長河壩水電站大壩兩墻之間填筑施工

薛 凱

(中國水利水電第五工程局有限公司長河壩施工局，四川康定626001)

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長河壩水電站大壩兩墻之間填筑施工

薛 凱

(中國水利水電第五工程局有限公司長河壩施工局，四川康定626001)

長河壩水電站大壩心墻區(qū)主防滲墻與副防滲墻之間的高塑性土填筑施工具有通道布置困難、排水困難、工序復(fù)雜、技術(shù)要求高、施工干擾大等特點(diǎn)，且其施工直接影響大壩心墻區(qū)的施工工序與進(jìn)度，而類似結(jié)構(gòu)在高土石壩中應(yīng)用很少，為此，對其施工方案、施工工序及工藝進(jìn)行了介紹，供同類工程參考。

主防滲墻；副防滲墻；兩墻之間；高塑性土；填筑；長河壩水電站

1 工程概況

長河壩水電站位于四川省甘孜藏族自治州康定縣境內(nèi)，為大渡河干流水電梯級開發(fā)的第10級電站，工程區(qū)地處大渡河上游金湯河口以下約4～7 km河段上，壩址上距丹巴縣城82 km，下距瀘定縣城49 km，距成都市約360 km。水庫正常蓄水位1 690 m，正常蓄水位以下庫容為10.15億m3，總庫容為10.75億m3。調(diào)節(jié)庫容4.15億m3，具有季調(diào)節(jié)能力，電站總裝機(jī)容量2 600 MW。

攔河大壩為礫石土直立心墻堆石壩，最大壩高240 m，壩頂高程1 697.00 m，壩頂長502.85 m，寬16 m，上、下游壩坡均為1∶2。心墻頂高程1 696.40 m，頂寬6 m，上、下游坡度均為1∶0.25，底高程1 457.00 m，底寬125.70 m。

壩基覆蓋層防滲采用二道全封閉混凝土防滲墻，形成一主一副布置格局，墻厚分別為1.4 m和1.2 m，兩墻之間凈距14 m，最大墻深約50 m。主防滲墻布置于壩軸線平面內(nèi)，通過灌漿廊道與防滲心墻連接；副防滲墻布置于壩軸線上游，與防滲心墻間采用插入式(明澆混凝土墻)連接，插入心墻內(nèi)高度9 m；副墻明澆墻與廊道間的凈距11.2 m。

2 兩墻之間填土特點(diǎn)與難點(diǎn)

根據(jù)設(shè)計(jì)體形，副墻明澆墻、主墻廊道與左、右岸坡蓋板共同形成一個平面上封閉的獨(dú)立空間(以下簡稱“兩墻之間”)，兩墻之間凈空尺寸：長143.9～157.4 m，寬11.2 m，高9 m，平面面積1 611.7～1 762.9 m2，體積15 185.5 m3。

在高土石壩中類似的結(jié)構(gòu)很少，已投入運(yùn)行的瀑布溝大壩也是建在深厚覆蓋層上的礫石土直立心墻堆石壩，兩墻之間的結(jié)構(gòu)與本工程相似，但其兩岸地形不同，道路布置有優(yōu)勢，相比之下長河壩大壩兩墻之間的特點(diǎn)與難點(diǎn)更為突出，主要有：

(1)通道布置困難。基面上有直立9 m高的明澆墻與廊道阻隔，兩岸邊坡較陡(左岸1∶0.55，右岸1∶0.95)，無法布置直接通向兩墻之間的道路。填筑料物運(yùn)輸、施工設(shè)備進(jìn)出調(diào)度等難度大。

(2)施工排水困難。大壩基礎(chǔ)水文地質(zhì)條件較復(fù)雜，主、副防滲墻(封閉式)、副墻下帷幕、兩墻之間連接帷幕形成后，兩墻之間仍有局部涌水(5～10 m3/h)。兩墻之間已形成獨(dú)立的封閉區(qū)域，涌出地面的積水無法匯入上、下游排水系統(tǒng)，需要特殊排水措施。

(3)工序復(fù)雜。影響兩墻之間填土的工序包括混凝土澆筑、施工排水、土工膜鋪設(shè)、監(jiān)測儀器埋設(shè)、副墻明澆段表面特種瀝青防滲膜鋪設(shè)、廊道表面聚脲噴涂等，為了節(jié)約工期，這些工序無法按完整的先后順序施工，只能組織流水作業(yè)，相互干擾大。

(4)平起施工技術(shù)要求。根據(jù)技術(shù)與規(guī)范要求，墻體及廊道兩側(cè)填土須平起均衡上升，明澆墻兩側(cè)高差不大于0.6 m，廊道兩側(cè)高差不大于1.0 m。兩墻之間的填筑上升速度受上、下游大面填筑節(jié)奏的制約。

3 填筑方案

由于混凝土澆筑工序復(fù)雜，對土料填筑干擾很大，因此兩墻之間總的填筑原則是：廊道混凝土與副墻明澆段混凝土施工結(jié)束后再進(jìn)行。由于副墻明澆墻屬薄壁墻(1.2 m厚)，且配筋相對簡單，考慮在副墻上留缺口進(jìn)料，方便補(bǔ)澆。而廊道受力復(fù)雜，整體性要求更高，且體形較大(墻厚2.0 m，總寬7.0 m)，配筋復(fù)雜，跨過廊道進(jìn)料難度更大，且缺口處理技術(shù)要求更高，影響時間更長，綜合分析廊道不留入料缺口。

隨著工程的推進(jìn)，現(xiàn)場設(shè)計(jì)方案、施工條件、形象面貌、進(jìn)度要求的不斷變化，兩墻之間的填筑方案也隨之調(diào)整優(yōu)化。最終方案確定是在在大壩廊道澆筑結(jié)束后，在副墻明澆段施工過程中，結(jié)合工程特殊要求與實(shí)際情況，設(shè)計(jì)對廊道與明澆墻表面的封閉方案作了進(jìn)一步調(diào)整，即將廊道表面原設(shè)計(jì)的特種瀝青防滲卷材換成了聚脲噴涂層，副墻明澆墻表面增加特種瀝青防滲卷材全封閉(原設(shè)計(jì)混凝土表面不作封閉層)。由于表面封閉材料調(diào)整導(dǎo)致工藝與工序發(fā)生變化，預(yù)留缺口的補(bǔ)澆及防滲卷材鋪設(shè)都直接影響填土，結(jié)合進(jìn)度的需要，最終將兩墻之間填土方案由投標(biāo)階段和施工圖階段的雙缺口甩料方案優(yōu)化為單缺口甩料。即在靠近右岸留一個缺口，結(jié)合墻體混凝土的分層分塊規(guī)劃，缺口距基礎(chǔ)面4 m高，反鏟從缺口甩料整體填筑4 m，此時可以沿明澆墻全線甩料填筑剩余部分，同步補(bǔ)澆缺口。

4 施工工序與工藝

4.1 施工工序

廊道、明澆墻混凝土澆筑結(jié)束(預(yù)留缺口)，廊道直立面聚脲噴涂完成，明澆筑墻瀝青卷材自下而上鋪貼3 m以上后，兩墻之間開始自右向左(缺口在右岸)鋪設(shè)土工膜，并分段跟進(jìn)甩料填土。副墻明澆墻分兩層澆筑，第一層4 m，第二層5 m，缺口預(yù)留在第二層。為方便直接運(yùn)輸，在第一層封口前，同步完成兩墻之間基礎(chǔ)面清挖、排水系統(tǒng)鋪裝、土工膜墊層材料鋪填，并將裝載機(jī)、推土機(jī)、振動碾等填筑設(shè)備停放在兩墻之間。具體施工工序見圖1。

圖1 兩墻之間施工工序

4.2 施工工藝

(1)施工排水。兩墻之間覆蓋層基礎(chǔ)面有多處冒水點(diǎn)，對高塑性土填筑影響大。由于出水點(diǎn)分散，且主、副墻封閉后無處自流排水。為保證干地填土施工，兩墻之間排水方案采取沿副墻明澆墻腳布置一條縱向盲溝，溝內(nèi)埋設(shè)一根DN150 mm鋼花管(碎石包裹)，在各出水點(diǎn)設(shè)橫向碎石盲溝引向縱向盲溝。縱向溝靠近右岸部位布置一集水鋼罩，集水罩管高出基礎(chǔ)面約1 m(根據(jù)水位調(diào)整，水位穩(wěn)定后沿填筑面截?cái)?。集水罩管內(nèi)放入潛水泵，接PVC管翻過明澆墻頂匯入上游排水系統(tǒng)。當(dāng)水位穩(wěn)定后撤除排水泵，集水罩內(nèi)灌填細(xì)石混凝土。土工膜須沿豎向集水罩管包裹并封閉，可隨填筑面上升接長，水泵撤除后焊接封口。

(2)甩土。高塑性土采用自卸車運(yùn)輸?shù)礁眽γ鳚矇ι嫌蝹?cè)堆存，選用CAT336D反鏟向兩墻之間甩土，裝載機(jī)(或推土機(jī))倒運(yùn)鋪料。根據(jù)每一層填筑量甩土，為避免含水量損失，應(yīng)甩一層、鋪一層、碾壓一層，循環(huán)作業(yè)。甩土?xí)r應(yīng)有專人指揮，注意不得損壞墻體表面防滲卷材。由于防滲卷材鋪貼分層平行作業(yè)，甩土過程中不得污染混凝土墻面，可用土工布臨時覆蓋保護(hù)。

(3)填筑。心墻區(qū)要求平起填筑，副墻兩側(cè)高差不超過0.6 m，廊道兩側(cè)高差不超過1.0 m。甩入兩墻之間的高塑性粘土用裝載機(jī)倒運(yùn)(近距離可由推土機(jī)直接推運(yùn))，TY220推土機(jī)平料，鋪料厚度30 cm。采用18 t振動平碾搭接法碾壓，靜壓2遍，振動碾壓6遍。靠近墻面1 m范圍及邊角部位、監(jiān)測儀器周圍均采用HCD100型電動夯板薄層夯實(shí)。碾壓面采用推土機(jī)履帶刨毛，上層鋪土前，結(jié)合面人工噴水濕潤。填筑過程中應(yīng)特別注意避免施工設(shè)備碰撞墻面造成聚脲涂層或防滲卷材破壞，應(yīng)有專人負(fù)責(zé)檢查，一旦發(fā)現(xiàn)破壞及時修補(bǔ)。

(4)缺口混凝土補(bǔ)澆。掌握合理的缺口混凝土補(bǔ)澆時間有利減小干擾。當(dāng)填筑面距缺口底1 m左右開始補(bǔ)澆，與下部填土平行作業(yè)。為避免水流對填土的影響，缺口混凝土拆模后涂刷養(yǎng)護(hù)劑(不用灑水養(yǎng)護(hù))，待強(qiáng)7 d后補(bǔ)貼防滲卷材即可全面填土。

5 結(jié) 語

長河壩水電站大壩兩墻之間采用預(yù)留單缺口甩料填筑方案完成施工，受基礎(chǔ)排水、土工膜鋪設(shè)、混凝土表面封閉層施工、監(jiān)測儀器埋設(shè)等多工序平行作業(yè)的影響，加之空間狹窄，邊角部位夯填比例大，總體施工節(jié)奏較慢，總填土?xí)r間70 d，平均速度13 cm/d，0.5層/d，217 m3/d。缺口方案可組織多工序流水作業(yè)，經(jīng)實(shí)踐是可行的施工方案，可供同類工程參考，但也存在一定不足：缺口補(bǔ)澆工序?qū)μ钔劣幸欢ǜ蓴_；受進(jìn)度影響，缺口補(bǔ)澆混凝土養(yǎng)護(hù)方式與養(yǎng)護(hù)時間受限，影響墻體混凝土的整體均一性；缺口甩料存在兩墻之間高塑性土長距離倒運(yùn)，在倒運(yùn)過程中會造成對土料的過碾，從而導(dǎo)致部分土料壓實(shí)度偏高。為避免這些不利影響，甩料方式可進(jìn)一步優(yōu)化，可考慮明澆墻不留缺口，制作一個3～4 m高的移動式鐵板凳(尺寸、強(qiáng)度、剛度滿足支承反鏟甩料作業(yè)要求)支承反鏟，利用鐵板凳沿明澆墻全線向兩墻之間甩料，甩料部位隨鋪料面移動，避免長距離倒運(yùn)。

[1]DL/T5129—2013 碾壓式土石壩施工規(guī)范[S].

[2]DL/T5269—2012 水電水利工程礫石土心墻堆石壩施工規(guī)范[S].

[3]涂揚(yáng)舉. 土建工程[C]∥瀑布溝水電站編輯委員會. 瀑布溝水電站. 北京： 中國水利水電出版社， 2009.

(責(zé)任編輯 焦雪梅)

Filling Construction of Dam Body between Main and Secondary Cutoff Walls in Changheba Hydropower Station

XUE Kai

(Changheba Construction Department, Sinohydro Bureau 5 Co., Ltd., Kangding 626001, Sichuan, China)

The high plastic soil filling between the main and secondary cutoff walls of dam in Changheba Hydropower Station has the characteristics of difficult access arrangement, difficult drainage, complex construction process, high technical requirements and serious construction interference. The filling also directly influence the construction process and progress of dam core wall area, and the structures of such core wall are rare in high earth-rock dam. So, the filling construction scheme, process and technologies are introduced herein to provide reference to similar projects．

main cutoff wall; secondary cutoff wall; dam body between two cutoff walls; high plastic soil; filling; Changheba Hydropower Station

2016- 07- 15

薛凱(1974—)，男，四川平武人，高級工程師，長河壩電站施工局副局長兼總工程師，從事水利水電施工技術(shù)管理．

TV543.82

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0559- 9342(2016)10- 0070- 03