CCS水電站混凝土面板堆石壩填筑施工

陳 振 強， 程 斌， 孫 啟 云

(中國水利水電第十工程局有限公司 三分局，四川 都江堰 611830)

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CCS水電站混凝土面板堆石壩填筑施工

陳 振 強， 程 斌， 孫 啟 云

(中國水利水電第十工程局有限公司 三分局，四川 都江堰 611830)

結(jié)合CCS水電站調(diào)節(jié)水庫混凝土面板堆石壩工程實際情況，設(shè)計出合理的施工方案，重點敘述了料場開采規(guī)劃、填筑施工順序及原則、所采取的施工方法以及施工質(zhì)量控制措施。

混凝土面板堆石壩；壩體填筑；施工；CCS水電站

1 概 述

CCS水電站調(diào)節(jié)水庫混凝土面板堆石壩位于Coca河右岸的Granadillas 支流上，該流域氣候濕潤，相對濕度大于90%，氣溫相對穩(wěn)定，最高溫度為30 ℃，最低溫度為15 ℃。該地區(qū)降雨頻繁，平均年降雨量為5 500～7 700 mm。調(diào)節(jié)水庫面板堆石壩長132 m，最大壩高54 m，壩頂寬度為10 m，大壩上游壩坡坡比為1∶1.4，下游壩坡坡比為1∶1.8，庫容為88萬m3。

壩體結(jié)構(gòu)共分八個區(qū)(圖1)，從上游往下依次為蓋重區(qū)(1A)、粉細(xì)砂鋪蓋區(qū)(1B)、墊層區(qū)(2A)、特殊區(qū)墊層料(2B)、過渡區(qū)(3A)、主堆石區(qū)(3B)、次堆石區(qū)(3C)和下游壩面干砌塊石(3D)。另外，在大壩上游增設(shè)了低壓縮區(qū)，設(shè)計在面板底部即墊層料迎水面剖面上采用擠壓式邊墻作為墊層料坡面保護措施。調(diào)節(jié)水庫面板堆石壩填筑方量約為43萬m3。面板堆石壩典型斷面見圖1。

圖1 面板堆石壩典型斷面圖

2 料源規(guī)劃

根據(jù)CCS水電站調(diào)節(jié)水庫混凝土面板堆石壩壩料規(guī)劃，主堆石料(3B)和次堆石料(3C)需要在G2(位于調(diào)節(jié)水庫進場道路K18+150～K18+750右側(cè))料場開采。G2料場長約550 m，寬約450 m，巖石主要為花崗閃長巖，規(guī)劃開采儲存量為84萬m3，料場采剝比為1∶0.85 。過渡料取自調(diào)節(jié)水庫進場道路8#料場制備；墊層料(2A)由砂石廠加工；覆蓋料(1A)取自砂石廠沉淀物，在砂石廠收集堆放；上游面板覆蓋料(1B)取自引水隧洞洞渣料(進場道路26 km處渣場)。

3 壩體填筑施工順序及原則

3.1 各區(qū)填筑順序

調(diào)節(jié)水庫大壩填筑之前，首先完成大壩1 180 m高程以下部分排水體料的填筑，然后大壩的填筑分上游、中部和下游三區(qū)進行。綜合考慮填筑量、填筑難度以及相互之間的影響程度，先行填筑中部區(qū)域。上游區(qū)域的填筑根據(jù)上游2A、2B和3A區(qū)域的填筑速度及時跟進，盡量與中部區(qū)域同步上升。下游區(qū)域的填筑根據(jù)下游3D區(qū)大塊石護坡的進度及時跟進，盡量與中部區(qū)域同步上升。在各區(qū)中，沿壩軸線方向分層、分條帶進行填筑。對于1 220 m高程以上區(qū)域，考慮到填筑施工場地要求，各區(qū)同步上升。為保護上游填筑邊坡在面板施工前免受雨水沖刷破壞，對于上游邊坡，采用混凝土擠壓邊墻。

3.2 填筑原則

(1)壩體填筑前，首先對基礎(chǔ)面進行清理并驗收，驗收工作包括：基礎(chǔ)面地質(zhì)編錄，地質(zhì)勘探所留坑、洞的回填處理，基礎(chǔ)面內(nèi)積水的排除等工作并提前完成壩料碾壓試驗，確定填筑施工參數(shù)，對設(shè)計指標(biāo)進行復(fù)核。

(2)墊層料、過渡料和一定寬度的堆石料填筑宜同步施工。壩面保持均勻上升，堆石料可分區(qū)、分期填筑，其縱、橫坡面上均可布置臨時施工道路。

(3)對于同一填筑層，較粗一級的填筑料不能侵占相鄰較細(xì)一級的填筑料斷面。

(4)對于與岸坡接觸部位的壩料，應(yīng)盡可能選用相對較細(xì)的壩料，避免較大塊石集中。

(5)壩體堆石區(qū)縱橫向接坡采用臺階收坡法施工，臺階寬度不小于1 m。各碾壓段之間的搭接寬度不應(yīng)小于1 m，所有利用振動碾碾壓的壩料原則上均采用順壩軸線方向進退壓縫搭接施工，壓縫搭接的寬度不應(yīng)小于20 cm；在相鄰分段處搭接碾壓，搭接寬度不小于2 m。

(6)對岸坡、特殊墊層料及墊層料的邊角、堆料和壩肩相接處等振動碾無法碾壓的邊角，采用BW75手扶式振動碾和蛙式打夯機進行補充碾壓。

(7)在施工過程中，對壩體坡面因雨水沖刷、塌滑形成的局部范圍需進行二次補填，所用填料應(yīng)比原設(shè)計要求的填筑壩料略細(xì)，采用薄層輕碾或人工夯實。

3.3 壩料生產(chǎn)性試驗

為獲得壩體填筑施工控制的最優(yōu)參數(shù)，在大壩現(xiàn)場進行了各種壩料的生產(chǎn)性碾壓試驗，對不同壩料、不同層厚、不同孔隙率、不同灑水量等進行了相關(guān)的碾壓試驗。通過現(xiàn)場生產(chǎn)性試驗和規(guī)范控制參數(shù)，確定了各種壩料填筑施工工藝及設(shè)計壓實控制參數(shù)(表1)。

表1 各層填筑料壓實控制參數(shù)表

4 壩體填筑施工

大壩填料采用20 t自卸汽車運料上壩，采用SD32推土機平料或CAT329反鏟鋪料，局部人工配合，按試驗要求加水后，用BW216振動碾振動平碾；對于靠近岸坡、碾壓不到的部位，采用BW75手扶式振動碾和蛙式打夯機進行碾壓，現(xiàn)場取樣作干密度、孔隙率及滲透試驗，待檢驗質(zhì)量滿足要求后方可進行下一層的施工。

4.1 墊層料、特殊墊層料的填筑

墊層料運輸上壩采用后退法卸料，人工配合CAT329反鏟平料，BW216振動碾振動平碾。

特殊墊層料是趾板與面板連接的重要結(jié)構(gòu)。特殊墊層料上游坡面采用混凝土擠壓邊墻保護，填料應(yīng)在同層擠壓邊墻混凝土澆筑完成后填筑。

4.2 過渡料的填筑

過渡料的填筑需由人工輔以整平，厚度應(yīng)符合設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。將接縫處超粒徑塊石清除至下游主堆石區(qū)，保證主堆石區(qū)料不占過渡區(qū)料的區(qū)域，過渡區(qū)料不占墊層區(qū)料的區(qū)域。整平后與墊層區(qū)料一并碾壓，碾壓順壩軸線方向按規(guī)定的灑水量、遍數(shù)、頻率、厚度及行走速度控制進行。

4.3 主堆石料、次堆石料的填筑

填筑質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。堆石料碾壓后應(yīng)具有良好的級配，級配范圍應(yīng)符合設(shè)計要求，按相關(guān)規(guī)定堆石料最大粒徑不得大于80 cm，粒徑小于5 mm的顆粒含量不得超過20%，粒徑小于0.075 mm的顆粒含量不超過5%，主堆石料填筑壓實后的干密度不低于1.91 g/cm3，孔隙率不超過24%，堆石碾壓后應(yīng)能自由排水。

填筑采用進占法施工，以使粗徑石料處于中下層，從而有利于平整和碾壓。平料時，在工作面兩側(cè)設(shè)置填筑層厚(80 cm)標(biāo)志桿，嚴(yán)格控制鋪料厚度。當(dāng)滿鋪且平整后灑水(采用水表控制加水量)，振動碾碾壓時采用整輪錯距法順壩軸線方向進行，將振動碾行走速度控制在2.5 km/h以內(nèi)，振動頻率為20～30 Hz。鋪料碾壓要層次分明，作業(yè)面保持基本水平，以防漏壓欠壓。

在上游面板與過渡區(qū)接縫處，要與過渡區(qū)及墊層區(qū)同步進行填料，即每填一層主堆石料，應(yīng)同時填筑兩層墊層料和過渡料并做好各接縫處的界面清理工作。

4.4 壩后塊石護坡施工

壩下游塊石護坡應(yīng)選用大塊石，尺寸不小于80 cm并要求坡面砌筑外觀平順。護坡隨壩體上升逐層砌筑，外緣與設(shè)計圖紙的誤差不超過±10 cm，各層的護坡塊石與同層的堆石料采用交替鋪筑的方法進行。

4.5 混凝土擠壓邊墻施工

混凝土擠壓邊墻呈梯形斷面，上游坡度同壩坡，均為1∶1.4，下游坡比為8∶1，頂寬10 cm，底寬71 cm，每層厚度為40 cm。邊墻擠壓采用由陜西水利機械廠生產(chǎn)的BJY-40擠壓機，在上游面形成一道邊墻，超前一個碾壓層厚度逐層上升，每層邊墻的成型速度約為50～60 m/h，成型2 h后，其下游側(cè)墊層料即可鋪壓。

5 施工質(zhì)量控制

在大壩填筑過程中，由質(zhì)安部、測量隊和試驗室聯(lián)合組成大壩質(zhì)量控制小組，對施工全過程進行質(zhì)量監(jiān)控，嚴(yán)格按照規(guī)定及試驗確定的施工工藝和施工參數(shù)進行施工。質(zhì)檢部門跟蹤值班，嚴(yán)格控制好施工參數(shù)和施工工藝，如鋪料厚度、鋪料方式、碾壓遍數(shù)、岸坡處理等；試驗室檢測主要的施工參數(shù)，如壩料級配曲線、孔隙率和干密度等。

6 結(jié) 語

該工程地處亞馬遜叢林地區(qū)，氣候炎熱、濕潤、降雨量大，對大壩的填筑造成了一定的影響。大壩在填筑施工前，制定了切實可行的施工方案和行之有效的過程控制措施，科學(xué)的組織、安排施工，經(jīng)相關(guān)檢測手段檢測，大壩壩體填筑質(zhì)量滿足設(shè)計要求。

(責(zé)任編輯：李燕輝)

2016-08-15

TV7;TV52;TV641.4

B

1001-2184(2016)05-0033-03

陳振強(1966-)，男，甘肅隴西人，副分局長，工程師，學(xué)士，從事水利水電工程施工技術(shù)與管理工作；

程 斌(1985-)，男，新疆奎屯人，助理工程師，從事水利水電工程施工技術(shù)及管理工作；

孫啟云(1972-)，男，江西萬載人，高級工程師，學(xué)士，從事國際工程項目設(shè)備管理工作.