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(1.四川二灘國(guó)際工程咨詢有限責(zé)任公司，四川 溫江，611130；2.四川大唐國(guó)際甘孜水電開發(fā)有限公司，成都，610072)

1 工程概況

長(zhǎng)河壩水電站攔河大壩為礫石土心墻堆石壩，最大壩高240.0m。大壩填筑工程量約為3400萬m3，礫石土心墻防滲料約428.3萬m3。心墻土料的最大填筑面積超過了2.2萬m2，參照其他類似工程的分區(qū)施工思路，投標(biāo)文件中采用的施工設(shè)計(jì)為左、中、右三個(gè)分區(qū)，順?biāo)鞣较蜻M(jìn)料，順壩軸線碾壓。實(shí)施過程中發(fā)現(xiàn)以下問題：

(1)會(huì)遇到碾壓或質(zhì)量檢驗(yàn)中某一個(gè)流水作業(yè)出現(xiàn)問題，導(dǎo)致心墻組織流水施工不順暢的情況。如質(zhì)量檢測(cè)區(qū)域出現(xiàn)檢測(cè)不合格時(shí)，需要對(duì)該區(qū)域進(jìn)行復(fù)檢或再次碾壓。而流水施工中，在質(zhì)量檢測(cè)后需要馬上進(jìn)行鋪料，上述質(zhì)量問題則會(huì)造成施工作業(yè)沒有鋪料區(qū)域，從而使得鋪料區(qū)域的運(yùn)輸車輛、推土機(jī)、平地機(jī)等出現(xiàn)閑置；如果碾壓區(qū)域出現(xiàn)問題，不能提供碾壓后的工作面，就會(huì)造成質(zhì)量檢測(cè)人員出現(xiàn)窩工?；谏鲜銮闆r，現(xiàn)場(chǎng)需要一個(gè)備用區(qū)域進(jìn)行調(diào)節(jié)，以避免人員窩工和設(shè)備閑置；

(2)在心墻上游側(cè)三個(gè)進(jìn)料口位置附近未鋪筑鋼板的區(qū)域，已填筑完成并經(jīng)質(zhì)量檢測(cè)合格的土料在重車反復(fù)碾壓下，存在超碾和剪切破壞問題；

(3)上壩填筑運(yùn)輸?shù)缆分挥幸粭l，車輛存在相互干擾，車速較慢，效率降低。

2 投標(biāo)文件中的心墻作業(yè)分區(qū)方法

2.1 分區(qū)情況

心墻部位按順?biāo)鞣较颍殖勺笾杏胰齻€(gè)區(qū)，各個(gè)區(qū)獨(dú)立施工，區(qū)內(nèi)工序作業(yè)流程分為鋪料流水作業(yè)段(含卸料、鋪料、平料工序)、碾壓流水作業(yè)段、檢測(cè)驗(yàn)收流水作業(yè)段(含現(xiàn)場(chǎng)取樣、質(zhì)量評(píng)定、質(zhì)量驗(yàn)收工序)，3個(gè)流水作業(yè)段循環(huán)施工。碾壓作業(yè)按順壩軸線方向進(jìn)行。為避免分區(qū)碾壓形成連續(xù)多次貫通上下游的搭接條帶，上下層分區(qū)需沿壩軸線錯(cuò)開距離約0.1L(L為沿作業(yè)面壩軸線的鋪料總長(zhǎng)度)。

心墻填筑在1537m高程達(dá)到最大填筑面積，其上下游寬度達(dá)到85.7m，左右岸鋪料總長(zhǎng)度為258.55m(左右岸長(zhǎng)度264.55m減去左右岸高塑性粘土鋪料寬度，每側(cè)為3m)，面積為22158m2，具體詳見表1。鋪料厚度為30cm，需要6647.4m3堆存方土料。松方/壓實(shí)方的換算系數(shù)為1.5647，則碾壓后的壓實(shí)方約為6647.4/1.5647=4248m3。

考慮上下層分區(qū)需錯(cuò)開距離，每區(qū)填筑面積達(dá)到22158×(1±0.1)÷3m2，即為6647.4m2～8124.6m2，其鋪料厚度為30cm，需要1994.2m3～2437.4m3堆存方土料。

根據(jù)招標(biāo)文件，業(yè)主提供上壩主要道路和大壩填筑范圍內(nèi)作為運(yùn)輸?shù)缆返呐R時(shí)之字路。心墻土料從大壩上游側(cè)供料，同時(shí)，上游堆石料、過渡料也從上游側(cè)供料。為確保已填筑好的上游過渡料和心墻料在進(jìn)料口位置處的下層料不被運(yùn)輸心墻土料的車輛反復(fù)重車碾壓造成剪切破壞，需鋪筑2mm厚的鋼板保護(hù)。

2.2 投標(biāo)文件中的質(zhì)量檢測(cè)時(shí)間

招標(biāo)文件規(guī)劃心墻土料1585m高程以下采用湯壩土料場(chǎng)的料源，1585m高程以上采用新蓮?fù)亮蠄?chǎng)的料源。由于料源固定，投標(biāo)文件中完成質(zhì)量檢測(cè)的時(shí)間為9h。

2.3 計(jì)算的分區(qū)填筑完成時(shí)間

按最大填筑面積6647.4m2～8124.6m2計(jì)算，每個(gè)區(qū)鋪料循環(huán)工作時(shí)間約為4.5h，碾壓時(shí)間約為2.0h，質(zhì)量檢測(cè)時(shí)間約為9h，完成3個(gè)區(qū)(1層)時(shí)間約為15.5h，每天按16h工作時(shí)間計(jì)算，鋪料厚度為0.3m，碾壓后的層厚為0.27m，則每天上升0.27m×16h/15.5h=0.279m。

3 心墻分成4個(gè)區(qū)的條件

參見表1，在1499m高程處，心墻上下游寬度為101.2m，左右岸總長(zhǎng)度為220.55m,左右岸高塑性粘土鋪料寬度每側(cè)均為3m，鋪料總長(zhǎng)度為214.55m?？偺钪娣e為21712m2，平均分成4個(gè)區(qū)，每區(qū)的填筑面積為5428m2。

在1499m～1588m高程之間，心墻的填筑總面積大于2萬m2，最大填筑面積為22158m2。平均分成4個(gè)區(qū)，每個(gè)區(qū)的最大填筑面積為5540m2，并且均大于5000m2，具備增加布置碾壓設(shè)備的條件。經(jīng)參建各方討論，決定在1499m～1588m高程分成4個(gè)區(qū)進(jìn)行流水施工。

表1心墻部位填筑總面積和分區(qū)面積情況

4 心墻分成4個(gè)區(qū)的施工方法

4.1 總體分區(qū)規(guī)劃原則

(1)按照便于鋪料、碾壓、檢測(cè)工序組織流水作業(yè)；

(2)避免形成上下游貫通的薄弱條帶；

(3)減少對(duì)土體的超壓剪切破壞；

(4)保持平起施工，盡量不在心墻區(qū)域形成橫縫，嚴(yán)禁形成縱縫。

4.2 分區(qū)措施

(1)以壩軸線方向?yàn)樯舷路纸缇€，上游兩個(gè)區(qū)，下游兩個(gè)區(qū)。按鋪料、碾壓、檢測(cè)組織流水作業(yè)。為防止重車對(duì)心墻區(qū)域的進(jìn)料口附近土料產(chǎn)生超壓破壞，要求上下游各設(shè)兩個(gè)路口，并分別從上下游方向進(jìn)料，即上游兩個(gè)作業(yè)區(qū)從上游進(jìn)料，下游兩個(gè)作業(yè)區(qū)從下游進(jìn)料。另外，為防止沿左右岸分段碾壓形成貫通上下游的搭接條帶，上游兩區(qū)碾壓分界線與下游兩區(qū)碾壓分界線必須錯(cuò)位，沿壩軸線錯(cuò)開距離約0.2L(L為沿作業(yè)面壩軸線的鋪料總長(zhǎng)度)。分區(qū)布置如下圖1。

圖1 4個(gè)區(qū)的上下游進(jìn)料布置

(2)隨著壩面填筑上升，心墻填筑區(qū)沿壩軸線方向長(zhǎng)度會(huì)逐漸變大，而垂直壩軸線方向距離逐漸變小，當(dāng)壩面上升至1588m高程時(shí)，整個(gè)心墻區(qū)域?qū)挾葹?1.2m(詳見表1)。向上填筑的寬度逐步縮窄，如再按照上述分區(qū)作業(yè)，壩軸線上下游側(cè)各分區(qū)太窄，不利于組織機(jī)械配套施工。故此時(shí)不應(yīng)再依照壩軸線上下游側(cè)進(jìn)行劃分，而改為僅沿壩軸線方向布置碾壓搭接縫。由于此時(shí)沿作業(yè)面壩軸線的鋪料總長(zhǎng)度較大(336m以上)，故考慮按80m～120m分段布置，此時(shí)進(jìn)料按從上游進(jìn)料。

(3)4個(gè)區(qū)按鋪料、碾壓、檢測(cè)組織流水作業(yè)，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施效果如圖2。在圖2中，以壩軸線方向?yàn)樯舷路纸缇€，上游兩個(gè)區(qū)(A區(qū)和B區(qū))，下游兩個(gè)區(qū)(C區(qū)和D區(qū))。上游兩區(qū)的碾壓分界線與下游兩區(qū)的碾壓分界進(jìn)行了錯(cuò)位。流水循環(huán)施工第1個(gè)工序的分區(qū)施工情況為：A區(qū)在鋪料，B區(qū)在質(zhì)量檢測(cè)，C區(qū)在碾壓，D區(qū)為備用區(qū)(工作狀態(tài)為待碾)；第2個(gè)工序的分區(qū)施工情況為：A區(qū)為備用區(qū)，鋪料完成后準(zhǔn)備待碾，B區(qū)進(jìn)行鋪料，C區(qū)進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)，D區(qū)進(jìn)行碾壓；第3個(gè)工序的分區(qū)施工情況為：A區(qū)進(jìn)行碾壓，B區(qū)為備用區(qū)，鋪料完成后準(zhǔn)備待碾，C區(qū)進(jìn)行鋪料，D區(qū)進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)；第4個(gè)工序的分區(qū)施工情況為：A區(qū)進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)，B區(qū)進(jìn)行碾壓，C區(qū)為備用區(qū)，鋪料完成后準(zhǔn)備待碾，D區(qū)進(jìn)行鋪料。如此循環(huán)，形成一個(gè)完整的流水作業(yè)過程。

圖2 4個(gè)區(qū)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施情況

4.3 計(jì)算的4分區(qū)填筑完成時(shí)間

考慮上下層分區(qū)需錯(cuò)開距離，按最大填筑面積5540×(1±0.2)m2，即4432m2～6648m2計(jì)算，每個(gè)區(qū)鋪料循環(huán)工作時(shí)間約為3.3h，碾壓時(shí)間約為1.5h，質(zhì)量檢測(cè)時(shí)間約為9h(采用投標(biāo)文件的檢測(cè)方法)，完成4個(gè)區(qū)(1層)時(shí)間約為13.8h，每天按16h工作時(shí)間計(jì)算，鋪料厚度為0.3m，碾壓后的層厚為0.27m計(jì)算，每天上升0.27m×16h/13.8h=0.325m。

5 結(jié)語

長(zhǎng)河壩水電站1499m～1588m心墻填筑由3分區(qū)改為4分區(qū)施工，按相同鋪料填筑面積，計(jì)算的每天上升強(qiáng)度由0.279m提高到了0.325m，提高效率16.5%，可較快地推動(dòng)工程進(jìn)展；高程1588m至壩頂部分由于受到上下游心墻寬度影響，采用3分區(qū)進(jìn)行施工。

分區(qū)填筑的作法，雖加快施工進(jìn)度，但需增加現(xiàn)場(chǎng)人員和設(shè)備的投入，業(yè)主將增加工程投資。根據(jù)招投標(biāo)、合同文件，大壩心墻土料全部從上游供料。從下游供料加權(quán)平均運(yùn)輸距離增加4.1km，對(duì)應(yīng)工程量約為45.6萬m3壓實(shí)方，增加費(fèi)用約為4.1km×1.32元/m3·km×45.6萬m3=246.79萬元。心墻區(qū)分區(qū)流水作業(yè)新增加購(gòu)置2臺(tái)26t凸塊碾壓設(shè)備，購(gòu)置費(fèi)用約為95×2=190萬元，兩項(xiàng)合計(jì)后增加費(fèi)用403.78萬元。

由于心墻是大壩防滲的主體和核心，處于大壩填筑關(guān)鍵線路上，其施工進(jìn)度決定大壩的填筑完成時(shí)間。因此，雖然會(huì)增加工程成本，但加快心墻施工進(jìn)度對(duì)大壩、整個(gè)工程進(jìn)度以及提前發(fā)電具有重大意義。

心墻部位采用流水作業(yè)施工，不管是分成3區(qū)或4區(qū)，對(duì)于流水作業(yè)中鋪料工序搭接部位，需注意要超過分區(qū)的分界線1m～2m，以避免人為分界造成碾壓時(shí)漏碾或超碾，在現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量檢測(cè)中，需重點(diǎn)加強(qiáng)該處的檢查頻率。否則，一旦質(zhì)量出現(xiàn)缺陷，易在該局部區(qū)域形成順?biāo)鞣较虻臐B漏通道，對(duì)大壩安全運(yùn)行造成影響。

長(zhǎng)河壩水電站大壩心墻區(qū)分區(qū)流水作業(yè)施工實(shí)踐，對(duì)正在建設(shè)的雙江口水電站、兩河口水電站等大型電站提供借鑒和參考，可根據(jù)心墻部位鋪料面積、設(shè)備規(guī)格型號(hào)、投入情況等進(jìn)行相互匹配，形成滿足具體工程要求的分區(qū)流水施工技術(shù)。本工程心墻區(qū)的分區(qū)流水作業(yè)和施工技術(shù)，對(duì)于堆石料填筑面積大的堆石壩工程，亦可參考使用。