陳 振 強(qiáng)， 程 斌， 孫 啟 云

(中國(guó)水利水電第十工程局有限公司 三分局，四川 都江堰 611830)

?

CCS水電站混凝土面板堆石壩填筑施工

陳 振 強(qiáng)， 程 斌， 孫 啟 云

(中國(guó)水利水電第十工程局有限公司 三分局，四川 都江堰 611830)

結(jié)合CCS水電站調(diào)節(jié)水庫(kù)混凝土面板堆石壩工程實(shí)際情況，設(shè)計(jì)出合理的施工方案，重點(diǎn)敘述了料場(chǎng)開(kāi)采規(guī)劃、填筑施工順序及原則、所采取的施工方法以及施工質(zhì)量控制措施。

混凝土面板堆石壩；壩體填筑；施工；CCS水電站

1 概 述

CCS水電站調(diào)節(jié)水庫(kù)混凝土面板堆石壩位于Coca河右岸的Granadillas 支流上，該流域氣候濕潤(rùn)，相對(duì)濕度大于90%，氣溫相對(duì)穩(wěn)定，最高溫度為30 ℃，最低溫度為15 ℃。該地區(qū)降雨頻繁，平均年降雨量為5 500～7 700 mm。調(diào)節(jié)水庫(kù)面板堆石壩長(zhǎng)132 m，最大壩高54 m，壩頂寬度為10 m，大壩上游壩坡坡比為1∶1.4，下游壩坡坡比為1∶1.8，庫(kù)容為88萬(wàn)m3。

壩體結(jié)構(gòu)共分八個(gè)區(qū)(圖1)，從上游往下依次為蓋重區(qū)(1A)、粉細(xì)砂鋪蓋區(qū)(1B)、墊層區(qū)(2A)、特殊區(qū)墊層料(2B)、過(guò)渡區(qū)(3A)、主堆石區(qū)(3B)、次堆石區(qū)(3C)和下游壩面干砌塊石(3D)。另外，在大壩上游增設(shè)了低壓縮區(qū)，設(shè)計(jì)在面板底部即墊層料迎水面剖面上采用擠壓式邊墻作為墊層料坡面保護(hù)措施。調(diào)節(jié)水庫(kù)面板堆石壩填筑方量約為43萬(wàn)m3。面板堆石壩典型斷面見(jiàn)圖1。

圖1 面板堆石壩典型斷面圖

2 料源規(guī)劃

根據(jù)CCS水電站調(diào)節(jié)水庫(kù)混凝土面板堆石壩壩料規(guī)劃，主堆石料(3B)和次堆石料(3C)需要在G2(位于調(diào)節(jié)水庫(kù)進(jìn)場(chǎng)道路K18+150～K18+750右側(cè))料場(chǎng)開(kāi)采。G2料場(chǎng)長(zhǎng)約550 m，寬約450 m，巖石主要為花崗閃長(zhǎng)巖，規(guī)劃開(kāi)采儲(chǔ)存量為84萬(wàn)m3，料場(chǎng)采剝比為1∶0.85 。過(guò)渡料取自調(diào)節(jié)水庫(kù)進(jìn)場(chǎng)道路8#料場(chǎng)制備；墊層料(2A)由砂石廠(chǎng)加工；覆蓋料(1A)取自砂石廠(chǎng)沉淀物，在砂石廠(chǎng)收集堆放；上游面板覆蓋料(1B)取自引水隧洞洞渣料(進(jìn)場(chǎng)道路26 km處渣場(chǎng))。

3 壩體填筑施工順序及原則

3.1 各區(qū)填筑順序

調(diào)節(jié)水庫(kù)大壩填筑之前，首先完成大壩1 180 m高程以下部分排水體料的填筑，然后大壩的填筑分上游、中部和下游三區(qū)進(jìn)行。綜合考慮填筑量、填筑難度以及相互之間的影響程度，先行填筑中部區(qū)域。上游區(qū)域的填筑根據(jù)上游2A、2B和3A區(qū)域的填筑速度及時(shí)跟進(jìn)，盡量與中部區(qū)域同步上升。下游區(qū)域的填筑根據(jù)下游3D區(qū)大塊石護(hù)坡的進(jìn)度及時(shí)跟進(jìn)，盡量與中部區(qū)域同步上升。在各區(qū)中，沿壩軸線(xiàn)方向分層、分條帶進(jìn)行填筑。對(duì)于1 220 m高程以上區(qū)域，考慮到填筑施工場(chǎng)地要求，各區(qū)同步上升。為保護(hù)上游填筑邊坡在面板施工前免受雨水沖刷破壞，對(duì)于上游邊坡，采用混凝土擠壓邊墻。

3.2 填筑原則

(1)壩體填筑前，首先對(duì)基礎(chǔ)面進(jìn)行清理并驗(yàn)收，驗(yàn)收工作包括：基礎(chǔ)面地質(zhì)編錄，地質(zhì)勘探所留坑、洞的回填處理，基礎(chǔ)面內(nèi)積水的排除等工作并提前完成壩料碾壓試驗(yàn)，確定填筑施工參數(shù)，對(duì)設(shè)計(jì)指標(biāo)進(jìn)行復(fù)核。

(2)墊層料、過(guò)渡料和一定寬度的堆石料填筑宜同步施工。壩面保持均勻上升，堆石料可分區(qū)、分期填筑，其縱、橫坡面上均可布置臨時(shí)施工道路。

(3)對(duì)于同一填筑層，較粗一級(jí)的填筑料不能侵占相鄰較細(xì)一級(jí)的填筑料斷面。

(4)對(duì)于與岸坡接觸部位的壩料，應(yīng)盡可能選用相對(duì)較細(xì)的壩料，避免較大塊石集中。

(5)壩體堆石區(qū)縱橫向接坡采用臺(tái)階收坡法施工，臺(tái)階寬度不小于1 m。各碾壓段之間的搭接寬度不應(yīng)小于1 m，所有利用振動(dòng)碾碾壓的壩料原則上均采用順壩軸線(xiàn)方向進(jìn)退壓縫搭接施工，壓縫搭接的寬度不應(yīng)小于20 cm；在相鄰分段處搭接碾壓，搭接寬度不小于2 m。

(6)對(duì)岸坡、特殊墊層料及墊層料的邊角、堆料和壩肩相接處等振動(dòng)碾無(wú)法碾壓的邊角，采用BW75手扶式振動(dòng)碾和蛙式打夯機(jī)進(jìn)行補(bǔ)充碾壓。

(7)在施工過(guò)程中，對(duì)壩體坡面因雨水沖刷、塌滑形成的局部范圍需進(jìn)行二次補(bǔ)填，所用填料應(yīng)比原設(shè)計(jì)要求的填筑壩料略細(xì)，采用薄層輕碾或人工夯實(shí)。

3.3 壩料生產(chǎn)性試驗(yàn)

為獲得壩體填筑施工控制的最優(yōu)參數(shù)，在大壩現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行了各種壩料的生產(chǎn)性碾壓試驗(yàn)，對(duì)不同壩料、不同層厚、不同孔隙率、不同灑水量等進(jìn)行了相關(guān)的碾壓試驗(yàn)。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)性試驗(yàn)和規(guī)范控制參數(shù)，確定了各種壩料填筑施工工藝及設(shè)計(jì)壓實(shí)控制參數(shù)(表1)。

表1 各層填筑料壓實(shí)控制參數(shù)表

4 壩體填筑施工

大壩填料采用20 t自卸汽車(chē)運(yùn)料上壩，采用SD32推土機(jī)平料或CAT329反鏟鋪料，局部人工配合，按試驗(yàn)要求加水后，用BW216振動(dòng)碾振動(dòng)平碾；對(duì)于靠近岸坡、碾壓不到的部位，采用BW75手扶式振動(dòng)碾和蛙式打夯機(jī)進(jìn)行碾壓，現(xiàn)場(chǎng)取樣作干密度、孔隙率及滲透試驗(yàn)，待檢驗(yàn)質(zhì)量滿(mǎn)足要求后方可進(jìn)行下一層的施工。

4.1 墊層料、特殊墊層料的填筑

墊層料運(yùn)輸上壩采用后退法卸料，人工配合CAT329反鏟平料，BW216振動(dòng)碾振動(dòng)平碾。

特殊墊層料是趾板與面板連接的重要結(jié)構(gòu)。特殊墊層料上游坡面采用混凝土擠壓邊墻保護(hù)，填料應(yīng)在同層擠壓邊墻混凝土澆筑完成后填筑。

4.2 過(guò)渡料的填筑

過(guò)渡料的填筑需由人工輔以整平，厚度應(yīng)符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。將接縫處超粒徑塊石清除至下游主堆石區(qū)，保證主堆石區(qū)料不占過(guò)渡區(qū)料的區(qū)域，過(guò)渡區(qū)料不占?jí)|層區(qū)料的區(qū)域。整平后與墊層區(qū)料一并碾壓，碾壓順壩軸線(xiàn)方向按規(guī)定的灑水量、遍數(shù)、頻率、厚度及行走速度控制進(jìn)行。

4.3 主堆石料、次堆石料的填筑

填筑質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。堆石料碾壓后應(yīng)具有良好的級(jí)配，級(jí)配范圍應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，按相關(guān)規(guī)定堆石料最大粒徑不得大于80 cm，粒徑小于5 mm的顆粒含量不得超過(guò)20%，粒徑小于0.075 mm的顆粒含量不超過(guò)5%，主堆石料填筑壓實(shí)后的干密度不低于1.91 g/cm3，孔隙率不超過(guò)24%，堆石碾壓后應(yīng)能自由排水。

填筑采用進(jìn)占法施工，以使粗徑石料處于中下層，從而有利于平整和碾壓。平料時(shí)，在工作面兩側(cè)設(shè)置填筑層厚(80 cm)標(biāo)志桿，嚴(yán)格控制鋪料厚度。當(dāng)滿(mǎn)鋪且平整后灑水(采用水表控制加水量)，振動(dòng)碾碾壓時(shí)采用整輪錯(cuò)距法順壩軸線(xiàn)方向進(jìn)行，將振動(dòng)碾行走速度控制在2.5 km/h以?xún)?nèi)，振動(dòng)頻率為20～30 Hz。鋪料碾壓要層次分明，作業(yè)面保持基本水平，以防漏壓欠壓。

在上游面板與過(guò)渡區(qū)接縫處，要與過(guò)渡區(qū)及墊層區(qū)同步進(jìn)行填料，即每填一層主堆石料，應(yīng)同時(shí)填筑兩層墊層料和過(guò)渡料并做好各接縫處的界面清理工作。

4.4 壩后塊石護(hù)坡施工

壩下游塊石護(hù)坡應(yīng)選用大塊石，尺寸不小于80 cm并要求坡面砌筑外觀平順。護(hù)坡隨壩體上升逐層砌筑，外緣與設(shè)計(jì)圖紙的誤差不超過(guò)±10 cm，各層的護(hù)坡塊石與同層的堆石料采用交替鋪筑的方法進(jìn)行。

4.5 混凝土擠壓邊墻施工

混凝土擠壓邊墻呈梯形斷面，上游坡度同壩坡，均為1∶1.4，下游坡比為8∶1，頂寬10 cm，底寬71 cm，每層厚度為40 cm。邊墻擠壓采用由陜西水利機(jī)械廠(chǎng)生產(chǎn)的BJY-40擠壓機(jī)，在上游面形成一道邊墻，超前一個(gè)碾壓層厚度逐層上升，每層邊墻的成型速度約為50～60 m/h，成型2 h后，其下游側(cè)墊層料即可鋪壓。

5 施工質(zhì)量控制

在大壩填筑過(guò)程中，由質(zhì)安部、測(cè)量隊(duì)和試驗(yàn)室聯(lián)合組成大壩質(zhì)量控制小組，對(duì)施工全過(guò)程進(jìn)行質(zhì)量監(jiān)控，嚴(yán)格按照規(guī)定及試驗(yàn)確定的施工工藝和施工參數(shù)進(jìn)行施工。質(zhì)檢部門(mén)跟蹤值班，嚴(yán)格控制好施工參數(shù)和施工工藝，如鋪料厚度、鋪料方式、碾壓遍數(shù)、岸坡處理等；試驗(yàn)室檢測(cè)主要的施工參數(shù)，如壩料級(jí)配曲線(xiàn)、孔隙率和干密度等。

6 結(jié) 語(yǔ)

該工程地處亞馬遜叢林地區(qū)，氣候炎熱、濕潤(rùn)、降雨量大，對(duì)大壩的填筑造成了一定的影響。大壩在填筑施工前，制定了切實(shí)可行的施工方案和行之有效的過(guò)程控制措施，科學(xué)的組織、安排施工，經(jīng)相關(guān)檢測(cè)手段檢測(cè)，大壩壩體填筑質(zhì)量滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。

(責(zé)任編輯：李燕輝)

2016-08-15

TV7;TV52;TV641.4

B

1001-2184(2016)05-0033-03

陳振強(qiáng)(1966-)，男，甘肅隴西人，副分局長(zhǎng)，工程師，學(xué)士，從事水利水電工程施工技術(shù)與管理工作；

程 斌(1985-)，男，新疆奎屯人，助理工程師，從事水利水電工程施工技術(shù)及管理工作；

孫啟云(1972-)，男，江西萬(wàn)載人，高級(jí)工程師，學(xué)士，從事國(guó)際工程項(xiàng)目設(shè)備管理工作.