【摘 要】新疆開都河柳樹溝電站102m大壩通過施工方案優(yōu)化及施工質(zhì)量控制等方式,確保了壩體填筑的進(jìn)度及質(zhì)量,單元工程全部合格,大壩沉降量?jī)H381mm,為同類型壩體填筑施工提供了借鑒和參考。 
【關(guān)鍵詞】面板堆石壩;填筑;施工優(yōu)化;質(zhì)量控制 
  1、基本資料 
  新疆開都河柳樹溝水電站混凝土面板堆石壩為2級(jí)建筑物。壩高102.0m,壩頂長(zhǎng)186.4m,壩頂寬10.0m,正常蓄水位1494.50m,總庫(kù)容約7710×104m3,裝機(jī)容量180MW。上游壩坡1:1.4,下游壩坡馬道以上1:1.3,馬道以下坡比1:1.5,綜合坡比1:1.77。壩址區(qū)為典型的峽谷地形,河谷呈基本對(duì)稱的“V”型。兩岸均為基巖邊坡,山勢(shì)高陡,自然邊坡坡度一般50°~75°,局部近直立。壩體防滲結(jié)構(gòu)為鋼筋砼面板,壩體主要受力結(jié)構(gòu)為堆石料填筑體。壩體填筑從上游到下游依次分為面板上游面粉質(zhì)壤土鋪蓋(1A)及石渣蓋重區(qū)(1B)、墊層區(qū)(2A)、過渡層區(qū)(3A)、主堆石區(qū)(3B)、下游堆石區(qū)(3C)及干砌石護(hù)坡(3D),與趾板結(jié)合處填筑長(zhǎng)0.3H的墊層小區(qū)料(2B),壩體填筑總量166.33萬m3。 
  2、施工方案優(yōu)化 
  在壩體填筑前期,就對(duì)上游圍堰防滲方式進(jìn)行了優(yōu)化,將原來的高壓旋噴防滲方式改為控制性灌漿,全力保證了基坑開挖及壩體填筑的干地施工環(huán)境,后提出利用壩肩及壩基開挖石料進(jìn)行下游小斷面回填、上壩石料不加水碾壓、料場(chǎng)及上壩道路優(yōu)化等方案,在保證了施工節(jié)點(diǎn)目標(biāo)與經(jīng)濟(jì)效益的前提下確保了施工質(zhì)量。 
  (1)、挖填平衡,采用下游小斷面回填 
  在壩肩開挖未完成、全斷面壩體填筑無法實(shí)現(xiàn)的情況下,提出先進(jìn)行下游小斷面回填,充分利用壩肩開挖石渣料及上游基坑開挖可利用料,直接運(yùn)至下游進(jìn)行回填,減少二次倒運(yùn)工程量[1],既節(jié)約了成本又保證了施工進(jìn)度。 
 。2)、上壩石料不加水碾壓 
  合同文件對(duì)堆石料的材質(zhì)、粒徑、施工方法提出了明確要求,未明確加水事宜,但根據(jù)規(guī)范“壩體堆石料填筑宜加水碾壓,加水量宜通過碾壓試驗(yàn)分析確定”、“天然砂礫石的加水量宜為填筑方量的10%~20%,爆破石料的加水量以為10%~25%”[2][4]、“在無試驗(yàn)資料情況下,砂礫料加水量宜為填筑量的20%,堆石料……一般不超過填筑量的15%”[3]的要求,針對(duì)本工程的石渣料主要為凝灰質(zhì)巖及結(jié)晶灰?guī)r,屬堅(jiān)硬巖類,巖石致密堅(jiān)硬,具有強(qiáng)度高、吸水率低等特點(diǎn),通過認(rèn)真研究土石壩設(shè)計(jì)及施工規(guī)范,經(jīng)過碾壓試驗(yàn)的充分論證,提出壩料不加水碾壓的施工工藝,確保了施工質(zhì)量及進(jìn)度。 
 。3)、料場(chǎng)及上壩道路優(yōu)化 
  進(jìn)場(chǎng)后,對(duì)獨(dú)樹溝料場(chǎng)施工道路進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)勘察,發(fā)現(xiàn)必須修筑近2km的石渣道路,修筑成本較高,故放棄修筑,僅修筑料場(chǎng)底部至主路之間的道路;前期只修筑人工、慢性機(jī)械道路,提供料場(chǎng)開挖施工人員機(jī)械使用,分臺(tái)階對(duì)料場(chǎng)進(jìn)行爆破,由推土機(jī)、挖機(jī)集中至料場(chǎng)底部供上壩時(shí)直接裝車使用。 
  針對(duì)施工場(chǎng)地狹小、相鄰標(biāo)段施工干擾大、施工道路難以布置的特點(diǎn),對(duì)上壩道路進(jìn)行了優(yōu)化。前期將下游小斷面回填面積加大,直接填筑至1442高程,在填筑過程中上游預(yù)留“之”路直接與從4號(hào)洞出口相接(原來需通過下游圍堰、廠房布置施工道路,后經(jīng)壩后“之”路方可上壩),直接到達(dá)壩體填筑區(qū),以便全斷面填筑使用,節(jié)約運(yùn)距近1km,既節(jié)約了上壩料運(yùn)輸時(shí)間,保證了施工進(jìn)度,又創(chuàng)造了很好的經(jīng)濟(jì)效益。 
  3、施工質(zhì)量控制 
 。1)、壩體填筑的流水作業(yè)[1][4] 
  壩體填筑作業(yè)包括各種壩料鋪填、推平、灑水(本工程取消)、碾壓等主要工序,還包括超徑石處理、上游墊層坡面整理、邊角處理、斜坡碾壓及防護(hù)、下游護(hù)坡鋪設(shè)等項(xiàng)工作。填筑過程中必須采用流水作業(yè)法組織施工,既將整個(gè)壩面根據(jù)實(shí)際情況劃分為若干個(gè)面積大致相等的工作面,在各工作面依次完成填筑的各個(gè)工序,使各個(gè)工作面上所有的工序能夠連續(xù)進(jìn)行,同高程上升,后進(jìn)行接縫處理,避免超壓或漏壓現(xiàn)象,確保壩體填筑質(zhì)量與進(jìn)度。 
 。2)料源質(zhì)量控制[1][3] 
  面板壩主要的壩料為墊層料、過渡料及堆石料,主要從壩料的料源及制備控制,主要在級(jí)配、粒徑入手,把好質(zhì)量關(guān)。 
  墊層料的級(jí)配是在面板壩的壩料中是要求最為嚴(yán)格的。其集中表現(xiàn)在謝臘德級(jí)配界限,這個(gè)界限的關(guān)鍵是保證5mm以下的組份不小于35%~55%。最大粒徑為80mm,粒徑≤5mm含量為35%~50%,粒徑≤0.1mm含量為2%~7%,在制備過程中往往摻加一定含量的細(xì)沙,以確保級(jí)配的連續(xù)性。過渡料最大粒徑為300mm,粒徑小于5mm含量為14%~25%,小于0.1mm含量小于7%,級(jí)配連續(xù),不得有斷徑,不得有樹根、雜草等雜物。 
  堆石料主要采用臺(tái)階深孔微差擠壓爆破法制備,必須在施工過程中嚴(yán)格控制,特別是要做好爆破參數(shù)的選擇。最大粒經(jīng)為800mm,粒徑小于5mm含量≤20%,小于0.1mm含量小于5%,級(jí)配連續(xù),不得斷徑,不得有樹根、雜草等雜物。 
  (3)壩料鋪填及碾壓[2] 
  在壩體填筑前,按照設(shè)計(jì)圖紙施放出各壩料分界線,由自卸車將合格壩料運(yùn)至壩面填筑區(qū),3m寬墊層料采用1.2m3反鏟的斗子沿上游邊線進(jìn)行鋪填,并輔以人工整理,考慮到碾壓安全一般向上游超填30cm,水準(zhǔn)儀校核整平;墊層小區(qū)料人工鋪填,其余各料按照“先粗后細(xì)”的原則采用進(jìn)占法進(jìn)行壩料鋪填,下游次堆石向下游方向超填1m。鋪填完成后16T自行碾按照碾壓參數(shù)平行于壩軸線進(jìn)行碾壓,與趾板結(jié)合處墊層料和小區(qū)墊層料、岸坡結(jié)合處過渡料采用4kw(激振力30kN)平板振動(dòng)夯進(jìn)行夯實(shí)(8~10遍)。 
  (4)壩體各區(qū)的填筑與結(jié)合部位的質(zhì)量控制[1][2] 
  面板壩堆石壩體各種料的顆粒組成、填筑碾壓參數(shù)均不同。在鋪料厚度上,一般墊層、過渡區(qū)層厚取0.4m,主堆石和次堆石區(qū)取0.8m,確保在鋪料時(shí)堆石厚度比墊層和過渡料厚2倍,以便過渡區(qū)與堆石區(qū)的良好搭接,保持上游壩面平起填筑。鋪料過程中確保各填筑料的同步上升,人工處理結(jié)合部位的超徑石及大塊集中、架空現(xiàn)象,墊層和過渡區(qū)每層(過渡區(qū)2層后和堆石區(qū))進(jìn)行一次騎縫碾壓,碾壓遍數(shù)在試驗(yàn)確定的參數(shù)基礎(chǔ)上多碾壓2遍。  。5)壩體與岸坡結(jié)合部位的質(zhì)量控制[1][2] 
  按照施工規(guī)范及設(shè)計(jì)要求面板壩堆石體地基不得存在反坡。一般采用削坡或處理,陽坡一般削為1:0.5的自然順坡,陰坡一般采用填塞混凝土(或漿砌石)至1:0.3~1:0.4的自然順坡。本工程為了考慮施工進(jìn)度和質(zhì)量,避免開挖對(duì)周圍巖石的再次擾動(dòng),經(jīng)設(shè)計(jì)提出在反坡部位采用過渡料摻加水泥(摻加標(biāo)準(zhǔn)100kg/m3),加水拌濕后分層碾壓(每層不超過20cm)的方案。 
 。6)壩體分區(qū)分段填筑時(shí)結(jié)合部位的質(zhì)量控制[1][2] 
  考慮施工進(jìn)度的需要,在不能確保全斷面回填施工時(shí),可根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行分區(qū)分段填筑。為了避免超、欠壓,確保碾壓質(zhì)量和施工安全,靠近外坡都存在約30cm~50cm的虛料無法碾壓密實(shí),在填筑過程中堆石體也無法避免向下滑落,同樣也加大了虛料的厚度,在后期全斷面補(bǔ)填時(shí)必須提前采用挖機(jī)或推土機(jī)將虛料刷為不緩于1:2的坡(至密實(shí)狀態(tài)),后分層接縫,騎縫碾壓。 
  4、效果分析 
  新疆開都河柳樹溝面板堆石壩填筑從2011年9月1日開始,2012年5月30日結(jié)束,共填筑151.01萬m3(未含壩后護(hù)坡工程量)。在填筑施工過程中,按設(shè)計(jì)及規(guī)范要求的頻次對(duì)各種壩料檢測(cè)干密度、孔隙率、顆粒級(jí)配、滲透率數(shù)等,均符合設(shè)計(jì)及規(guī)范要求。各質(zhì)量評(píng)定結(jié)果見下表1:混凝土面板堆石壩工程壩體回填質(zhì)量評(píng)定匯總表。 
  5、結(jié)語 
  新疆開都河柳樹溝面板堆石壩工程在壩體回填過程中,結(jié)合工程實(shí)際,經(jīng)過多種方案的優(yōu)化和質(zhì)量控制,保質(zhì)保量的完成了壩體回填工作,且取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益。102m高大壩累計(jì)沉降量?jī)H為381mm,完全達(dá)到了設(shè)計(jì)及規(guī)范要求的小于1%的標(biāo)準(zhǔn),為后期面板施工奠定了良好的基礎(chǔ),并為同類型壩體施工提供了很好的借鑒和參考。 
  參考文獻(xiàn): 
  [1]蔣國(guó)澄,傅志安,鳳家驥.混凝土面板壩工程.湖北:湖北科技出版社,1997. 
  [2]中華人民共和國(guó)電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn).混凝土面板堆石壩施工規(guī)范,DL/T5128-2009.北京:中國(guó)電力出版社,2009. 
  [3]中華人民共和國(guó)電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn).碾壓土石壩施工規(guī)范,DL/T5129-2001.北京:中國(guó)水利電力出版社,2001. 
  [4]中華人民共和國(guó)電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn).水電水利工程碾壓式土石壩施工組織設(shè)計(jì)導(dǎo)則,DL/T 5116-2000.北京:中國(guó)電力出版社,2000.