山西省泽城西安水电站（二期）工程混凝土面板堆石坝填筑过程中的质量控制

李小牛

（山西泽城西安水电有限公司 山西太原 030002）

1 工程概况

山西省泽城西安水电站（二期）工程地处山西省晋中市左权县境内的清漳河干流上。电站枢纽工程距左权县县城约35 km，坝址在清漳河东、西两源汇合处以下约4.0 km，控制流域面积3 230 km2。是一座以发电为主，兼顾防洪、养殖等综合利用，并为下游梯级水电站调节发电用水的水利水电枢纽工程。工程坝高46.8 m，为混凝土面板堆石坝，由盖重区、铺盖区、特殊垫层区、垫层区、过渡区、主堆石区、次堆石区7部分组成。工程等别为Ⅲ等，主要建筑物为3级，次要建筑物为4级。枢纽工程设计洪水标准为50年一遇，校核洪水标准为1000年一遇，电站厂房设计洪水标准为20年一遇，校核洪水标准为50年一遇。

2 坝料料场的质量控制

2.1 料场的规划

大坝填筑料根据招标文件要求，50%填筑料采用溢洪道开挖利用料，50%从石料场开采，垫层料采用老虎岩沙砾料场筛分料。备用料场选择在大坝下游200 m的左、右岸，分两个料场进行开采，料场距大坝较近，可以利用上坝公路上坝。主堆石料场布置在大坝右坝肩下游右岸，料场地形为中部突出，上下游收敛，堆石开采三面临空，地质条件较好，宜做料场。料场开采顶高程为860 m，底高程为805 m，开采高度为55 m，修筑临时运料道路，交通便利。过渡料料场（3A）位于大坝左坝肩下游左岸，电站厂房左侧，该料场地形为一小山包，爆破条件较好，料场开采顶高程为839 m，底高程为802 m，开采高程为37 m,交通便利。

2.2 料场地质情况

两备用料场地质同溢洪道范围内地质，为常州沟组第三至第七组，该料场岩石主要为长石石英砂岩、石英岩状砂岩岩，为中硬岩，岩性稳定，坚固系数等级约为f=8～12级，质量满足块石料技术要求。

2.3 爆破参数的确定

根据料场地形、地质施工条件和堆石料级配要求选择有代表性的开挖区域进行爆破试验，包括主堆石料和过渡料的爆破试验。试验目的是获取满足工程要求的、经济的爆破参数和堆石料高成品率。根据爆破的一般规律，在炸药单位耗药量不变的情况下，宽孔距、小抵抗线的布孔方式比常规布孔方式爆破石渣粒径小，“V”形起爆较排距顺序起爆破石渣块度小，挤压爆破较非挤压爆破石渣块度小。爆破后，分别对爆渣进行颗分试验，并将每次爆破筛分试验成果绘制成级配曲线，与堆石料设计级配包络曲线，提出经济合理的钻爆参数。爆破参数见表1。

表1 堆石料、过渡料爆破参数

3 坝体填筑施工及质量控制

坝体填筑主要包括特殊垫层料、垫层料、过渡料、主堆石料和次堆石料填筑，上游坝脚石渣回填和细粉砂回填以及下游坝坡干砌石等施工内容。坝体填筑顺序采用“先粗后细”法。即：堆石区→过渡层区→垫层区→特殊垫层区。坝面各工序按流水作业法连续进行，主要工序数目划分为几个面积大致相等的填筑区段，在各区段依次完成填筑的各道工序，区段长度取50～100 m为宜，填筑顺序见图1。

图1 坝体填筑顺序图

3.1 上坝卸料、推平

上坝料在运到大坝作业面之前，在料场设立质检站，派专职的质检员对料质进行初检，坚持“三不上车”的原则，粒径大的不上车，含泥量高的不上车，级配不好的不上车。规划好料场施工车辆，在指定的地点等候装车。为了便于大坝作业面施工人员的统一指挥，在车前挂牌上标明的料物类别,这样既可以减少卸料时间又避免上错料。

垫层料及过渡料卸料应考虑车型的大小要与铺料宽度相适应，并采用合理的卸料方式。本工程中垫层料铺筑宽度为3 m，过渡料的铺填宽度为5 m，采用20 t后卸式自卸汽车后退法卸料，为了减少过渡料层与堆石料分区界面上粗、细料的分离，方便界面上超径石的清除，自卸汽车卸料次序应“先粗后细”，即按“堆石料→过渡料→垫层料”次序卸料。垫层料、过渡料卸料后，采用推土机摊铺平整,在铺料过程中要严格控制铺料厚度。堆石料上坝采用进占法铺料,用TY320推土机摊铺平料，铺料厚度根据碾压试验确定，其误差不超过层厚的10%。对于运至坝面的超径石料，用推土机移至坝外坡附近，作护坡石料，也可在坝面用冲击锤解小。在坝体与岸坡的接合部位易出现大块石集中、架空现象，局部不易压实，针对这种情况，应用挖掘机进行分散处理，在岸坡接合处2 m范围内，振动碾应平行岸坡方向碾压，不易压实的边角部位，减薄铺料厚度，用轻型振动碾压实，或者是在接合部位，先填1～2 m宽的过渡料，再填堆石料。

3.2 接缝处理

垫层料、过渡料填筑必须保证设计宽度及界面清晰，过渡料与垫层料的“犬牙交错”带宽度不得大于填土层厚度的1.5倍。对于各界面上的超径石，应先采用1.2 m3的反铲将其移放至与本层相邻的粗料区或坝体堆石区。堆石料分段分期填筑时，在坝壳内形成了横向或纵向的接缝。在接缝（接坡）处采用留台施工法，即先期铺料时，每层预留1.0～1.5 m的平台，后期填筑的石料与先期石料接触，且在达到同一高程时，采用振动碾骑缝碾压。

3.3 坝体碾压

碾压采用进退错距法，前进和后退均为2遍，错距宽度d根据以下公式计算：

d=B/N（B为碾压机的碾轮宽度，N为规定的碾压遍数）。各种坝料的碾压错距宽度见表2。

表2 各种坝料的碾压错距宽度

碾压作业开始时先将周边5 m宽的过渡区岸坡接触带顺岸坡方向先静压一遍，然后按规定的遍数进行振动碾压，振动碾行车速度为2 km/h。垫层料、过渡料的填筑，要严格控制压实质量和颗粒级配。对已铺好的垫层料要适当保护，禁止车辆通行，防止污水侵入，若发生土料混杂，必须及时清除。对于边角部位的特殊垫层料及过渡料采用30 kN平板振动碾压实。

3.4 取样检查

在坝体填筑压实过程中，有专职质检、试验人员按照试验规范对每层的压实度进行测点检测，待下层的压实度达到设计要求的压实度标准后，才进行上层的填筑。

4 坝体内水管式沉降仪的埋设

4.1 沉降测头的埋设

沉降测头的埋设基础自辗压坝面做起。基础顶面高程比沉降测头水杯口高程低约45 cm。在沉降测头周围安装模板，模板至少离测头容器10 cm。初始测量：对沉降测头连通水管充水排气，直至无气泡从测头水杯口冒出，溢出的水由排水管排出。隔20～30 min后测读观测台测量管水柱高度h1，测量管测尺零点高程为H0，测量管水柱高程为H1=h1十H0。

比较沉降测头水杯口高程h0与测量水管水柱高程H1的大小，当h0=H1或比h0大2 mm左右时，认为准确，若h1比H1小，则应再充水排气，直至测量准确。在确认沉降仪已正常的情况下，盖好测头容器的螺盖，浇筑混凝土。

4.2 观测房与观测固定标点

水管式沉降测量装置观测房分别建在坝后坡高程810.0 m与830.0 m上，与仪器埋设同时进行；观测固定标点设置在观测房顶。

4.3 仪器埋设部位的填筑

沉降测头位于埋设剖面最高处，周围2 m范围内分层回填，人工夯实，直至高于沉降测头顶部0.8 m后用机械压实。

5 建立健全的质量保证体系和质量检查制度

山西省泽城西安水电站（二期）工程始终贯彻“百年大计，质量第一”和“质量管理，预防第一”的总方针。本着对工程质量高度负责的精神，提高全员质量意识和敬业精神，依靠技术进步，通过科学的管理、有效的质量控制手段与措施、严格的质量检查与监督，不断提高工程质量管理水平，确保工程质量。质量管理工作必须做到“五落实”，即组织落实、制度落实、责任落实、措施手段落实、质量管理经费落实。强化施工过程中各个环节、各个工序质量检验，对各个工序实施“三级检查制度”（班组初检、施工队复检、项目部终检）。

6 结论

由于在施工过程中，严格执行相关规程规范，按施工方案及试验所确定的参数进行施工，从而控制了坝体填筑质量。大坝填筑取样检验情况见表3。目前坝体已填筑至设计高程，共评定1 117个单元工程，全部合格，其中990个优良单元工程，优良率达88.6%。

表3 大坝填筑取样抽取检验参数