CCS水电站混凝土面板堆石坝填筑施工

2016-08-07陈振强，程斌，孙启云

四川水力发电 2016年5期

关键词：堆石坝边墙石料

陈振强，程斌，孙启云

(中国水利水电第十工程局有限公司三分局，四川都江堰 611830)

CCS水电站混凝土面板堆石坝填筑施工

陈振强，程斌，孙启云

(中国水利水电第十工程局有限公司三分局，四川都江堰 611830)

结合CCS水电站调节水库混凝土面板堆石坝工程实际情况，设计出合理的施工方案，重点叙述了料场开采规划、填筑施工顺序及原则、所采取的施工方法以及施工质量控制措施。

混凝土面板堆石坝；坝体填筑；施工；CCS水电站

1 概述

CCS水电站调节水库混凝土面板堆石坝位于Coca河右岸的Granadillas 支流上，该流域气候湿润，相对湿度大于90%，气温相对稳定，最高温度为30 ℃，最低温度为15 ℃。该地区降雨频繁，平均年降雨量为5 500～7 700 mm。调节水库面板堆石坝长132 m，最大坝高54 m，坝顶宽度为10 m，大坝上游坝坡坡比为1∶1.4，下游坝坡坡比为1∶1.8，库容为88万m3。

坝体结构共分八个区(图1)，从上游往下依次为盖重区(1A)、粉细砂铺盖区(1B)、垫层区(2A)、特殊区垫层料(2B)、过渡区(3A)、主堆石区(3B)、次堆石区(3C)和下游坝面干砌块石(3D)。另外，在大坝上游增设了低压缩区，设计在面板底部即垫层料迎水面剖面上采用挤压式边墙作为垫层料坡面保护措施。调节水库面板堆石坝填筑方量约为43万m3。面板堆石坝典型断面见图1。

图1 面板堆石坝典型断面图

2 料源规划

根据CCS水电站调节水库混凝土面板堆石坝坝料规划，主堆石料(3B)和次堆石料(3C)需要在G2(位于调节水库进场道路K18+150～K18+750右侧)料场开采。G2料场长约550 m，宽约450 m，岩石主要为花岗闪长岩，规划开采储存量为84万m3，料场采剥比为1∶0.85 。过渡料取自调节水库进场道路8#料场制备；垫层料(2A)由砂石厂加工；覆盖料(1A)取自砂石厂沉淀物，在砂石厂收集堆放；上游面板覆盖料(1B)取自引水隧洞洞渣料(进场道路26 km处渣场)。

3 坝体填筑施工顺序及原则

3.1 各区填筑顺序

调节水库大坝填筑之前，首先完成大坝1 180 m高程以下部分排水体料的填筑，然后大坝的填筑分上游、中部和下游三区进行。综合考虑填筑量、填筑难度以及相互之间的影响程度，先行填筑中部区域。上游区域的填筑根据上游2A、2B和3A区域的填筑速度及时跟进，尽量与中部区域同步上升。下游区域的填筑根据下游3D区大块石护坡的进度及时跟进，尽量与中部区域同步上升。在各区中，沿坝轴线方向分层、分条带进行填筑。对于1 220 m高程以上区域，考虑到填筑施工场地要求，各区同步上升。为保护上游填筑边坡在面板施工前免受雨水冲刷破坏，对于上游边坡，采用混凝土挤压边墙。

3.2 填筑原则

(1)坝体填筑前，首先对基础面进行清理并验收，验收工作包括：基础面地质编录，地质勘探所留坑、洞的回填处理，基础面内积水的排除等工作并提前完成坝料碾压试验，确定填筑施工参数，对设计指标进行复核。

(2)垫层料、过渡料和一定宽度的堆石料填筑宜同步施工。坝面保持均匀上升，堆石料可分区、分期填筑，其纵、横坡面上均可布置临时施工道路。

(3)对于同一填筑层，较粗一级的填筑料不能侵占相邻较细一级的填筑料断面。

(4)对于与岸坡接触部位的坝料，应尽可能选用相对较细的坝料，避免较大块石集中。

(5)坝体堆石区纵横向接坡采用台阶收坡法施工，台阶宽度不小于1 m。各碾压段之间的搭接宽度不应小于1 m，所有利用振动碾碾压的坝料原则上均采用顺坝轴线方向进退压缝搭接施工，压缝搭接的宽度不应小于20 cm；在相邻分段处搭接碾压，搭接宽度不小于2 m。

(6)对岸坡、特殊垫层料及垫层料的边角、堆料和坝肩相接处等振动碾无法碾压的边角，采用BW75手扶式振动碾和蛙式打夯机进行补充碾压。

(7)在施工过程中，对坝体坡面因雨水冲刷、塌滑形成的局部范围需进行二次补填，所用填料应比原设计要求的填筑坝料略细，采用薄层轻碾或人工夯实。

3.3 坝料生产性试验

为获得坝体填筑施工控制的最优参数，在大坝现场进行了各种坝料的生产性碾压试验，对不同坝料、不同层厚、不同孔隙率、不同洒水量等进行了相关的碾压试验。通过现场生产性试验和规范控制参数，确定了各种坝料填筑施工工艺及设计压实控制参数(表1)。

表1 各层填筑料压实控制参数表

4 坝体填筑施工

大坝填料采用20 t自卸汽车运料上坝，采用SD32推土机平料或CAT329反铲铺料，局部人工配合，按试验要求加水后，用BW216振动碾振动平碾；对于靠近岸坡、碾压不到的部位，采用BW75手扶式振动碾和蛙式打夯机进行碾压，现场取样作干密度、孔隙率及渗透试验，待检验质量满足要求后方可进行下一层的施工。

4.1 垫层料、特殊垫层料的填筑

垫层料运输上坝采用后退法卸料，人工配合CAT329反铲平料，BW216振动碾振动平碾。

特殊垫层料是趾板与面板连接的重要结构。特殊垫层料上游坡面采用混凝土挤压边墙保护，填料应在同层挤压边墙混凝土浇筑完成后填筑。

4.2 过渡料的填筑

过渡料的填筑需由人工辅以整平，厚度应符合设计标准。将接缝处超粒径块石清除至下游主堆石区，保证主堆石区料不占过渡区料的区域，过渡区料不占垫层区料的区域。整平后与垫层区料一并碾压，碾压顺坝轴线方向按规定的洒水量、遍数、频率、厚度及行走速度控制进行。

4.3 主堆石料、次堆石料的填筑

填筑质量标准。堆石料碾压后应具有良好的级配，级配范围应符合设计要求，按相关规定堆石料最大粒径不得大于80 cm，粒径小于5 mm的颗粒含量不得超过20%，粒径小于0.075 mm的颗粒含量不超过5%，主堆石料填筑压实后的干密度不低于1.91 g/cm3，孔隙率不超过24%，堆石碾压后应能自由排水。

填筑采用进占法施工，以使粗径石料处于中下层，从而有利于平整和碾压。平料时，在工作面两侧设置填筑层厚(80 cm)标志杆，严格控制铺料厚度。当满铺且平整后洒水(采用水表控制加水量)，振动碾碾压时采用整轮错距法顺坝轴线方向进行，将振动碾行走速度控制在2.5 km/h以内，振动频率为20～30 Hz。铺料碾压要层次分明，作业面保持基本水平，以防漏压欠压。

在上游面板与过渡区接缝处，要与过渡区及垫层区同步进行填料，即每填一层主堆石料，应同时填筑两层垫层料和过渡料并做好各接缝处的界面清理工作。

4.4 坝后块石护坡施工

坝下游块石护坡应选用大块石，尺寸不小于80 cm并要求坡面砌筑外观平顺。护坡随坝体上升逐层砌筑，外缘与设计图纸的误差不超过±10 cm，各层的护坡块石与同层的堆石料采用交替铺筑的方法进行。

4.5 混凝土挤压边墙施工

混凝土挤压边墙呈梯形断面，上游坡度同坝坡，均为1∶1.4，下游坡比为8∶1，顶宽10 cm，底宽71 cm，每层厚度为40 cm。边墙挤压采用由陕西水利机械厂生产的BJY-40挤压机，在上游面形成一道边墙，超前一个碾压层厚度逐层上升，每层边墙的成型速度约为50～60 m/h，成型2 h后，其下游侧垫层料即可铺压。