西冶水电站枢纽大坝施工技术及质量控制

卫建文

（晋城市水利勘测设计院，山西 晋城 048000）

1 概况

西冶水电站位于阳城县东南蟒河镇石板村附近的西冶河干流上，是西冶河上游开发利用的控制性工程，以供水发电为主，兼顾防洪、旅游等综合效益，水库正常蓄水位745.00 m，死水位740.00 m，兴利库容190 万 m3，调洪库容 258 万 m3，总库容 630 万 m3，年供水量536万m3，电站装机3台，装机容量475 kW，枢纽属小（一）型，工程等别为Ⅳ等，主要建筑物级别为4级。枢纽大坝设计洪水标准30年一遇，校核洪水标准200年一遇。工程建成后，不仅可为下游正在筹建的大规模工业园区提供可靠充足的水源，而且能从根本上解决该区的防洪问题，为阳城县的经济发展起到积极的推进作用。

枢纽大坝在原选定坝址对已建坝体处理后砌筑，坝顶高程750.20 m，厚4.5 m，最大坝高31.6 m。大坝包括砌石重力拱坝和重力付坝两部分，砌石重力拱坝中心线方位角为北偏西69.31°，拱坝顶拱轴线长176.3 m，顶拱中心角105.28°，顶拱外弧半径96 m。重力付坝位于河道左侧，坝轴线长84.4 m，其中重力墩长27 m。

2 大坝施工技术要点

2.1 基础开挖

拱坝基础开挖应根据不同部位采用不同的开挖方法，不能出现陡坎、尖角、爆破裂隙，两岸坝肩作为拱座基础必须开挖成径向或半径向。坝基在垂直水流方向应平顺，但不宜开挖成台阶状。当开挖接近建基面时，要预留保护层用风铲撬挖。由于本工程要利用已砌坝体，爆破时应根据岩体情况优化爆破参数，开挖校核各控制桩位和测量点，严格控制爆破距离、装药量、安全质点振动速度等参数，避免对已砌坝体造成大的冲击。同时要严格按照爆破规程要求进行钻孔和爆破，控制设计轴线和边线，轮廓尺寸和标高均应符合设计要求。

开挖中要随时对照地质情况，检查是否与勘探、设计成果符合，发现大的变化及早作出处理措施。建基面按设计要求开挖后，清除松动石块和杂物，并用水冲洗干净，积水排干。浇筑垫层混凝土前，应先湿润基岩表面，铺设一层大于M10的水泥砂浆，然后浇筑垫层混凝土。垫层混凝土在抗压强度未达到2.5 MPa前不得进行上层砌石准备工作。

2.2 浆砌石砌筑

坝体浆砌石砌筑是大坝工程施工质量的重要环节，砌筑前要严格按照设计要求进行放线，放线时应尽量使用先进仪器，减少误差，提高精度。

第一，砌筑工艺。在铺砌座浆之前，石料应洒水湿润，使表面充分湿润，但不得残留积水；铺浆厚度应为设计灰缝厚度的1.5倍，使石料安砌后有一定的下沉余地，以利于灰缝座实，铺浆范围以超1 m为宜。铺浆后须经人工稍加平整，然后摆放石料。石块摆砌要避免石与石排列，一般组合为三角孔，大面朝下，孔径上大下小，约为0.1～0.15 m左右，方便振捣，且有利于多填塞片,提高砌体埋石率。石料摆放就位后，应及时进行竖缝灌浆，并振（插）捣密实。

第二，面石砌筑。面石与腹石砌筑应同步上升，也可先砌面石使之超前1～2层，但相对高差不宜大于1.0 m，结合面应作竖向工作缝处理。砌筑时，石料按丁顺交错排列，丁石面积不小于砌筑总表面积的1/3；同层面石摆放为三顺一丁；平、竖缝应灌饱满密实，不允许存在通缝现象；各块面石必须错缝搭砌，错缝距离应大于10 cm，缝宽2.5～3 cm，深6 cm，不得在面石底面垫塞片石。

第三，层面处理。砌石进度安排宜连续不断逐层砌筑，一般在每一单位砌面铺砌完成24～36 h后（视气温、水泥种类及标号可适当改变）进行层面处理。层面处理时，先清扫坝上的残碴积物；人工凿毛深2 cm以上，密度适中，石面浮浆也须凿除；用压力水并用竹扫把配合清洗；用布拖把吸干坝面积水；待验收合格进行一下层坝体砌筑。

第四，腹石砌筑。层面处理验收合格后进行腹石砌筑，腹石砌筑应做到错缝搭接，缝紧浆饱，每层石料大致等厚，层面保持向上游1:10～1:20的倾斜坡，即迎水面略低于背水面。

2.3 灌浆

西冶水电站大坝灌浆工程包括坝基及坝肩基础的固结及帷幕灌浆，其技术要点主要有：一是坝基固结灌浆应在有2 m以上厚的混凝土或砌石盖重，盖重必须保证混凝土强度达到50%以上的设计强度时才允许进行钻孔、灌浆作业。二是所有灌浆钻孔须按施工详图的规定布孔，孔位、孔斜、孔深偏差应符合设计规定。三是各类灌浆必须严格按照灌浆程序进行，同一地段的灌浆必须按先固结后帷幕的顺序施工。固结灌浆按围、挤、压的原则，先周边孔后中间孔，逐排逐序加密施工。帷幕灌浆为单排帷幕，按三次序加密施工。四是灌浆必须连续进行，若因故中断，必须马上处理，尽早恢复灌浆，如中断超过30 min，则应进行钻孔冲洗。五是灌浆水泥应保持新鲜，受潮结块和仓储超过3个月不得使用。六是水泥浆液搅拌时间不得少于3 min，水泥浆液从制备到用完时间不得超过4 h。

3 质量控制

质量控制和检查必须贯穿整个施工过程，只有严格按照有关规范对原材料、半成品和成品及每一道施工工序按时进行质量检查，发现问题随时改进，才能保证整个工程的优良。

一是检查进场原材料是否合格，砂、石骨料是否符合规范要求，水泥、钢材是否有质保书，出厂证明以及按规定提供的复检资料，检测委托单位资质证书，混凝土检测单位提供的配合比单和试块试验报告。胶结材料试件留置为同一强度等级的28 d龄期；每100～200 m3砌体成型试件1组，每一分部工程至少成型试件1组。

二是检查灌浆质量。帷幕、固结的施工质量检查主要以检查孔压水试验成果为主，综合分析各序孔的透水率及单位水泥注入量成果，检查孔的数量及分布是否满足规范要求。

三是检查砌体质量。主要对砌体容重和密实度进行检查。砌体容重宜在坝高1/3以下，每砌筑5～10 m，至少挖试坑1组，坝高1/3以上砌体试坑数量由监理、设计、施工及业主共同研究决定，浆砌石体干容重必须符合设计要求。砌体密实性（单位吸水量）应严格按照《浆砌石坝施工技术规定》中的浆砌石体质量检查方法进行。当砌体质量不合格时，应及时采取补救措施或返工重砌或灌浆补强。

4 结语

西冶水电站枢纽工程于2009年9月实施，目前工程施工进展顺利，全部工程将于2011年9月完工。