金家坝水电站混凝土面板堆石坝填筑施工技术

2015-04-05陈正仕钟兴武

四川水利 2015年4期

关键词：铺料堆石块石

陈正仕，钟兴武，夏华

(中国水利水电第三工程局有限公司，西安，710016)

金家坝水电站混凝土面板堆石坝填筑施工技术

陈正仕，钟兴武，夏华

(中国水利水电第三工程局有限公司，西安，710016)

介绍金家坝水电站面板堆石坝坝体的填筑施工管理经验，论述了该类型坝体的填筑施工工艺，坝体分区填筑、碾压施工方法，从坝体填筑施工质量控制角度，总结出坝体填筑中存在的几个主要问题及处理方法。

金家坝水电站面板堆石坝填筑施工方法

1 工程概况

金家坝水电站工程位于重庆市酉阳县双河镇官清乡、小河乡境内，是甘龙河流域水电规划梯级电站的第三级。电站以发电为主，兼有旅游、水产养殖等综合效益。水库总库容1.581×108m3，电站装机容量为3×25MW；挡水坝为钢筋混凝土面板堆石坝，坝顶高程447.8m，最大坝高103.3m，坝顶全长315.0m。

坝体填筑材料按结构部位依次为面板上游石渣盖重区、粘土铺盖区、混凝土面板后垫层区、过渡区、主堆石区、次堆石区、块石护坡区，上下游坝坡均为1∶1.4。大坝填筑主要使用学堂湾料场和金家坝B区石料场的开采料。

2 坝体填筑施工工艺

2.1 坝体填筑施工

坝体填筑原则上在坝基、两岸岸坡处理验收以及相应部位的趾板混凝土浇筑完成后进行。采用流水作业法组织坝体填筑施工，将整个坝面划分成四个施工单元，在各单元内依次完成填筑的测量控制、坝料运输、卸料、洒水、摊铺平整、振动碾压等各道工序，使各单元上所有工序能够连续作业。各单元之间应采用石灰线等作为标志，以避免超压或漏压。

2.2 测量控制

基面处理验收合格后，按设计要求测量确定各填筑区的交界线，洒石灰线进行标识，垫层上游边线可用竹桩吊线控制，两岸岩坡上标写高程和桩号。其中，垫层上游边线、垫层与过渡层交界线、过渡层与主堆石区交界线，每层上升均进行测量放样，主次交界线、下游边线可放宽到二至三层测量放样一次。施工放样以预加沉降量的坝体断面为准，考虑沉陷影响后的外形尺寸和高程，根据设计要求的坝顶高程为最终沉降高程，坝体填筑时需预留坝高的0.5%～1.0%为沉降超高。填筑过程中每上升一层必须对分区边线进行一次测量，并绘制断面图。施工期间定线、放样、验收等测量原始记录全部及时整理成册，提交归档，竣工后按设计和规范要求绘制竣工平面图和断面图。

2.3 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、次堆石和低压缩区料全部采用进占法填筑。自卸汽车卸料后，采用推土机摊料平整，摊铺过程中对超径石和界面分离料采用小型反铲配合处理，垫层料、过渡料由人工配合整平，每层铺料后检查铺料厚度，确保厚度满足要求。

2.4 洒水

一般采用坝面加水和坝外加水等方式，具体根据不同施工条件布置。洒水主要是为了能充分湿润石料，以便在振动碾强烈激振力的作用下，使块石相互接触部分棱角被击碎从而减少孔隙率，细料充填空隙，以增加碾压的密实度。洒水量以碾压试验结果确定，对于有风化岩的掺配料，适当增加洒水量，以便使掺配的风化岩料提前湿润软化。

2.5 压实

垫层料采用20t振动碾进退错距法碾压，主、次堆石料、过渡料和砂砾石料采用26t振动碾碾压。振动碾一般沿平行坝轴线方向行进，靠近岸坡、施工道路边坡处除增加顺向碾压外，多采用液压振动夯加强碾压。主、次堆石料碾压采用进退错距法，错距由振动碾宽度和碾压遍数控制，当振动碾宽度为2m、碾压遍数为8遍时，错距一般为25cm。坝坡接触带等大的碾压设备无法到位的区域，采用小型手扶式振动碾或液压振动夯加强碾压。

3 坝体分区填筑、碾压施工方法

3.1 坝体分区填筑顺序

坝面填筑作业顺序多采用“先粗后细”法，即主堆石区→过渡层区→垫层区。铺料时必须及时清理界面上粗粒径料，且不增加细料用量，有利于保证质量。上下游的主次堆石区料采用进占法铺料，用振动碾碾压，接缝处采用骑缝碾压。

3.2 分区填筑作业施工方法

3.2.1 主、次堆石区填筑

主堆石区的填筑料由自卸车运输卸料，进占法填筑，卸料的堆与堆之间保留60cm间隙，采用推土机平仓以使粗径石料滚落底层而细石料留在面层，超径石尽量在料场解小。碾压时采用错距法顺坝轴线方向进行，低速行驶(1.5km/h～2km/h)，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采用碾压试验确定参数施工。铺筑碾压层次分明，做到平起平升，以防碾压时漏碾欠碾。在岸坡边缘靠山坡处，大块石易集中，宜选用石料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。

3.2.2 过渡层料填筑

过渡料填筑前，必须把主堆石料上游坡面大于30cm的已分离块石清除干净。过渡料填筑时自卸汽车将料直接卸入工作面，后退法卸料，倒料顺序从两边向中间进行，以利流水作业。过渡料用推土机推平，人工辅助平整，铺层厚度等按规定的施工参数执行，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，采用振动碾碾压，碾压行走方向顺坝轴线。

3.2.3 垫层料的填筑

垫层、过渡层与相邻5m范围内的堆石体平起填筑，按一层主堆石、二层过渡层和垫层平起作业。同一平面上按主堆石→过渡料→垫层料的先后顺序填筑。垫层料在砂石骨料加工场掺和完成后，采用自卸车运卸到垫层区，按碾压试验确定的参数，顺坝轴线方向后退法卸料，用推土机辅以人工整平，填筑时上游边线水平超宽20cm～30cm，铺筑方法基本同过渡区料，并与同层过渡料一并碾压。碾压时顺坝轴线方向，振动碾距上游边缘的距离不宜大于40cm。

垫层料铺筑前剔除过渡层与垫层料接触面上大于20cm的离散石块，严格保证垫层的设计水平宽度。填筑时，同一层垫层面略高于下游面，防止雨水冲刷上游垫层坡面，两岸坡部位在雨季采取堵排措施，防止两岸坡集水冲刷破坏垫层料。

3.2.4 下游块石护坡填筑

下游坡面块石护坡随坝体上升逐层砌筑，由15t自卸汽车将经挑选合格的块石运至填筑层，卸在靠近坝坡边缘的填筑面上堆成条带状，用推土机将其推至坝坡边缘，砌筑时先铺砌两侧，再铺砌中间部分。

各层的护坡块石与同层的堆石料交替铺筑。干砌块石内侧的堆石料随砌体分层填筑，层厚通过实验确定，采用震动夯压实。砌筑前，由人工配合反铲将坝体未压实的堆石料清除。

3.2.5 坝前铺盖和盖重填筑

铺盖料的填筑是在一期面板施工和帷幕灌浆完毕后进行。首先清除残留石块等杂物后，盖重区和铺盖区同时近似水平(向上游方向0.5%的坡度以利于向上游排水)地连续分层平起填筑，同一平面上按铺盖区→盖重区的先后顺序填筑。

3.2.6 坝顶填筑施工

坝顶填筑施工包括细石填料和坝顶公路垫层填筑，在防浪墙混凝土达到设计强度后进行。首先进行下部细石填料的施工，施工方法与垫层料施工相同。

填筑前，先将坝顶面杂物清除干净，并碾压密实。采用后退法进料，推土机辅以人工摊铺，摊铺整型后，立即进行碾压，直线段由两侧向中心碾压；超高段，由内侧向外侧碾压；每道碾压与上道碾压重叠20cm～30cm，碾压采用光面振动碾碾压。

4 坝体填筑应注意的几个问题

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。

4.2 坝体与岸坡接合部的填筑

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。

4.3 干密度的控制

对确定的填筑材料，影响干密度的主要因素有坝料的含水量、铺填厚度和碾压遍数，碾压遍数根据碾压设备每次进尺宽度确定。由于人工洒水的不均匀性，机械设备故障、铺填厚度的影响，虽然保证了施工工艺，但不一定能控制填料的干密度，应根据现场碾压试验报告分析，找出干密度与碾压后沉降度的关系，以控制沉降率来获得所需的干密度。在填筑坝面上，每20m×20m布置一个测点，测量铺料厚度及碾压前后的沉降量，现场计算沉降率，对不合格的部位随时进行减薄层厚与补碾处理，效果良好。