论文：泽城西安水电站大坝堆石填筑施工

论文：泽城西安水电站大坝堆石填筑施工

泽城西安水电站（二期）工程大坝堆石填筑施工宋建庆（山西泽城西安水电有限公司）1．工程概况山西省泽城西安水电站（二期）工程地处山西省晋中市左权县境内清漳河干流上。地理座标为东经113°00′～114°00′，北纬36°40′～37°20′，电站枢纽工程距左权县县城约35km，坝址在清漳河东、西两源汇合处以下约4.0km。枢纽大坝为我省第一座混凝土面板堆石坝，最大坝高46.8m，库容7717万m3，装机容量5000kw。坝体填筑包括垫层料填筑、特殊垫层料填筑、过渡料填筑、主堆石料填筑等。坝体主要填筑工程量：垫层料约30000m3，特殊垫层料4531m3，过渡料71500m3，主堆石料766700m3。2．各种填筑料的开采为满足大坝填筑强度要求，大坝主堆石料主要利用溢洪道开挖料，不足部分从料场开采取得。料场开采采取自上而下、分层开挖。渡料开采采用深孔微差挤压爆破、采用密孔、大药量、V型起爆破网络进行爆破；自上而下、分层、分块依次开挖的方法进行开挖。垫层料由天然砂砾料筛分而得，垫层料场布置在大坝上游2km处。筛分后将不同粒径的砾料按设计级配比例进行调配，以满足大坝石垫层料的设计级配要求。3．施工道路的布置为满足场内运输要求，大坝填筑共修筑修筑13条临时道路，临时道路总长5.9km，临时道路在穿越河道处搭设施工便桥以满足通行要求，共修筑施工便桥5座。分别承担开挖和大坝填筑的交通任务。n上坝运输道路与大坝基础开挖运输道路、永久道路相结合，构成循环线路；上坝运输道路的标准，符合大坝填筑强度要求；每个施工段相应的运输道路与坝面填筑、物料开挖状况相适应；充分利用地形，尽量让重载车下坡或减少上坡。根据现场条件，并结合各种坝料运输来源地点，在大坝上下游不同高程上布置满足需要的运输主干道和运输支路，并利用基础开挖运输道路。大坝原地面以下坝体填筑运输道路采用基坑开挖运输道路，原地面以上至坝顶坝体填筑运输道路采用大坝坝体下游面“之”字型道路。4．大坝填筑施工4.1碾压试验为保证保证大坝填筑质量，对各种坝料填筑时提供合理的施工参数，在坝体填筑前，应针对不同的坝料分别进行不同的现场碾压试验。4.1．1过渡料碾压试验1.过渡料源及设计压实指标如表1所示。过渡料填筑的料源及设计指标表1坝体分区设计指标材料及料源空隙率（%）施工控制干密度γd(g/cm3)过渡区3A石料厂爆破开挖料182.222．过渡料级配要求及现场试验结果见表2。过渡料级配要求及现场试验结果表2材料及料源设计料源指标控制爆破的洞挖料及石料厂开挖料最大粒径（mm）＜5mm的含量%＜0.075mm的含量%级配要求＞30015～25≤5连续级配实测值0173．5连续级配3．现场实测过渡料表观密度为2.70g/cm3。4．施工碾压参数确定n通过碾压试验，过渡料碾压8遍，铺料厚度50cm，压实干密度为2.23t/m3。施工碾压参数选择见下表3。施工过程中，应控制好进场的料源，选择合理的爆破参数，确保爆破石料级配。施工碾压参数表表3坝料名称碾压机具松铺厚度（cm）碾压遍数松铺系数碾压机行车速度（Km/h）过渡料20t振动碾5081.224.1.2垫层料碾压试验根据设计要求，2A、2B垫层料的设计压实指标和施工质控指标如表4所示。实测2A垫层料的最小干密度(ρdmin)为1.84g/cm3，最大干密度(ρdmax)为2.16g/cm3，2B垫层料的最小干密度(ρdmin)为1.80g/cm3，最大干密度(ρdmax)为2.14g/cm3。2A、2B垫层料设计指标、施工质控指标表4坝体分区材料及料源设计指标施工控制指标相对密度Dr干密度ρd(g/cm3)垫层料2A筛分天然砂砾料0.852.112B人工粉碎料0.852.08备注1、表中干密度值由相对密度和最大、最小干密度换算得出，计算公式为：ρd=ρdmaxρdmin/［ρdmax(1-Dr)+Drρdmin］2、ρdmax、ρdmin分别为垫层料的最大、最小干密度。通过碾压试验，垫层料、特殊垫层料碾压参数如表5。垫层料施工碾压参数表5n坝料名称碾压机具碾压遍数松铺厚度(cm)压实厚度(cm)松铺系数洒水量（％）碾压机行车速度（km/h）垫层料20t振动平碾849441.1182特殊垫层料30KN平板碾828221.255—4.1.3主堆料碾压试验参数主堆石料料源、设计指标及现场质控指标如表6所示。堆石料源及设计指标表6坝体分区设计指标现场质控指标材料及料源孔隙率V0最大粒径<5mm含量<0.075mm含量干密度γd%mm%%kg/m33B溢洪道开挖料及石料厂爆破料20≤800≤20≤5≥2160备注主堆料料源主要为溢洪道开挖料，不足部分由石料场爆破开采获得。通过碾压试验确定主堆石料碾压参数如下表7施工碾压参数表表7坝料名称碾压机具松铺厚度（cm）碾压遍数松铺系数碾压机行车速度（Km/h）堆石料20t振动碾10081.0524.2大坝堆石料填筑坝体填筑主要包括垫层料、过渡料、主堆石料填筑等施工内容。4.2.1垫层料、过渡料填筑垫层料及特殊垫层料采用筛分加工，过渡料采用爆破开采。所有垫层料和过渡料的级配和各项物理力学指标均满足合同n文件有关技术条款和设计图纸的要求。1.堆石料底部反滤层和过渡层的填筑垫层料及过渡料均采用20t自卸汽车直接运输至填筑仓面，用后退法卸料，TY220推土机分段分层铺料，根据试验确定的铺料厚度分层碾压。2．上游垫层料、过渡层料填筑上游垫层料及过渡料的填筑分为卸料、铺料、界面处理、压实几道工序。（1）垫层料及过渡料卸料、铺料本工程垫层料铺筑水平宽度为3m，过渡料的铺填宽度为5m，采用20t后卸式自卸汽车后退法卸料，为了减少过渡料层与堆石料分区界面上粗、细料的分离，方便界面上超径石的清除，自卸汽车卸料次序为“先粗后细”，即按“堆石料→过渡料→垫层料”次序卸料，采用推土机配合挖掘机摊铺平整，在铺料过程中要严格控制铺料厚度。（2）界面处理垫层料、过渡料填筑必须保证其设计宽度，并保证其界面清晰，过渡料与垫层料的“犬牙交错”带宽度不得大于铺筑层厚的1.5倍。对于各界面上的超径石，采用1m3的反铲挖掘机将其移放至与本层相邻的粗料区或坝体堆石区。（3）垫层料、过渡料压实垫层料及过渡料均采用18t自行式振动平碾碾压，当垫层料、过渡料或堆石料填筑齐平时，进行碾骑缝碾压，跨过界面0.5m。垫层料、过渡料的填筑，严格控制压实质量和颗粒级配。对于边角部位的垫层料及过渡料采用小型振动平板夯碾压密实。（4）取样检查在垫层料及过渡料填筑过程中，由n专职质检、试验人员按照试验规范对每层的压实度进行检测，待下层的压实度达到设计要求的压实度标准后，才能进行上层的填筑。4.2.2堆石料填筑坝体堆石填筑主要包括铺料、碾压、取样检查三道主要工序。工艺流程为：卸料→铺料（洒水）→压实→取样。（1）堆石料卸料、铺料堆石料采用20t自卸汽车运输，直接上坝，进占法铺料，TY320推土机摊铺平料，铺料厚为95㎝，其误差不超过层厚的10%。对于运至坝面的超径石料，一律清除出填筑现场。（2）堆石料洒水为了提高堆石的压实效果，减少后期沉降量，在压实前后和压实过程中，铺设专用水管或采用洒水车进行加水，加水量根据石料的岩性、细粒含量及其风化程度来确定，一般为填筑方量的10%以内。（3）堆石料压实堆石料摊铺平整后采用18t自行式振动碾压实，碾压方向沿坝轴线方向，采用进退错距法碾压。（4）接缝处理1）堆石料与岸坡接合部的施工堆石区采用自卸汽车运、卸料及推土机平料时，在坝体与岸坡的接合部位易出现大块石集中、架空现象，局部不易压实，针对这种情况，采用挖掘机进行分散处理，在岸坡接合处2m范围内，振动平碾平行岸坡方向碾压，不易压实的边角部位，减薄铺料厚度，用轻型振动碾压实。2）堆石料接缝处理堆石料分段分期填筑时，在坝壳内形成了横向或纵向的接缝。在接缝（接坡）处采用留台施工法，即先期铺料时，每层预留2.0～2n.5m的平台，后期填筑的石料与先期石料接触，且在达到同一高程时，采用振动碾骑缝碾压。4.2.3挤压式混凝土边墙施工挤压式混凝土边墙施工技术是混凝土面板堆石坝垫层料上游坡面施工的新方法，该技术具有提高垫层料的碾压质量，简化施工工艺，加快施工进度、及时防护上游坡面等特点。混凝土面板堆石坝上游坡面的传统施工工艺是统垫层料的超填、削坡、整坡、斜坡碾压、坡面防护等施工环节。这种传统施工方法不仅费工、费时，影响整个大坝的填筑进度和质量，而且坡面垫层料的填筑密实度难以控制，斜坡碾压对施工安全十分不利。在山西省泽城西安水电站（二期）工程混凝土面板堆石坝工程中挤压式混凝土边墙得到了成功应用。    挤压式边墙施工技术是利用挤压机械，采用经过试验确定的塌落度为零的干硬性混凝土在垫层料边缘形成一道小墙。该墙断面为不对称梯形，混凝土边墙挤压施工过程中掺配一定量的速凝剂。在其内侧填筑垫层料，用普通振动碾垂直碾压。经检验合格后在工作面上再做下一层挤压墙，如此工序循环反复，最终形成连续完整的符合设计要求的上游坝面。    与传统工艺相比，其优点为：①连续施工，避免了因人工削坡、斜坡碾压等工作造成坝面前沿填筑的中止，保证了施工进度。②层料区由斜坡碾压变为垂直碾压，既方便施工，又方便检验，施工质量得到保证，对安全生产也有很大作用。③垫层料不需要超填，避免了垫层料的浪费。④n施工工艺极大地简化，减少了垫层料的超填、削坡、修整、斜坡碾压、涂抹砂浆等工序。⑤连续的边墙形成了规则平整的坡面，对垫层料起到很好的保护作用，同时，对下一步面板混凝土的施工打下了良好的基础。5．质量控制5.1控制原则（1）施工质量控制采用“三检制”的程序进行。（2）施工过程中随时、随班检查，做好检查纪录。（3）对于质量问题的处理，坚持“三不放过”的原则。5.2垫层料（过渡料）填筑质量控制（1）垫层料、过渡料铺筑时与周围回填的堆石料平起施工，注意观测接触带的垫层料的压实情况、交错情况。（2）垫层料铺筑严格控制厚度，经常进行检查，相邻层面必须平整，保证层次清楚，互不混杂，每层厚度的偏差值，不大于设计厚度的15%。（3）分段铺筑时，必须做好接缝处各层之间的连接，使接缝层次清楚，以免发生层间错位、折断、混杂。不论平面或斜面接头，都必须为阶梯状。在斜面上的横向接缝尚应收成不小于1：2的斜坡。（4）垫层、过渡料填筑，采用后退法铺料，按铺筑→洒水→碾压→检验的程序进行，碾压前加水。（5）垫层料的运输保持料处于湿润状态，以免颗粒分离，并防止杂物和不同规格料混入。（6）垫层料、过渡料填筑质量控制指标，检测项目、数量及方法严格按照规范要求进行。5.3主堆石料回填质量控制（1）堆石料回填时铺料厚度、碾压遍数，按碾压试验确定的参数进行，并洒水施工。n（2）与反滤层接触的第一层堆石，须仔细铺筑，其级配要符合设计要求，防止大块石集中。（3）堆石填筑，采用进占后退混合法铺料，按铺料→洒水→碾压→检验的程序进行。（4）堆石料铺筑碾压时，注意铺筑面观测，防止架空现象，发现问题及时处理。（5）堆石料填筑质量控制指标，检测项目、数量及方法，严格按照规范要求进行。7．结束语泽城西安水电站面板堆石坝是我省第一座面板堆石坝，在参建单位的共同努力下，总结出了一套成功的面板堆石坝填筑施工经验。泽城西安水电站大坝填筑从2010年4月1日开始，到2010年10月底结束，历时5个月（汛期停止填筑2个月），比计划工期提前两个月完工。在施工过程中合理进行上坝道路布置、加强现场组织管理，严把每道工序质量关，合理安排，科学调度，大胆引进新技术、新工艺，泽城西安水电站大坝填筑施工经验值得在面板坝和土石坝施工中推广应用。