滩坑水电站混凝土面板堆石坝填筑施工

冯毅军

（中国水利水电建设工程咨询西北公司 西安 710065）

1 工程概况

滩坑水电站位于浙江省青田县境内的瓯江支流小溪中游河段，距青田县城西门32km。是一座以发电为主，兼顾防洪及其他综合效益且具有多年调节能力的大（1）型水电站工程。滩坑坝址以上控制流域面积3300km2，水库校核洪水位169.15m，总库容41.9亿m3；电站装机容量为3×200MW，年发电量 10.23亿 kW·h。

滩坑水电站大坝为混凝土面板堆石坝，坝顶长507m，宽12m，坝顶高程171m，最大坝高162m，坝体填筑总量948.23万m3。大坝上游面坡度为1∶1.4，下游面设4道宽10m的“之”字形上坝道路，大坝下游面坡比为1∶1.25。坝顶防浪墙顶高程172.2m。

2 坝体主要施工参数

2.1 坝体填筑材料分区

坝体填料分区如图1所示。图中，1A为上游粉土铺盖区；1B为盖重区；2A为垫层区；2B为趾板后小区；3A为过渡区；3B为主堆石区；3C为次堆石区；3D为砂砾料区。

图1 坝体材料分区示意图

2.2 坝体填筑技术指标

坝体填料技术指标见表1。

3 大坝填筑施工技术

3.1 工艺流程

坝体填筑采用流水作业法组织坝体填筑施工，将整个坝面划分成2～3个单元，在各单元内依次完成填筑的各道工序，使各单元所有工序连续作业。各单元之间采用石灰线作为标志，以避免超压或漏压。坝体填筑程序主要包括坝料挖装、坝料运输、卸料、洒水、摊铺平整、碾压和质量检测验收等（见图2）。

3.2 坝体分期填筑

2005年12月，开始大坝填筑施工，按照技术上可行、经济上合理的原则，将大坝填筑分成六期，见表2。

3.3 填筑施工

3.3.1 施工准备

大坝填筑前，按要求对坝基及左右岸坡所有勘测孔、平硐、陡坡、杂物、夹层和破碎带进行处理，接地及观测设施等完成后，经验收合格方可填筑。然后根据填筑料的不同分区，测量确定各填筑区的交界线，用石灰线做好标识，并制备不同高度的层厚标志杆作为填筑层厚标志物。

表1 坝体填筑技术指标

图2 大坝填筑工艺流程

3.3.2 坝料摊铺

坝体填筑从填筑区的最低点开始铺料，铺料方向平行于坝轴线，砂砾料、小区料、垫层料、过渡料及两岸接坡料采用后退法卸料，主堆石、次堆石采用进占法填筑。小区料、垫层料、过渡料及两岸接坡料由人工配合反铲挖掘机平仓整平，其他用推土机整平，摊铺过程中对超径石和界面分离料采用反铲挖掘机配合处理。在铺料过程中，严格按照分区石灰线铺设，厚度按照层厚标志杆进行控制。

表2 大坝填筑分期情况

3.3.3 洒水

洒水采用坝面和坝外加水相结合的方式，洒水量以在水管接口处接装流量计进行控制。在大坝上下游主要上坝道路上设置坝外加水站，对运输石料的车辆在进入坝体前先进行坝外预加水，以湿润堆石料，坝外加水量一般按10%控制。上坝卸料经平料后再进行二次加水，坝面洒水采用坝内预埋水管，用高压供水水泵直接供水到坝面填筑料中，另外有洒水车配合进行洒水，洒水量根据碾压试验结果确定，对于有风化岩的掺配料，在料场增加一次洒水，使掺配的风化岩料提前湿润软化，以减少风化岩料的后期变形。

3.3.4 填筑顺序及方法

坝面填筑作业顺序采用“先粗后细”法。上游区填筑顺序为：主堆石→过渡料→垫层料←周边小区料，为保证质量，铺料时必须及时清理界面上粗粒径料（见图3）。坝心砂砾料采用后退法铺料，先填砂砾料，再填上下游的主、次堆石料，接缝处采用骑缝碾压（见图4）。

图3 上游区“先粗后细”法铺料顺序（单位：cm）

图4 坝心砂砾区铺料顺序（单位：cm）

3.3.4.1 主堆石、次堆石填筑

堆石区的填筑料由自卸车运输卸料，进占法填筑，卸料堆与堆之间保留60cm间隙，用推土机平仓，以便于粗径石料滚落底层而细石料留在面层，利于碾压。采用YZT22牵引式振动碾，碾压时采用错距法顺坝轴线方向进行，低速行驶（2km/h），错距由振动碾碾子宽度和碾压遍数控制，当振动碾碾子宽度为2m、碾压遍数为8遍时错距一般为25cm。碾压按坝料的分区、分段进行，各碾压段之间的搭接不少于1.0m，铺料层厚及碾压遍数严格按照碾压试验确定的参数施工控制，铺筑碾压层次分明，做到平起平升，以防碾压时漏碾欠碾。在靠近岸坡处，大块石易集中，故岸坡周边选用粒径较小且级配良好的过渡料填筑，同时周边部位先于同层堆石料铺筑，碾压时滚筒尽量靠近岸坡，沿上下游方向行驶，碾压不到之处用手扶式小型振动碾或液压振动夯加强碾压。

3.3.4.2 坝心砂砾石填筑

当大坝填筑到54m高程以后，在坝心部位铺一层2m厚的反滤料，然后开始填筑砂砾石料，砂砾料从坝址上下游河道的近坝料场中开采，开采过程中剔除60cm以上粒径的漂石，由自卸车运输，后退法卸料填筑，采用推土机平仓，该部分料不考虑坝外加水，铺料后直接在坝面上洒水碾压，采用YZT22牵引式振动碾，碾压时采用错距法顺坝轴线方向进行。碾压工艺要求与堆石区相同，铺筑碾压层次分明，并与上下游侧的堆石区做到平起平升，接缝处进行骑缝碾压。

3.3.4.3 过渡料填筑

该区料最大粒径为30cm，超径料在料场及时解小，填筑时自卸汽车将料直接卸入工作面，后退法卸料，倒料顺序可从两边向中间进行。过渡料用推土机推平，人工辅助平整，铺层厚度等按规定执行，接缝处超径块石需清除，主堆石料不得侵占过渡区料的位置，若出现这一现象，应采用反铲挖除或人工清除。平整后洒水、碾压，碾压采用YZT22牵引式振动碾，顺坝轴线方向来回行驶。

3.3.4.4 垫层料填筑

垫层料填筑前，必须把过渡料上游坡面所有大于8cm的已分离的块石清除干净。垫层料的最大粒径不大于8cm，该部分料由黄砂与级配碎石料在拌料场拌制而成，用自卸车运卸到垫层区，然后用推土机辅以人工整平，填筑时上游边线水平超宽20～30cm，并与同层过渡料一并碾压，碾压时顺坝轴线方向行驶，振动碾距上游边缘的距离不宜大于40cm。洒水量、碾压遍数、层厚及行走速度按规定控制。

3.3.4.5 周边小区料填筑

周边小区料的最大粒径不大于4cm，该部分料由黄砂与人工碎石料在拌料场拌制而成，细颗粒采用小于5mm的人工砂，粗颗粒料采用0.5～4cm的轧石骨料，周边小区料级配曲线必需满足设计包络线和规范要求。周边小区料的加工量按需要拌制，尽量少堆存，采用专门场地堆放，不得与其他料混合，不得分离，更不能混入粘土和有机杂质。周边缝处的填筑保证规定的宽度，严格控制铺料厚度、碾压遍数及加水量，对于手扶小型振动碾碾压不到的部位，辅以人工夯实。

3.4 坝体填筑结合部处理

3.4.1 大坝各区料的界面处理

大坝填筑各区料的交接界面必须注意防止大块石集中，特别是垫层料与过渡料之间、过渡料与主堆石料之间，填筑料的粒径差距较大，采用后退法卸料，填筑时不能有超径石集中。界面上有大块石时，及时采用1m3反铲挖土机或推土机清除，保证主堆石区不侵占过渡区、过渡区不侵占垫层区。

3.4.2 坝体与岸坡结合部的填筑

坝体地基要求不能有“反坡”现象，因此对边坡的反坡部位先进行削坡或回填混凝土处理，坝料填筑时，岸坡接合部位易出现大块石集中现象，且碾压设备不容易到位，造成接合部位碾压不密实。因此在接合部位填筑时，应减薄填筑铺料厚度，清除所有的大块石，采用过渡层料填筑。

3.4.3 坝体分期结合部及坝后道路填筑施工

坝体分期接合部位及预留斜坡道，存在一定宽度半压实状态的松散料，在下一期填筑时必须加以处理，主要采用推土机削坡方式处理，在后填筑区填筑每层新料时，靠近先填筑体边坡处留一沟槽，推土机在新填筑层上部削坡，把原半压实状态的松散料清除到预留沟槽内，同时补充部分细料，削坡宽度视先填筑层半压实体的宽度情况，一般为1.0～2.0m，然后采用振动碾顺边坡方向骑缝碾压结合部，随着后填区的升高逐层进行削坡处理，依次边削边填边碾压到顶部。

4 质量控制

4.1 坝料质量控制

坝料的质量从料场及坝面两地控制，以料场控制为重点，将不合格料控制在料场，保证不合格料不上坝。在挖装时实行分选挖装，不合格料不装车；为避免粗粒料集中装车，采用挖掘机进行翻拌，并剔出超径石进行解小，保证上坝料级配均匀合理；料场上设置填筑料种类标志牌，运输车辆也挂标志，相互对应，以免装混；进入填筑区的车辆轮胎在坝外经水槽清洗，以免夹带泥土等杂物入内；坝面上安排专人指挥车辆卸料，对不合格料要坚决挖除并倒到指定地点。

4.2 填筑碾压质量控制

按设计要求及碾压试验确定的参数，进行铺料、填筑碾压，严格控制铺层厚度及平整度，避免超厚或过薄；对填筑区内及分区交界面上的超径石及时进行处理；控制好坝料的加水量。在坝体填筑中，以控制碾压参数为主、“试坑法”检测为辅的“双控法”进行质量控制，控制好振动碾的行走路线和速度；加强特殊部位及搭接带的碾压质量控制；加强冬季、雨季的质量控制。

4.3 质量检测

在加强施工质量控制的同时，该工程委托第三方试验室对坝体填筑质量进行试验检测，经过取样检测，各填筑料的施工质量均满足设计要求。

5 结语

混凝土面板堆石坝因其充分利用当地材料、投资省、施工方便等诸多优点，近年来发展迅速，在施工过程中新工艺、新方法得到不断推广和运用。滩坑水电站面板堆石坝填筑施工，通过严格控制坝料质量、碾压工艺和加强细节控制，取得了良好的填筑质量（大坝填筑共评定1491个单元，质量全部合格，其中优良1368个单元，优良率91.75%；截至2009年底，坝体的最大沉降量为86.8cm，为坝高的0.53%，远小于技术警戒值1%），为面板堆石坝的施工积累了丰富的经验。■