安谷水电站面板堆石副坝施工质量控制浅谈

2015-02-20肖灿明李永山

四川水利 2015年3期

关键词：铜片防渗墙垫层

肖灿明，李永山

(中国水利水电第五工程局有限公司第五分局，成都，610066)

安谷水电站面板堆石副坝施工质量控制浅谈

肖灿明，李永山

(中国水利水电第五工程局有限公司第五分局，成都，610066)

安谷水电站副坝工程沿线较长，在施工过程中就地取材，大大提高了施工进度，节约了施工成本。本文从施工角度出发，简要介绍了该面板堆石副坝各施工关键工序的施工方法和施工质量控制，达到了满意效果。

安谷水电站面板堆石副坝施工质量控制施工方法

1 工程概况

安谷水电站为大渡河干流梯级开发中的最后一级，坝址位于四川省乐山市大渡河干流上，距上游已建沙湾水电站约35km，距下游乐山市区15km。本工程属二等(2)型工程，开发任务为发电、航运、防洪、灌溉、供水，兼顾湿地生态和河网环境保护等综合利用功能。本电站采用一级混合式开发方式，总装机容量772MW,水库正常蓄水位398.00m，总库容约6330万m3，多年平均发电量31.44亿kW.h。

左岸混凝土面板堆石副坝轴线长10640.78m，坝顶宽度为5m，最大坝高28.70m，为砂卵石填筑混凝土面板坝。副坝坝顶设2.55m高混凝土防浪墙，坝坡1∶1.6，迎水面采用30cm厚C25钢筋混凝土面板，板后设水平宽度1.5m的砂卵石垫层。面板坡脚与C25混凝土趾板相接，混凝土趾板外侧为C25混凝土现浇防渗墙，现浇防渗墙下部为C25混凝土防渗墙，防渗墙深入基岩面以下1.0m。

2 施工技术

2.1 施工程序

工程开工后受导流、交通、阻工等因素影响，施工条件发生了重大变化，为保证按期完成施工任务，我公司采取分段多工序同时施工，工序衔接更为紧密，机械设备投入集中，有效地提高了施工进度，保证了施工质量。施工顺序如图1所示。

图1 安谷水电站堆石副坝施工程序

2.2 砂卵石开挖

砂卵石开挖约308.94万m3，河道清淤表土开挖采用SD22推土机剥离，3m3装载机和1.8m3反铲装车，20t自卸汽车运至回填造地区域。砂卵石开挖采用1.8m3反铲挖装，20t自卸汽车运输至填筑面备料筛分区。

2.3 坝体填筑

砂卵石填筑约221.99万m3。填筑料粒径指标，坝体填筑砂卵石料粒径不超过300mm，垫层料最大粒径不超过80mm，特殊垫层料最大粒径不超过40mm。填筑设计指标，砂卵石料干密度不小于2.28g/cm3，特殊垫层料和垫层料干密度不小于2.28g/cm3。

砂卵石填料在填筑面备料筛分区开采，20t自卸汽车运输至填筑工作面。采用进占法卸料，防止扰动已填筑完成的坝体，SD22推土机平料，YZ20振动碾碾压。由于受防渗墙施工的影响，坝体采用分幅填筑施工方法，一区填筑与防渗墙同时施工，二区填筑待防渗墙施工完毕后进行。二区填筑包括特殊垫层料填筑、砂卵石料填筑及垫层料填筑，砂卵石料与垫层料同时填筑、平齐上升、同时碾压。

2.4 防渗墙施工

本标段防渗墙为地下连续混凝土墙，墙体深入基岩面1m，防渗墙混凝土标号为C25，抗渗等级为W8，抗冻等级为F50，坍落度为18cm～22cm。

防渗墙造孔主要采用“三钻两抓”和“纯抓”成槽，充分发挥抓斗、冲击钻机等设备的组合优势。钻进主孔采用抛入粘土孔内挤压造浆固壁，抓斗抓取副孔以及清孔时优质膨润土泥浆护壁，确保孔壁稳定；9m3混凝土罐车运送混凝土至槽口，泥浆下“直升导管法”浇筑混凝土；采用YBJ1200型液压拔管机进行“接头管法”墙段连接，节约混凝土及接头钻凿工时，并可最大限度地保证接缝质量。

2.5 混凝土施工

趾板混凝土标号C20，抗渗等级为W6，抗冻等级为F50，混凝土厚度为1m～1.26m；现浇防渗墙和面板混凝土标号为C25，抗渗等级为W8，抗冻等级为F50，砂浆垫层标号为M5，砂浆垫层厚度为5cm；面板厚度为0.3m，现浇防渗墙高度1m；防浪墙混凝土标号C20。

现浇防渗墙施工前，需将原防渗墙面上的混浆层全部清除，露出新鲜混凝土面，将其作为基础面。现浇防渗墙基础面布置间距1m的插筋，使用手风钻钻孔，将孔内清理干净后，使用水泥浆灌浆，插入插筋。

趾板和现浇防渗墙浇筑采用普通钢模板拼装，自卸汽车运输混凝土料，长臂反铲入仓，人工配合平仓，使用直径为50mm的振捣棒振捣。

面板浇筑利用滑模、采用跳仓浇筑法。一期面板浇筑时，滑模搭放在侧模上，待一期面板强度达到要求后，浇筑二期面板，浇筑时滑模直接搭放在一期面板上；顶部使用两套卷扬机牵引，滑模每次滑升距离为30cm，每次滑升间隔时间为20min；面板浇筑滑升平均速度控制在2m/h。使用滑模提升后马上进行人工收面，待面板表层达到一定强度后进行二次收面，以保证面板的外观质量达到要求。

3 施工质量控制

3.1 开挖控制

3.1.3 开挖控制要点。砂卵石开挖和填筑工程量大，做好料场的规划、合理开采、砂卵石的合理调配是本工程施工的重点。调查现场料源，区分上坝料、造地区用料及筛分料，合理利用料源,做好砂卵石的调配,做好料场开挖规划，合理开采,加强渣场的管理，做到各种料分类堆存。

3.1.2 开挖控制措施。按设计的开挖坡度，自上而下分段、分层开挖，开挖深度采用3m分层开挖方式。开挖深度写于地面，并由测量人员给现场施工人员技术交底，写出桩号位置及开挖深度。施工人员严格按测量人员给出的各段开挖深度控制，每开挖一层均要测量放样一次；做好车辆标识，将砂卵石料直接填筑坝体或者进入筛分系统，无用料用于回填造地，避免物料浪费。

3.1.3 开挖控制效果。左岸副坝工程(副坝0+000～6+370m)分别为坝体基础、趾板基础、特殊垫层料基础及河道疏浚。通过砂卵石调配合理，各项工序衔接有序，有力保障了施工进度。

3.2 填筑控制

3.2.1 填筑控制要点。填筑施工质量控制要点包括料场质量控制、填筑质量控制、干密度控制、超宽区域及接合面控制。

3.2.2 料场质量检查和控制。(1)填料级配检测主要采用筛分法检测选择料源，最大粒径超标时，采用人工取除和改换料源的方法控制，采用80mm孔径的棚筛控制；(2)所有填筑料按所需填筑料的类别分区开采。在不同采区插牌标识，不合格料一律不准上坝，装料人员和汽车司机严格按技术人员的指令工作，对不易区分的开采料，必须请示技术负责人予以确认是否合格。

3.2.3 填筑质量过程控制。(1)铺料厚度控制。在填筑过程中设立层厚标志杆，由专人监控，在填筑完成后，由测量仪器测量实际填筑厚度，如果超厚，必须用推土机将超厚部分推薄，然后进行碾压；(2)加水量控制。主要控制洒水量和洒水时间。即在铺料、平料过程中按工程师批准的加水量由人工喷洒，水表计量，以保证料物充分湿润。喷洒时从一端向另一端渐渐喷洒，加水均匀；(3)碾压遍数控制。自行式振动碾沿填筑轴线方向行进，由预留压痕记录碾压遍数，或派专人记录碾压遍数，以确保碾压质量。

3.2.4 砂卵石填筑干密度取样检测试验。每填筑一层碾压结束后，试验室同现场监理一道进行现场取样检测，其干密度和含水量达到设计要求合格后进行上一层铺料填筑。若发现取样检测不合格时，分析其主要原因，采用相应方式处理，合格后进行下一个循环作业。

抽测不合格时的处理办法，一般采用增加碾压遍数、翻晒或喷洒水挖除不合格料，重新换填合格料进行碾压，至取样合格为止。

3.2.5 超填区域、接合面控制。当坝体I期上一层填筑完成后，采用1m3反铲对下一层的超宽填筑区域砂卵石进行清理，并用20t自卸汽车运输至下层填筑区域。坝体II期填筑时对填筑坝体内侧区域进行重点碾压，外侧采用1m3反铲对超宽填筑区域1.3m范围垫层料进行分层削坡清理，并用20t自卸汽车运输至下一作业面垫层料填筑区域。

一区填筑与防渗墙同时施工，二区填筑待防渗墙施工完毕后进行。二区填筑包括特殊垫层料填筑、砂卵石料填筑及垫层料填筑，砂卵石料与垫层料同时填筑、平齐上升、同时碾压。

坝体分期填筑接缝处理。在坝体二期填筑前，为保证一期填筑的坝体与二期填筑的接触部位碾压密实，需将一期填筑的坝体超宽碾压部分削坡处理，削坡处理方式为将一期填筑的坝体用反铲削掉1.3m宽。

不同介质界面填筑质量控制。同一高程不同种类材料的界面增加碾压遍数加强碾压。填料与岸坡的界面铺填较细颗粒料和减小铺料，并用液压振动夯板或手扶振动碾加强碾压。

3.2.6 填筑控制效果。左岸副坝工程(副坝0+000～6+370m)段已完工程中，填筑施工包括坝体砂卵石填筑、垫层料填筑、特殊垫层料填筑。通过上述施工质量控制，副坝各区域碾压干密度、颗粒级配分析均满足设计要求，符合质量标准，圆满完成。

3.3 防渗墙控制

防渗墙施工质量控制主要包括导向槽及施工平台控制、泥浆制浆控制、孔形控制、清孔控制、混凝土配合比及浇筑质量控制。

3.3.1 防渗墙导向槽及施工平台施工质量控制。在施工过程中，采用全站仪测量防渗墙轴线，确保防渗墙轴线与设计防渗轴线一致，导向槽的开挖范围线确保与防渗轴线平直，导向槽采用混凝土浇筑，导向槽的净宽大于墙厚的1.2倍。对施工平台的碾压加固，并对钻机平台和倒浆平台采用碎石铺筑，增强防渗平台的承载力，确保防渗墙的起始孔向及施工过程中槽孔的稳定问题。

3.3.2 泥浆制浆质量控制。泥浆制浆质量对防止浆液漏失及塌孔是关键，在冲击钻机和抓斗造孔、清孔抽渣过程中，如泥浆护壁效果不好，极易造成塌孔，故对泥浆的造浆质量要求高。在施工过程中，我们将不定时抽查浆液的造浆性能指标；对于新制的泥浆在充分水化后方用于固壁施工，使其可以顺利地附着在砂卵石地层上。

3.3.3 防渗墙孔形质量控制。孔形控制项目主要有深度、厚度和孔斜。本工程采用重锤法进行测量，以此满足设计孔形质量要求。施工过程中，对于孔斜超过技术要求的采用机械方式修孔，仍达不到设计规定孔斜要求的孔，采用回填后重新钻孔的方式解决。

3.3.4 防渗墙清孔质量控制。清孔选用先进、高效的设备，采用气举法结合泵吸法清孔，能有效地清除孔内及泥浆内的泥砂。

3.3.5 防渗墙混凝土配合比及浇筑质量控制。做好混凝土配合比试验，浇筑前仔细检查混凝土拌合站、混凝土运输设备、槽口直升导管及卸料口，一切正常后开始浇筑；浇筑过程中，确保混凝土的上升速度及连续供料。

3.3.6 防渗墙混凝土质量控制效果。根据各项试验、检测成果反映，防渗墙施工质量满足设计要求，经逐项进行的质量检查和评定，达到优良标准。

3.4 混凝土质量控制

混凝土施工质量控制要点主要包括铜止水保护、混凝土浇筑、体型控制、平整度控制等。

3.4.1 铜止水保护

3.4.1.1 止水加工。铜片止水包括F型止水和W型止水铜片，趾板与面板周边缝为F型止水铜片，趾板间缝及趾板与防渗墙间缝、面板与面板间缝为W型止水铜片。止水铜片采用止水成型机在材料加工厂轧制，利用铜片卷材在现场制作成型，每节以6m为宜，由8t平板车运至施工现场；制作成型后的铜止水，放置在设有垫板的木枋上，叠片不超过3片，派专人看管，防止踩压和污染，立模前由人工搬运。

3.4.1.2 止水焊接。铜止水片连接采用搭接焊接，先搭接后焊接，搭接长度不小于20mm，并进行双面焊接。如果因条件所限不易双面焊接时，采用双层焊道的方法进行(即焊接一遍后，再在其上加焊一遍)。铜止水片焊接采用黄铜焊条氧——乙炔焊；焊接接头表面光滑、无孔洞和缝隙、不渗水，并抽样检查焊接接头，采用煤油或柴油做渗透试验检验。

3.4.1.3 止水安装。组装模板前,先测量放线出止水片安装的位置，并作出标识，然后组装止水铜片下部的固定支架，检查其放置位置无误后，将止水片安装就位，用支撑固定，再镶嵌止水片上下的木模板。模板组装时保证止水铜片的“鼻头”露出一半。止水铜片的固定不得钻孔，也不得使用其它焊接，只能用夹具等固定在支架或模板支架上。

止水铜片安装前，将止水铜片的“U”槽中填塞φ12mmPVC棒，并用胶带封口，防止混凝土进入槽内影响适应变形，然后将止水铜片安装就位，再将复合止水条紧贴止水铜片放置。

图2 面板间缝止水示意

铜止水片安装后，用模板夹紧等措施固定牢靠，使鼻子的位置符合设计要求，其误差符合止水片(带)制作及安装的允许偏差。

3.4.1.4 浇筑工程对止水保护。浇筑混凝土时，安排专人看护止水片，防止人为践踏、下料或振捣等原因导致止水片折扭、偏移，如发现折扭、偏移，即时纠正。

混凝土下料时远离止水片1m以上，防止下料碰撞。采用振捣器或铲、锹等剔除紧靠止水带的粗大骨料，在趾板浇筑时趾板间止水两侧混凝土要均衡对称下料，防止把止水挤向一侧；对水平止水平仓时先保证止水下面混凝土密实，再浇止水片上面的混凝土，防止止水片下部脱空。

混凝土振捣时,采用φ50mm振捣器在50cm以外振捣，再采用φ30mm软轴振捣器在止水周围仔细振捣密实，严禁把泌水赶至止水带附近。

跳仓浇筑时，在后浇仓位开始浇筑前，清除止水带表面污染物，并仔细擦拭干净，然后用细铅丝通过安装孔将止水带与结构钢筋固定。

3.4.2 混凝土浇筑控制。浇筑面板混凝土采用反铲入仓时，混凝土拌和物坍落度宜为3cm～5cm。混凝土入仓必须均匀布料，每层布料厚度为25cm～30cm，并及时振捣。振捣器不得靠在滑动模板上或靠近滑动模板顺坡插入浇筑层，振捣间距不得大于40cm，深度应达到新浇筑层底部以下5cm。使用的振捣器直径不大于50mm，靠近侧模的振捣器直径不得大于30mm。止水片周围应采用细料铺填，严禁骨料集中，并必须振捣密实。面板混凝土应连续浇筑，滑动模板滑升前，必须清除前沿超填混凝土，平均滑升速度宜为1m/h～2m/h，最大滑升速度不超过4m/h。每次滑模滑升后应立即收面，在滑模后面牵引二次收面平台，在混凝土初凝前进行二次压光，以减少表面干缩裂缝。滑模与收面平台之间的距离，应根据滑模滑升速度和混凝土初凝时间确定。

3.4.3 面板体型控制。面板体型主要由滑模控制，混凝土面板的模板包括侧模和无轨滑模两种。侧模为槽钢制作的钢模板，兼作滑模支撑，按受力结构设计，高度顺应面板渐变，分块长度为2m，便于在斜坡面上安装和拆卸；侧模固定于钢筋网上，两块模板接头处用螺栓拧紧，保证接头平顺无台阶；施工中派专人跟踪检查，发现问题及时纠正，侧模安装偏差必须符合规范要求。无轨滑模要有足够的强度、刚度、自重和配重，适应面板条形块宽度和滑模平整度要求，并能为浇筑振捣和收光抹面提供工作平台。

3.4.4 面板平整度控制。滑模提升速度由混凝土入仓速度、入仓坍落度和混凝土坍落度历时损失速度决定，控制在1.5m/h～2.5m/h。在坍落度控制稳定的情况下，每次滑升距离不大于300mm，每次滑升间隔时间不超过30min，以出模混凝土无光泽、用手轻按有指印、手上不黏混凝土为标准。若出模过早，混凝土会出现波纹状表面；若出模过晚，混凝土对滑模的粘结力较大，影响收光工作。

混凝土出模后立即进行修正和压面，待混凝土初凝结束前完成二次压面，对接缝两侧各50cm内的混凝土表面及时整平，用2m长直尺检查，确保整平符合设计要求。

3.4.5 混凝土质量控制效果。按照上述要点控制施工，仓位准备和各项工序(基础面、钢筋、模板、止水带、浇筑、外观)均达到设计及规范要求，并有效提高了施工进度。