巴山折線面板堆石壩關(guān)鍵施工技術(shù)問題的處理

摘 要：巴山水電站大壩為混凝土面板堆石壩，大壩高155m，為國內(nèi)首座折線型高面板壩。大壩于2006年12月18日開始填筑，2008年10月20日完成，歷時27個月，總填筑量510萬立方米。工程建設(shè)過程中，通過采取諸多切實有效措施，很好解決了施工面臨各類問題，確保工程建設(shè)進度和質(zhì)量，下面就幾項關(guān)鍵技術(shù)問題的研究處理進行介紹。

關(guān)鍵詞：巴山；折線；面板堆石壩；關(guān)鍵施工技術(shù)

1 工程概況

巴山水電站位于重慶市城口縣境內(nèi)，系漢江支流任河干流梯級開發(fā)規(guī)劃中確定的控制性骨干工程。電站為引水式，屬大（Ⅱ）類樞紐工程，電站裝機容量140MW，其中攔河壩為折線形高面板堆石壩，壩頂路面高程685.0m，最大壩高155.0m，壩頂長477m，壩體總填筑量510萬立方米。

工程于2005年12月開工建設(shè)，于2009年4月28日開始下閘蓄水，2009年6月1日首臺機組投產(chǎn)發(fā)電。

2 施工技術(shù)處理

2.1 折線壩施工

大壩壩址區(qū)地質(zhì)巖性為含礫凝灰質(zhì)巖屑砂巖，兩岸廣布崩坡積體，其中右岸分部于河床趾板頂上下游約350m，高程630～930，覆蓋層厚度1.3～23.8m；左岸分部在高程575～1190m，上下游最大寬度1150m，厚度一般5～20m，勘探揭露最大厚度33.7m。由于壩址區(qū)兩岸山坡覆蓋層不對稱，為使用趾板坐落在基巖上，同時避免深覆蓋層開挖帶來的邊坡穩(wěn)定問題，大壩軸線設(shè)計為折線（逆時針轉(zhuǎn)35°），具體見圖1。

2.1.1 壩基崩坡體清理

大壩右岸壩基范圍內(nèi)的崩坡積體厚度較薄，施工采用全部挖除處理。左岸崩坡積體范圍廣、厚度大，現(xiàn)場物理實驗剝離表層2～3m后的干密度為2.05g/cm3，變形模量40～50MPa，滲透系數(shù)2.453×10-2～7.061×10-1。經(jīng)三維有限元計算，覆蓋層全部挖出和清理表層2～3m壩體沉降、應力、應變增加量不大。施工采用了左岸崩坡積體清除表層2～3m。為確保開挖后邊坡穩(wěn)定，清理采用邊填、邊挖，每次開挖的高度控制在10m左右。在主堆料填筑前，先在岸坡接觸面先鋪設(shè)水平寬度0.8m墊層料+水平寬2.0m過渡料作為反濾。

2.1.2 壩體填筑

面板堆石壩上游一般為一個斜面，墊層料填筑相對容易控制。巴山水電站大壩上游有3個面，兩側(cè)為1：1.4，中間連接塊為1：1.468。填筑采取勤放樣、多碾壓、精削坡的施工方法，填筑每2層（約1.6m）測量放樣一次，坡面布鋼筋頭作控制樁，按4×4m網(wǎng)格拉線，填筑每上升15m進行一次削坡，碾壓采用BW225 D-3（德國寶馬），折線區(qū)及邊角大型設(shè)備無法碾壓部位采用YSZ08DB-I手扶振動碾補壓。坡面碾壓采用10T斜平兩用振動碾，反鏟挖掘機與推土機配合進行牽引和定點，動滑輪、定滑輪組合，在折線點精確定位，解決坡面變線的問題。

2.1.3 面板施工

壩體折線造成面板三角塊很多，連接塊兩側(cè)容易抬模，施工采用鋼模臺車旋轉(zhuǎn)澆筑法和翻模澆筑法相結(jié)合的工藝。連接塊兩側(cè)通過多次校模、調(diào)整，解決折線處施工形體控制。為提高折線面板的性能指標，減少裂縫，面板用配合比進行專項試驗研究，確定配合比見表1。

2.2 “一枯攔洪”施工

高面板壩施工一般采用上游圍堰全年擋水或第一個主汛期過水保護。為節(jié)省投資、加快進度，部分工程采用了“一枯攔洪”方案，即工程截流后一個枯水期將壩體臨時斷面填筑到一定高度，直接擋水，滿足度汛要求。該度汛方式雖節(jié)省了投資，但建設(shè)風險大。

巴山水電站大壩采用了“一枯攔洪”方案。按設(shè)計要求，大壩必須在2007年6月底前將臨時斷面填筑到610m高程，壩體具備擋主汛期五十年一遇洪水標準。要達到這一關(guān)鍵性節(jié)點目標，壩體在6.4個月內(nèi)平均強度約40萬立方米/月，壩前上升12.5米/月。尤其是壩體一開始填筑即進入高峰，這無論對工程建設(shè)組織，還是管理水平都是一個考驗。工程采取以下措施：

2.2.1 提前做好備料

俗話說“巧婦難為無米之炊”，填筑進度決定性的第一步是料源的保證。巴山電站采取三大方案：一是對電站所有建筑物開挖的可利用料進行暫存；二是在主料場掌子面形成滯后的情況下、毫不猶豫的增加新料場；三是壩體下游次堆區(qū)采用天然砂礫石料填筑，對料源形成補充。

2.2.2 趾板防滲結(jié)構(gòu)優(yōu)化

巴山大壩趾板原設(shè)計采用“4+X”形式，即趾板混凝土寬4m，趾板后接防滲板，防滲板上布置2～5排固結(jié)灌漿孔。由于防滲板固結(jié)灌漿量較大、施工搭設(shè)操作平臺占用工作面多，制約了壩前有效斷面的填筑。為合理解決該矛盾，邀請國內(nèi)權(quán)威專家咨詢，優(yōu)化為：趾板上游邊坡澆筑3m高、0.5m厚的貼坡混凝土，原防滲板部位變更為掛網(wǎng)、噴20cm厚C25混凝土，趾板上增加一排副帷幕，貼坡混凝土上設(shè)2排固結(jié)灌漿。趾板防滲結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，解決壩前填筑的瓶頸，加快了進度。

2.2.3 壩基覆蓋層合理利用

大壩河床沖洪積層由砂卵礫石、漂石組成，厚度5～10m，設(shè)計最初擬定為550m左右長壩基覆蓋層全部挖除。實施階段通過補充勘探和現(xiàn)場原位干密度試驗，最后設(shè)計確定趾板以后大壩2/3高（約110m）范圍及下游壩腳處20m范圍內(nèi)全部挖除，中間部分，剔除表層孤石、粉細沙等，密實部分予以保留。通過該方案減少壩基開挖約10萬立方米，節(jié)省投資，同時加快壩體填筑進度。

2.2.4 精心組織施工

對壩基清理進行分區(qū)、分塊，具備條件工作面，先驗收，先填筑。兩岸坡清理、驗收提前1～2層完成，填筑面推平、碾壓、取樣試驗形成流水作業(yè)，提高施工功效。施工設(shè)備盡量做到停人不停機，24小時運轉(zhuǎn)，以爭取寶貴時間。

2.2.5 強化現(xiàn)場管理

充分發(fā)揮現(xiàn)場調(diào)度會作用，對當日的施工強度進行小評，落實日進度保周進度，周進度保月進度。及時協(xié)調(diào)解決施工過程中存在的問題，最大限度的排除施工干擾。如及時協(xié)調(diào)料場工作面，車輛出渣線路，加強道路維護，做到合理分散，確保道路暢通。

2.2.6 加大設(shè)備投入

主要施工機械，包括開挖、裝載、運輸、推平、碾壓等，投入性能良好的和國內(nèi)比較先進機械設(shè)備，并按1：1.5，留出一定的富余度，以滿足施工的不均衡性。

2.2.7 “以人為本”，發(fā)揮職工積極性

為配合大壩610m施工，現(xiàn)場廣泛進行的宣傳，工地開展了“黨員先鋒崗”、“大干100天勞動競賽”等活動。午間、晚班給主要操作工人免費供餐，高溫時專人現(xiàn)場送水，以人性化的管理，做到關(guān)心職工生活、尊重職工，充分調(diào)動員工積極性，使施工強度持續(xù)保持穩(wěn)定，即使在春節(jié)也未停工。

3 壩體填筑質(zhì)量

3.1 壩體填筑取樣檢測結(jié)果

大壩填筑于2008年10月20日完成，各分區(qū)料填筑碾壓檢測結(jié)果見表2。

通過取樣檢測結(jié)果計算表明，大壩填筑干密度達到了《混凝土面板堆石壩施工規(guī)范》（DL/T5128-2001）平均值不小于設(shè)計值，標準差不大于0.1g/cm3，合格率不小于90%的要求。壩體填筑勻質(zhì)性較好。

3.2 大壩沉降監(jiān)測

大壩內(nèi)部監(jiān)測主要布置在3個斷面，分別是壩0+070.0、壩0+158.0及壩0+229.0。每斷面在不同高程和上下游不同位置設(shè)水管式沉降儀。大壩填筑完成蓄水后，截止到2009年11月25日，壩體沉降監(jiān)測數(shù)據(jù)表明，大壩最大沉降點產(chǎn)生在壩0+158.0斷面的617m高程的壩下0+25位置，該點最大沉降量為83.1cm。最大沉降量為壩高的5.36‰，對于150m以上的高面板堆石壩來說，沉降量小，說明了大壩填筑質(zhì)量的優(yōu)良。

4 結(jié)束語

巴山水電站大壩為國內(nèi)少數(shù)幾個采用“一枯攔洪”的堆石壩，壩區(qū)地質(zhì)條件差、與溢洪道施工干擾大，造成工程建設(shè)難度大，最終通過參建幾方的努力，歷經(jīng)四年圓滿建設(shè)完成。巴山電站大壩的建設(shè)經(jīng)驗，值得同類工程借鑒和運用。

參考文獻

[1]李洪.紫坪鋪面板堆石壩關(guān)鍵技術(shù)問題的處理[J].四川水力發(fā)電.

作者簡介：劉中文（1974，5-），男，漢族，湖北監(jiān)利人，工程碩士學位，工程師職稱?，F(xiàn)任中國水利水電第十二工程局第三分局副局長兼副總工程師，從事項目管理17年，研究方向為水利水電施工、水利水電工程管理。

陳坤孝（1958，7-），男，漢族，青海民和人，本科，教高職稱?，F(xiàn)任重慶能源投資集團公司副總工程師。從事項目管理37年，研究方向為水利水電施工、水利水電工程管理。