待管內(nèi)水位穩(wěn)定后，讀出水面刻尺數(shù)值，即為測(cè)頭初始讀數(shù)，同時(shí)測(cè)出量測(cè)管安裝基面的高程。

3 質(zhì)量控制

水平引張線位移計(jì)錨頭埋設(shè)位置與設(shè)計(jì)值的允許偏差。埋設(shè)高程差為±20mm，埋設(shè)樁號(hào)差為±500mm，埋設(shè)壩軸距差為±50mm。水平引張線位移計(jì)錨頭位置的混凝土基床，不平整度允許偏差為±2mm，不水平度允許偏差為±0.5。水平引張線位移計(jì)基床的不平整度允許偏差為±20mm，坡度與設(shè)計(jì)值的允許偏差為±1%。觀測(cè)房地面高程及測(cè)量臺(tái)(柜)安裝高程與設(shè)計(jì)值的允許偏差為±20mm。

沉降儀測(cè)頭埋設(shè)位置與設(shè)計(jì)值的允許偏差。埋設(shè)高程差為±20mm，埋設(shè)樁號(hào)差為±500mm，埋設(shè)壩軸距差為±50mm。沉降儀測(cè)頭位置的混凝土基床不平整度允許偏差為±2mm，不水平度允許偏差為±0.5。沉降儀管路基床的不平整度允許偏差為±20mm，坡度與設(shè)計(jì)值的允許偏差為± 1%。觀測(cè)房地面高程及測(cè)量臺(tái)(柜)安裝高程與設(shè)計(jì)值的允許偏差為±20mm。水管式沉降儀埋設(shè)完成后，從觀測(cè)房端由進(jìn)水管向測(cè)頭注入蒸餾水和乙二醇溶液，直到完全充滿管路，待管路水位穩(wěn)定10min后測(cè)讀測(cè)量臺(tái)量管水位。重復(fù)上述步驟，兩次讀數(shù)差不大于2mm時(shí)，取其平均值作為沉降儀的起始值。

儀器安裝埋設(shè)過程中，做好影像記錄并編號(hào)歸檔。

4 結(jié)語

長河壩大壩在1510m、1550m、1585m、1615m、1645m不同高程，共安裝30根條帶，在施工過程中嚴(yán)格按照施工流程和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)控制，精細(xì)化施工和安裝埋設(shè)儀器，保障了水管沉降儀和引張線水平位移計(jì)全部完好。目前觀測(cè)最大沉降量為2176.90mm，堆石體最大填筑高度為196m，最大沉降量占堆石體填筑高度的比例為1.11%；水平位移變形最大是158.35mm。觀測(cè)的大壩沉降量和水平位移變形量符合土石壩變形規(guī)律，可為今后高土石壩施工提供參考。

TV641.41∶TV547.1

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2095－1809(2016)05－0054－03

萬永波(1973－)，男，重慶市豐都人，高級(jí)工程師，從事水電水利工程安全監(jiān)測(cè)工作。