瀘定水電站大壩填筑的特殊問題及解決辦法

李明輝，楊作才

（中國人民武裝警察部隊水電第三總隊第九支隊，四川 成都 611130）

1 大壩設計概況

1.1 壩體填筑設計概況

瀘定水電站大壩為黏土心墻堆石壩，壩頂高程1 385.50 m，最大壩高81.5 m，壩頂長526.7 m，寬12.0 m，上、下游壩坡均為1∶2，填筑方量約730萬m3。心墻頂高程1 383.00 m，頂寬4.0 m，上、下游坡度均為1∶0.25。心墻上、下游側均設有反濾層，上游設兩層厚度均為3.0 m的F1、F2反濾層，下游設兩層厚度均為4.0 m的F1、F2反濾層。心墻上、下游反濾層與壩殼堆石間設過渡層，寬度均為12.0 m，與壩殼堆石接觸面坡度為1∶0.25。上、下游過渡層外側為堆石區，上游堆石區外設置上游壓重區。

1.2 灌漿廊道設計概況

灌漿廊道位于心墻高塑性黏土區內，由壩基河床段和右岸斜坡段組成。壩基河床段灌漿廊道坡度為0.5%，長231.42 m，樁號0+052（現場實際地形）～0+308.17，起坡點底板高程1 310.5 m，終坡點底板高程1 311.8 m，斷面凈空尺寸3.5 m×4.5 m（寬×高）；右岸邊坡斜坡段灌漿廊道長195.39 m，樁號為0+308.17～0+497.25，起坡點底板高程1 311.8 m，終坡點底板高程1 374.0 m， 斷面凈空尺寸3 m×4 m（寬×高）。

2 填筑過程中遇到的特殊問題及解決辦法

2.1 灌漿廊道混凝土施工與壩體填筑相互干擾問題

灌漿廊道位于壩體的高塑性黏土區內，其澆筑必須先于壩體填筑，且灌漿廊道混凝土澆筑完成后，表面需涂刷賽博絲防水堵漏劑，之后還需鋪設土工膜。而右岸斜坡段灌漿廊道無施工道路及平臺，只能將壩體填筑面作為施工道路及平臺，即斜坡段灌漿廊道澆筑時無法進行右岸心墻的填筑。因此，灌漿廊道混凝土施工與壩體填筑相互制約、相互影響。經過現場多次調整和試驗，摸索并確定了 “合理布置、靈活機動”的施工方針。即，在材料堆放方面，將鋼筋、腳手架等大件在加工廠制作好后臨時堆放于過渡料區，綁扎安裝時再采用吊車吊至倉面；模板、扣件等小件就近存放于斜坡面上，材料堆放量僅需滿足當天使用量即可；在斜坡面上采用反鏟修出一平臺，吊車置于平臺上吊裝鋼筋、模板等材料，不占壓填筑工作面，直至倉面準備好；混凝土澆筑采用泵車，泵車置于過渡料或反濾料填筑面上。采用這樣的布置方式后，廊道所用施工設備、材料均布置于反濾料、過渡料區，反濾料、過渡料區填筑進度比黏土快，故在每一段灌漿廊道施工過程中，黏土填筑均可連續進行，且反濾料、過渡料區先于黏土填筑，高程高于黏土區，可擴大設備的控制范圍。

2.2 廊道施工進度滯后影響壩體填筑速度問題

大壩填筑至1 340 m高程后，右岸斜坡段灌漿廊道的施工進度已無法滿足大壩填筑的施工進度要求，但大壩又不能停止填筑，因此只能將右岸一定范圍內的黏土心墻區及反濾區和左岸大面積進行分區填筑。根據設計要求，心墻本身鋪土面應盡量平起，以免在心墻區造成過多的接縫，若由于施工需要進行分區填筑時，其橫向接縫坡度不得陡于1∶3。在實際施工過程中，根據實踐經驗提出：①過渡料和堆石料可以連續上升，但反濾料和黏土料必須平起填筑，以保證黏土心墻區的有效填筑寬度；②考慮到黏土運輸車輛要進入右岸滯后填筑區，黏土心墻區及反濾區進行分區填筑的橫向接縫坡度應不陡于1∶8，最好是1∶10；③右岸心墻滯后填筑區的長度控制在50 m以上，以便卸料均勻，保證推平及碾壓質量。

2.3 下游壩料穿越心墻運輸問題

大壩填筑所用的石料場和反濾料料場均位于大壩上游，心墻防滲黏土料位于大壩下游，壩區右岸無跨壩運輸道路，右岸灌漿廊道的施工工期又非常緊，需要連續性施工，左岸雖然有0號跨壩運輸道路，但該道路承擔著國道318的通行任務，通行壓力非常大；并且填筑料若通過該道路運至上下游，工程成本將大大增加，施工進度也無法保證，且道路布置困難，安全隱患嚴重。因此，根據類似工程的施工經驗，瀘定水電站大壩填筑至1 324 m高程以上時采取了在壩面布置穿越防滲體的臨時道路的措施。

2.3.1 鋪筑壩料形成穿越防滲體臨時道路

此方案為原方案，穿越防滲體臨時道路由兩層組成，即50 cm厚的黏土料緩沖墊層和100 cm厚的過渡料路基、路面層。為了確保能大流量通車，黏土料緩沖墊層鋪設寬度為13 m，過渡料路基和路面層底寬12 m，頂寬10 m。為將穿心墻臨時道路對心墻區的影響降至最低，跨心墻臨時道路垂直于壩軸線布置，并延伸至上下游過渡料區。

穿越防滲體臨時道路應盡可能靠近兩岸布置（除埋設有大壩觀測儀器的位置和壩體集中受力區的位置），這樣可以將心墻區、反濾料區分為左右兩個填筑區，即左岸區和右岸區，先填筑面積較大區域，預留靠近岸坡的區域和臨時道路占壓部位，待另外一條穿越防滲體臨時道路形成后，再對預留的填筑部位進行填筑，這樣既不會對黏土填筑強度造成太大影響，又可以減少黏土心墻的橫向接縫數量，提高心墻填筑強度的均衡性。如果確實需要在壩體中部布置穿越防滲體的臨時道路，為了不過多減少黏土填筑面積，影響黏土料的上壩強度，可以先進行穿越防滲體臨時道路兩側的壩體填筑，最后進行穿越防滲體臨時道路占壓部位的填筑，即將心墻區分為左岸區、道路占壓區、右岸區三個區。與兩岸布置穿越防滲體臨時道路相比，中間布置臨時道路增加了一條橫向接縫，對大壩填筑質量控制不利。究竟采用哪種填筑方式，以穿越防滲體臨時道路布置位置一側心墻的填筑長度占總長度比例作為選擇依據，小于30%時，心墻分成兩個區進行填筑；大于或等于30%時，可在中間布置臨時道路，分三個區填筑。

穿越防滲體臨時道路隨著大壩的填筑在空間上不斷上升，高程范圍為1 323～1 380 m，大壩填筑過程中，控制相鄰的兩條穿越防滲體臨時道路的高差不大于3 m，且在平面投影上應錯開布置。

2.3.2 鋪設鋼板橋形成穿越防滲體臨時道路

鋪筑壩料形成穿越防滲體臨時道路的方案實施一個月后，發現該方案比較繁瑣，鋪筑道路時要嚴格控制所鋪料的厚度，鋪填時間較長，且在挖除時難以清除干凈，對大壩填筑干擾較大。因此對原方案進行了優化，采取鋪設鋼板橋形成穿越防滲體臨時道路的方案。鋼板橋采用特別定做的80 t全電子汽車衡面板，其面板鋼材為Q235，尺寸3 m×9 m×10 mm（寬×長×厚），焊接28號槽鋼作為肋骨，以降低面板的變形，增加其壽命。由于其寬度只有3 m，因此鋪設雙排方可保證車輛雙向通行。鋼板橋兩邊防滲心墻黏土和反濾料區每上升2層（約60 cm）后必須將其移換位置重新鋪設，以防止被鋼板橋占壓部位的黏土發生超壓。注意在鋪設前其底部松鋪50 mm厚黏土，以緩沖過往車輛對黏土防滲體的碾壓。該方案的優點是鋪設方便，移動靈活，既保證了施工進度，又節約了施工成本，還不會對壩料造成污染和對其他部位填筑造成施工干擾。

2.3.3 質量控制

在以上兩種穿越防滲體臨時道路移除清理后，必須對臨時道路占壓部位黏土層是否發生剪切破壞或出現超壓等情況進行判斷，必要時可挖坑檢查剖面結構，確保道路占壓部位黏土層的質量滿足要求。現場多次檢查試驗表明，臨時道路占壓部位未出現超壓情況，接縫部位亦未出現剪切破壞。

另外，在處理臨時道路占壓部位接縫時，必須將臨時道路兩邊橫向接縫處的坡面采用反鏟逐層削坡至壓實層，并且坡度不陡于1∶3，取樣檢測合格后，灑水、刨毛之后再鋪填新的黏土料。

2.4 如何確保臨時斷面接縫處施工質量的問題

瀘定水電站大壩有效填筑工期為9個月，總填筑方量約730萬m3，平均月填筑強度約81萬m3，高峰月填筑強度達110萬m3。若采取全斷面上升填筑，則無法達到在2011年4月底填筑至頂的進度目標，從而無法確保5月底具備下閘蓄水條件。因此，大壩填筑時采取臨時斷面上升、預留斷面跟進的辦法，以保證上游壩殼料、反濾料、黏土心墻料及下游反濾料、部分壩殼料的填筑強度和進度。預留下游部分壩殼料作為調節工作面填筑。

采取上述方法后，下游堆石料出現大面積的接縫，故需對接縫處嚴格處理，以確保施工質量。壩殼料接縫處理一般采取留臺法和削坡法兩種，本工程采取了削坡法，即采用反鏟削坡并挖出臺階，將松散或半壓實料和較大粒徑的塊石攤鋪至已壓實的層面上，臺階寬度控制在2 m以上，每層臺階厚度較新鋪層薄約30 cm，在新鋪層進行填料時，盡量選擇較小粒徑的塊石料，以確保搭接部位密實，防止出現大塊石架空、難以推平及碾壓不密實等質量缺陷。

3 結語

瀘定水電站大壩施工過程中遇到的問題都得到了很好的解決，確保了大壩安全度汛、按期蓄水，保證了大壩工程進度、質量、效益達標。其施工經驗可為其他工程提供參考，總結如下：

（1）黏土心墻堆石壩施工的關鍵部位是黏土心墻防滲體填筑，施工時要合理進行施工布置，其他項目施工的材料、設備等盡可能不占壓防滲體及反濾區，以保證黏土填筑連續，確保心墻防滲體填筑進度。

（2）心墻本身最好是通層平起填筑，若由于施工需要必須進行分區填筑時，橫向接縫處的坡度應盡可能放緩，且要經過嚴格處理，檢驗合格后才能進行新填料的鋪填。

（3）若由于施工需要，臨時道路必須穿越防滲體時，可以采取鋪設臨時鋼板橋方案，但必須及時更換鋪設位置（鋼板橋兩邊防滲心墻黏土和反濾料區上升2層后），以防防滲體被超壓或產生剪切破壞。

（4）為保證黏土防滲體施工進度滿足目標進度要求，可采取臨時斷面先行填筑上升，臨時斷面較窄時，可采取反鏟削坡臺階法進行接縫處理，在搭接部位填筑較小粒徑的塊石，保證搭接質量。

［1］SL 274—2001 碾壓式土石壩設計規范［S］.

［2］DL/T 5129—2001 碾壓式土石壩施工技術規范［S］.