滩坑水电站混凝土面板堆石坝填筑施工.pdf

冯毅军， 滩坑水电站混凝土面板堆石坝速 鱼堑 2 1 表 I 坝体填筑技术指标 名称 小 区料 垫层料 过渡料 主堆 石 次堆石 砂 砾石 干密度( g ， c m ) 2 ． 2 1 6 2 ． 2 1 6 2 ． 1 4 3 2 ． 1 2 ． 0 5 2 ． 1 8 孔隙率( ％) 1 7 1 7 1 9 2 0 2 2 1 7 ． 5 渗透系数( c m／ s ) l x 1 0 ～ 1 x l O 4 l x l O ～ l xl 0 - 4 l x l O ～ l x l O l x l O - l ～ 1 I x l O - I ～ I x 1 0 - 2 铺 层厚度 ( c m) 2 0 4 0 4 0 8 0 1 0 o 8 0 最 大粒径 ( c m) 4 8 3 0 8 0 1 2 0 6 0 洒水量 ( ‰体积 比) 1 0 - 2 0 1 0 1 0 ～ 2 O 1 5 - 2 0 1 0 - 2 0 1 0 碾压机具及遍数 平板振 动碾 8遍 B W2 2 5 D - - -- 3碾压 8遍 Y Z T 2 2碾压 8遍 YZ T 2 2碾压 8遍 Y Z T 2 2碾压 8 遍 Y Z T 2 2碾压 8遍 行车速度 ( k m ／ h ) 1 ． 5 ～ 2 1 ． 5 2 1 ．5 - 2 1 ． 5 - 2 1 ．5 - 2 图 2 大坝填筑工艺流程 孔 、 平硐 、 陡坡 、 杂物 、 夹层 和破碎 带进行 处理 ， 接地 及 观测设施等完成后 ， 经验收合格方可填筑。然后根据填 筑料 的不 同分区 ， 测量确定 各填筑 区的交 界线 ， 用 石灰 线做好标识 ，并 制备不 同高度的层厚标 志杆作 为填筑 层厚标志物 。 3 _ 3 ． 2 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 采用进 占法 填 筑 。小 区料 、 垫层料 、 过 渡料及 两岸接坡 料 由人工配合 反铲挖掘机平仓 整平 ， 其他用推 土机整平 ， 摊铺过程 中 对超径石 和界 面分离料采用反 铲挖掘机 配合处理 。在 铺料过程 中 ， 严 格按照分 区石灰线铺 设 ， 厚 度按照层厚 表 2 大坝填筑分期情况 填筑分期 施 工 时段 ( 年月 ． E t ) 工程面貌 施工期( 月 ) 平均强度 ( 万 m3 ／ B ) I 期 2 0 O 5 ． 1 2 ． 1 4 — 2 o 0 6 ． 3 ． 3 0 坝前 5 0 m填筑到 3 0 m高程， 其余填筑到 3 7 m高程 3 ． 5 2 0 ．O Ⅱ 期 2 0 o 6 ． 1 0 ． 1 — 2 o o 7 - 4 ．2 5 坝前临时断面填筑到 9 8 m高程， 其余填筑到 7 5 m高程 6 ． 8 5 9 ． 5 Ⅲ期 2 O o 7 ． 4 ． 2 6 ～ 2 0 0 7 ．7 - 2 O 坝前临时断面填筑到 1 1 5 m高程， 其余填筑到 9 4 m高程 2 ． 8 4 6 ． 9 Ⅳ期 2 o 0 7 ． 7 ． 2 1 ～ 2 o o 7 ． 9 - 3 0 坝前临时断面填筑到 1 2 3 m高程， 其余填筑到 l 1 5 m高程 2 - 3 4 1 ． 2 V期 2 0 ( ) 7 ． 1 O ． 1 ～ 2 o o 8 ．2 ．2 8 大坝全断面填筑到 1 4 0 m高程 5 2 5 ． 5 Ⅵ期 2 0 o 8 - 3 ． 1 ～ 2 o 0 8 ． 7 -3 l 大坝全断面填筑到顶 5 1 4 ． 7 标 志杆进行控制 。 3 ． 3 ． 3 洒水 洒水采用坝面和坝外加水相结合的方式，洒水量以 在水管接 口处接装流量计进行控制 。在大坝上下游主要 上坝道路上设置坝外加水站 ，对运输石料的车辆在进入 坝体前先进行坝外预加水 ， 以湿润堆石料 ， 坝外加水量一 般按 1 0 ％控制。 上坝卸料经平料后再进行二次加水 ， 坝面 洒水采用坝内预埋水管，用高压供水水泵直接供水到坝 面填筑料中， 另外有洒水车配合进行洒水， 洒水量根据碾 压试验结果确定 ， 对于有风化岩 的掺配料 ， 在料场增加一 次洒水 ， 使掺配的风化岩料提前湿润软化 ， 以减少风化岩 料 的后期变形。 冯毅 军／ 滩坑水电站混凝 土面板 堆石坝填筑施工 3 - 3 ．4 填筑顺序及方法 坝面填筑作业顺序采用“ 先粗后细” 法。上游区填筑 顺序为 ： 主堆石一过渡料一垫层料+ 一 周边小区料 ， 为保证 质量 ， 铺料时必须及时清理界面上粗粒径料( 见 图 3 ) 。坝 心砂砾料采用后退法铺料 ，先填砂砾料 ，再填上下游 的 主、 次堆石料 ， 接缝处采用骑缝碾压 ( 见图 4 ) 。 1 8 0 — +8 0 — + 8 0 ——L f —】L 4 0 l 8 0 图 3 上游区“ 先粗后细” 法铺料顺序( 单位 ： c m) 1 、 2 ⋯为填筑顺序 ／ ／ 3 。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。 8 ＼ — — 1 2 ／ 1 7 7 ＼ 5 7 _—— ／ Ⅲ B／ B I D l 2O 1 2O 图 4 坝心砂砾 区铺料顺序( 单 位 ： e m) 1 、 2 ⋯为填筑顺序 3 ． 3 ． 4 ． 1 主堆石 、 次堆石填筑 堆石 区的填筑料由 自卸车运输卸料 ， 进占法填筑 ， 卸 料堆与堆之间保 留 6 0 c m间隙 ， 用 推土机平仓 ， 以便 于粗 径石料滚落底层 而细 石料 留在 面层 ，利于碾压 。采用 Y Z T 2 2牵引式振动碾 ，碾压时采用错距法顺坝轴线方 向 进行 ， 低速行驶 ( 2 k r n ／ l 1 ) ， 错距 由振动碾碾子宽度 和碾压 遍数控 制 ， 当振动碾碾子宽度为 2 m、 碾压遍数为 8 遍 时 错距一般为 2 5 e m。 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 ． 0 m， 铺料层厚及碾压遍数严格按 照碾压试验确定的参数施工控制 ， 铺筑碾压层次分明 ， 做 到平起平升， 以防碾压时漏碾欠碾。在靠近岸坡处 ， 大块 石易集 中，故岸坡周边选用粒径较小且级配 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 ． 3 ． 4 ． 2 坝心砂砾石填筑 当大坝填筑到 5 4 m高程 以后 ， 在坝心部位铺一层 2 m 厚的反滤料 ， 然后开始填筑砂砾石料 ， 砂砾料从坝址上下 游河道的近坝料场 中开采 ， 开采过程中剔除 6 0 c m以上粒 径的漂石 ， 由 自卸车运输 ， 后退法卸料填筑 ， 采用推土机 平仓， 该部分料不考虑坝外加水， 铺料后直接在坝面上洒 水碾压 ， 采用 Y Z T 2 2 牵引式振动碾 ， 碾压时采用错距法顺 坝轴线方 向进行。 碾压工艺要求与堆石区相 同， 铺筑碾压 层次分明 ， 并与上下游侧 的堆石 区做到平起平升 ， 接缝处 进行骑缝碾压。 3 - 3 ．4 ． 3 过渡料填筑 该 区料最大粒径为 3 0 c m，超径料在料场及 时解小 ， 填筑时 自卸汽车将料直接卸人工作面 ， 后退法卸料 ， 倒料 顺序可从两边 向中间进行 。 过渡料用推土机推平 ， 人工辅 助平整 ，铺层厚度等按规定执行 ，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 ， 碾压 采用 Y Z T 2 2 牵引式振动碾 ， 顺坝轴线方 向来 回行驶。 3 ． 3 ． 4 ． 4 垫层料填筑 垫层 料填筑前 ，必须 把过渡料上 游坡 面所有大于 8 c m的已分离的块石清 除干净。垫层料的最大粒径不大 于 8 c m，该部分料 由黄砂与级配碎石料在拌料场拌制而 成 ，用 自卸车运卸到垫层 区，然后用推土机辅 以人工整 平 ， 填筑时上游边线水平超宽 2 0 ～ 3 O c m， 并与同层过渡料 一 并碾压 ， 碾压时顺坝轴线方 向行驶 ， 振动碾距上游边缘 的距离不宜大于 4 O c m 。洒水量、 碾压遍数 、 层厚及行走速 度按规定控制。 3 ． 3 ． 4 ． 5 周边小 区料填筑 周边小 区料的最大粒径不大于 4 c m，该部分料 由黄 砂与人工碎石料 在拌 料场拌制 而成 ，细颗粒采用小 于 5 ra m的人工砂 ， 粗颗粒料采用 0 ． 5 4 c m的轧石骨料 ， 周边 小区料级配曲线必需满足设计包络线和规范要求 。周边 小区料 的加工量按需要拌制 ， 尽量少堆存 ， 采用专门场地 堆放 ， 不得与其他料混合 ， 不得分离 ， 更不 能混入粘土和 有机杂质。 周边缝处的填筑保证规定 的宽度 ， 严格控制铺 料厚度 、 碾压遍数及加水量 ， 对于手扶小型振动碾碾压不 到的部位 ， 辅 以人工夯实 。 3 ． 4 坝体填筑结合部处理 3 ． 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 ， 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 1 m 3 反铲 冯毅军／ 滩坑水 电站混凝土 面板堆石坝填 筑施 工 挖土机或推土机清除 ， 保证主堆石 区不侵 占过渡区、 过渡 区不侵占垫层区。 3 ．4 ． 2 坝体与岸坡结合部的填筑 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。 3 ． 4 ． 3 坝体分期结合部及坝后道路填筑施工 坝体分期接合部位及预留斜坡道 ，存在一定宽度半 压实状态的松散料 ， 在下一期填筑时必须加 以处理 ， 主要 采用推土机削坡方式处理 ， 在后填筑 区填筑每层新料时 ， 靠近先填筑体边坡处留一沟槽 ，推土机在新填筑层上部 削坡 ， 把原半压实状态的松散料清除到预留沟槽 内 ， 同时 补充部分细料 ，削坡宽度视先填筑层半压实体的宽度情 况 ， 一般为 1 ． 0 ～ 2 ． O m， 然后采用振动碾顺边坡方向骑缝碾 压结合部 ， 随着后填区的升高逐层进行削坡处理 ， 依次边 削边填边碾压到顶部。 4 质量控 制 4 ． 1 坝料质量控制 坝料的质量从料场及坝面两地控制 ，以料场控制为 重点 ， 将不合格料控制在料场 ， 保证不合格料不上坝 。在 挖装时实行分选挖装 ， 不合格料不装车； 为避免粗粒料集 中装车 ， 采用 挖掘机进行翻拌 ， 并剔出超 径石进行解小 ， 保证上坝料级配均匀合理 ；料场上设置填筑料种类标 志 牌 ， 运输车辆也挂标志 ， 相互对应 ， 以免装混 ； 进入填筑区 的车辆轮胎在坝外经水槽清洗 ，以免夹带泥土等杂物入 内； 坝面上安排专人指挥车辆卸料 ， 对不合格料要坚决挖 除并倒到指定地点 。 4 ． 2 填筑碾压质量控制 按设计要求及碾压试验确定 的参数 ， 进行铺料 、 填筑 碾压， 严格控制铺层厚度及平整度， 避免超厚或过薄； 对 填筑区内及分 区交界面上 的超径石及时进行处理 ；控制 好坝料的加水量 。在坝体填筑中， 以控制碾压参数为主 、 “ 试坑法” 检测为辅的“ 双控法 ” 进行质量控制 ， 控制好振 动碾的行走路线和速度 ；加强特殊部位及搭接带 的碾压 质量控制 ； 加强冬季 、 雨季 的质量控制 。 4 ． 3 质量检测 在加强施工质量控制的同时 ，该工程委托第三方试 验室对坝体填筑质量进行试验检测 ， 经过取样检测 ， 各填 筑料 的施工质量均满足设计要求。 5结语 混凝土面板堆石坝因其充分利用当地材料 、 投资省、 旌工方便等诸多优点 ， 近年来发展迅速 ， 在施工过程 中新 工艺 、 新方法得到不断推广和运用。 滩坑水电站面板堆石 坝填筑施工 ， 通过严格控制坝料质量 、 碾压工艺和加强细 节控制 ，取得 了良好 的填筑质量 ( 大坝填筑共评定 1 4 9 1 个 单元 ， 质量全 部合格 ， 其 中优 良 1 3 6 8 个单元 ， 优 良率 9 1 ．7 5 ％； 截至 2 0 0 9 年底 ， 坝体的最大沉降量为 8 6 ． 8 e m， 为 坝高的 0 ． 5 3 ％， 远小于技术警戒值 1 ％) ， 为面板堆石坝的 施工积累了丰富的经验。△ ( 上接第 1 2 页) 形的大小主要取决于岩体流变特性 。 对于含砾砂岩 、砂岩和泥质砂岩而言 ，岩体变形 的 “ 时间效应” 较小 ， 时间效应曲线衰减也较快， 如砂岩 2 0 天后 ， 围岩变形速率小于 0 ． 1 m m ／ d ， 并 已接近稳定或基本 稳定 。也就是说 ，当隧洞开挖距掌子面 3 0 m时需 时间约 2 0 天 ， 此时进行永久衬砌 ， 衬砌所承受的围岩压力已经很 小 ，埋设 在 2 + 7 2 0 桩号 的多点位移计监测结果就可以证 明这一点。 该仪器显示衬砌后 ， 衬砌只承受了 0 ． 1 2 m m的 剩余变形 。 对于砂质泥岩与泥岩而言 ， 由于流变效应较大 ， 开挖 至 5 ． 0 倍洞径距离后 ，尽管空间效应引起的变形已经完 成 ， 但仍有较大“ 时间效应 ” 引起的变形 ， 这一变形如不加 以限制将会造 成极大的危害 ， 将使施工无法正常进行 ， 此 时也只能采取衬砌 的措施通过 。 基于上述分析 ， 从保证安全施工的角度出发， 输水隧 洞按“ 快衬砌” 的原则施工， 以永久性混凝土衬砌遏制有 害变形 的发展 ，为此要求施工单位严格开挖 3 0 ～ 5 0 m( V 类 围岩 3 0 m， I V ～ V类围岩 4 0 m， I V类围岩 5 0 m) 之后必须 要求施工永久性衬砌 ，开挖超过上述规定尚未进行永久 衬砌时停止掘进 ，待衬砌 至上述规定后方可允许继续开 挖作业 ，其次还对于变形较大部位采取增加衬砌结构厚 度或增加混凝土强度等级等措施。△