金平电站堆石坝施工技术与质量控制要点

左凤霞 杨贵崇 王腾飞 朱金成

金平电站堆石坝施工技术与质量控制要点

左凤霞 杨贵崇 王腾飞 朱金成

堆石坝一般以当地材料做为填筑料，坝体结构相对简单，受气候影响小，有利于施工工期控制。但为了保证坝体运行稳定、安全，在施工中采用合理的施工方法和措施是保证坝体质量的关键，同时在施工过程中要加强质量控制，尤其对关键部位、区段的质量控制，只有通过有效、严格的过程质量控制，才能保证坝体整体施工质量。

堆石坝 过渡料 碾压试验 填筑 质量控制

金平水电站沥青混凝土心墙堆石坝坝顶高程3 093.50 m，坝顶设L形防浪墙，墙顶高程3 094.70 m，坝顶宽10.0 m，坝顶总长268.0 m，地上最大坝高91.5 m，大坝最大底宽332.2 m。坝体主要由沥青混凝土心墙防渗体及坝壳堆石料组成，沥青混凝土心墙上、下游侧各设1道碎石过渡层，过渡层与堆石体交界面的坡度均为1∶0.05。在沥青混凝土心墙下游河床及覆盖层岸坡上设1.0 m反滤料对河床及岸坡进行反滤保护。在心墙底部设钢筋混凝土垫座，垫座与沥青混凝土心墙连接，并设2道止水铜片。

1 坝体填筑施工工艺

在坝基与两侧岸坡验收合格、相关混凝土项目完成、基坑截流相关覆盖层清理验收合格后进行坝体填筑。填筑前先对坝体进行分区，上、下游分主堆石区、过渡Ⅰ区和过渡Ⅱ区，上游迎水面和下游边坡与坝体连接位置还有反滤区。根据设计结构将坝体划分区域后，在填筑前为满足流水作业将不同填筑区域划分成几个施工单元，在各个单元内依次完成测量控制、坝料运输、卸料摊铺、洒水与碾压以及检验等工序，要用灰线标识清楚，制定好流水施工线路，避免施工混乱出现质量缺陷。

2 坝体填筑主要施工方法

2.1 坝体填筑顺序

坝体填筑采用先粗后细的顺序进行填筑，即由主堆石区到过渡区方向。施工前填筑基面要进行清理或处理，验收合格后进行基础面反滤料填筑，然后填筑主堆石区填筑料，再填筑过渡Ⅰ区和过渡Ⅱ区、边坡反滤料，坝体相同高程区段不同填筑料要同时填筑，或基本保持一致，原则上控制在2个结构层内；施工过程中保持上游面略高，防止雨水冲蚀，同时便于观测仪器埋设。施工前要对整个坝体上坝道路及上坝路回填方案进行规划，满足车辆顺畅运输要求。

2.2 坝体填筑料设计指标要求

金平大坝各种填筑料设计要求：坝体堆石料上游要求压实后孔隙率不大于23%，干密度玄武岩不小于2.23 g/cm3，玄武岩-板岩等混合料不小于2.15 g/cm3，最大粒径不大于80 cm;下游要求压实后孔隙率不大于22%，干密度玄武岩不小于2.26 g/cm3，玄武岩-板岩等混合料不小于2.18 g/ cm3，最大粒径不大于60 cm；加工的垫层料和反滤料超径颗粒含量不大于3%，逊径颗粒含量不大于5%，针片状颗粒含量不大于10%；加工的过渡料颗粒级配应连续，过渡Ⅰ区料最大粒径40 mm，小于5 mm的颗粒含量25%～40%，小于0.075 mm的颗粒含量不大于3%；过渡Ⅱ区料最大粒径80 mm，小于5 mm的颗粒含量25%～40%，小于0.075 mm的颗粒含量不大于5%；压实后孔隙率不大于20%，干容重不小于21 kN/m3；过渡层应满足心墙与坝壳料之间变形的过渡要求，且具有良好的排水性和渗透稳定性，满足承载力要求；上、下游堆石区填筑时洒水量为10%，负温下可不洒水。2.3碾压试验

坝体各种填筑料施工前必须进行现场碾压试验，试验区可选择已划分好的一个或几个单元进行现场生产性碾压实验，如果碾压合格试验用料可做为永久料保留，不合格待试验完成后进行清除。在现场进行了天然状态填筑料松铺厚度为80、100、120 cm的3场碾压试验，每种厚度碾压遍数为8、10、12遍。从碾压试验得知，加水量10%的压实干密度较天然状态增加了0.01 g/cm3，加水量15%的压实干密度较天然状态增加了0.02 g/cm3，虽碾压后压实干密度随加水量增加而增加，但变化不是很明显；加水量10%的孔隙率较天然状态降低了0.7%，加水量15%的孔隙率较天然状态降低了0.8%，其变化亦不是很明显；沉降率是随加水量的增加而增加，但加水量增加到一定的时候，其变化不很明显。最终确定上游采用摊铺厚度100 cm，下游采用摊铺厚度80 cm，加水量控制在10%，碾压遍数10遍。

2.4 施工测量控制

施工控制网采用三等控制网控制，坝轴线按四等测角网精度要求，高程按三等水准精度要求。施工前先对坝体轮廓进行放样，测量范围包括坝基和开挖边线以外10 m，待完成清基和消坡后进行控制测量放样，平面及高程限差±50 mm控制，施工过程中每层对坝体轮廓进行测量定线、放样与检查，并绘制平面及断面图，每填筑2～3 m高度，进行一次坝坡边线测量和坝体分界测量，并绘制于断面图中，施工中加强对控制桩的保护，对各种测量成果及时归档，定期对控制网进行复核。

2.5 坝体填筑料摊铺

坝体填筑料摊铺方向平行于坝轴线方向进行摊铺，采用进占法卸料，颗粒可上细下粗，平面上尽可能均匀，铺料时避免颗粒分离，卸料交接处避免大料石集中，超径石要解小或剔除；垫层料和过渡料采用后退法卸料，分离部位要挖除；同层面高程堆石料、垫层料与过渡料同时摊铺，上游坡面垫层料要超填30～50 cm，以便斜坡碾压后的坡面满足设计线要求。填筑料纵、横向接坡采用台级收坡法施工，台级宽度不小于1.0 m。

2.6 坝体填筑料碾压

坝体采用按照碾压试验确定的碾压设备配置和碾压参数进行碾压，碾压方法采用进退错距法，错距按25～30 cm控制；碾压方向按顺坝轴线方向行驶，与岸坡结合处采用平行岸坡方向进行碾压；分段碾压时分段之间碾迹要搭接，搭接宽度不小于1.0 m；碾压机械行驶速度按试验确定的1.5 km/h控制；碾压分区、层次要分明，做到平起平升，防止漏碾；碾压时严格按碾压试验确定的碾压遍数进行碾压，严禁漏压、欠压；对岸坡及边角振动碾碾压不到位的部位，采用小型手扶式振动碾或夯机进行补充碾压夯实；碾压过程中如果出现堆石料侵占过渡料区现象，要及时清除堆石料换填过渡料后再碾压；如碾压后堆石区由于细颗粒集中（或含泥量高）造成橡皮式填筑层，要及时挖除并换填合格料进行重新碾压，直到合格。

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