大坝填筑

关键词：

大坝填筑（精选四篇）

大坝填筑 篇1

溪洛渡水电站围堰工程由上、下游土石围堰组成,上游围堰按五十年一遇洪水标准进行设计,根据五十年一遇洪水Qp=2%=32 000 m3/s对应上游水位434.80 m,考虑安全超高确定上游围堰堰顶高程为436.00 m,最大堰高78.00 m。迎水面坡度1∶2.5,背水面坡度为1∶1.75。下游围堰堰顶高程为407.00 m,最大堰高52.00 m,迎水面坡度1∶2,背水面坡度1∶1.75。构成堰体的主要填筑料分为碎石土斜心墙料、高塑性粘土料、反滤料、过渡料、堆石料、块石护坡料等。

2 施工道路布置

围堰施工道路布置需要考虑基坑出渣和防渗墙施工人员设备的交通。道路宽度按12 m控制,转弯半径按不小于20 m控制,坡降按不大于12%控制。

上游围堰道路按照施工填筑分区结合填筑高程分为5个阶段,即381 m高程以下道路、381～400 m高程施工道路、400～421 m高程D区施工道路、381～421 m高程E区施工道路、421～436 m高程施工道路。另外,经研究分析,为了便于上游围堰防渗墙及其上部堰体施工,避免在堰体上预留缺口而破坏堰体整体性和施工质量,确定从左岸围堰支线洞高程412.8 m处接线,新增一条施工支洞到岸边,断面尺寸12.0×7.48 m,洞长约65 m,作为防渗墙施工通道及上游围堰E区421.0 m高程以下填筑施工通道。

下游围堰按照施工需要结合防渗心墙槽开挖施工道路,利用防渗墙心槽开挖道路,将该道路延伸至下游围堰戗堤轴线位置进行下游围堰戗堤填筑施工。

3 进度控制

3.1 进度安排

根据控制性节点工期要求、施工进度计划安排及上下游围堰的结构特性,上游围堰2007年11月12日实现截流合龙,11月13日完成截流戗堤闭气料的抛填,2008年6月20日完成堰体的填筑施工;下游围堰2007年12月10日完成防渗墙施工平台以下填筑,2008年6月15日完成堰体的填筑施工。

3.2 强度分析

根据上、下游围堰施工进度安排,施工过程存在同步施工,综合分析上、下游围堰施工情况,各部位各种填筑料的月填筑强度见表1。

从表1可知,上、下游围堰填筑月最大强度为45.41万m3,发生在2008年5月份,其中上游围堰30.24万m3,下游围堰15.17万m3。

4 填筑施工

4.1 取料规划及综合平衡

围堰填筑堆石料(含风化石渣、排水棱体堆石和石渣堆石)、块石护坡料取至豆沙溪沟、溪洛渡沟、基坑开挖料及塘房坪料场,反滤料和过渡料取至塘房坪料场,碎石土料取至象鼻子沟料场,高塑性粘土取至花椒湾沟料场。

根据料场复查资料和料场规划,结合现场生产性试验成果,以及施工进度计划等,列出详细的土方填筑料物的开采和填筑的平衡计划,以确保围堰填筑工程供料的可靠和均衡性。

4.2 填筑分区

根据上游围堰的结构型式,施工程序及强度等因素,将上游围堰分为A、B、C、D、E共5个填筑区。其中,A、B、C区为水下抛填,C区的水下抛填及D区的填筑与防渗墙施工同时进行,E区在墙下帷幕灌浆完成后进行。上游围堰填筑分区具体见图1。

下游围堰分水下抛填和水上填筑两区,以374.20 m高程为界。

4.3 填筑程序

上游围堰先进行A、B、C区为水下抛填,其中C区的水下抛填及D区的填筑与防渗墙施工同时进行,E区在墙下帷幕灌浆完成后进行。

下游围堰以374.20 m高程为界,按水下抛填→防渗墙施工→水上填筑的顺序施工。

4.4 填筑方法

1)水下部分填筑方法

水下部分堰体是指混凝土防渗墙施工平台以下的堰体,上游土石围堰为381.0 m高程以下。水下部分填筑施工顺序为A(截流戗堤)→B(B1→B2→B3)→C(C1→C2),主要包括截流戗堤上游侧的风化石渣料、石渣料、上游坡面的抛填块石以及戗堤下游的排水棱体、石渣料等。防渗墙区域采用粒径小于30 cm的风化石渣料,采用端进法填筑,自卸汽车运料至围堰工作面卸料后,由推土机将石渣料推至水中。下游围堰水下填筑施工主要包括堰体风化石渣料、石渣料及上游堰脚的堆石棱体。防渗墙区域石渣填筑,防渗墙区域粒径小于30 cm的风化石渣料,采用端进法填筑,自卸汽车运料至围堰工作面卸料后,由推土机将渣料推赶至水中。

2)水上部分填筑方法

上游围堰水上部分填筑分为D区和E区。D区位于防渗墙轴线下游侧,包括过渡层、反滤层、碎石土斜心墙和石渣料;E区为碎石土和石渣料填筑。D区填筑时整个堰体水平上升,即两层碎石土料填一层反滤料及过渡料,两层反滤料及过渡料填一层堆石料。E区填筑程序与D区中石渣料填筑相同。

下游围堰水上堰体填筑施工主要包括过渡料Ⅰ、过渡料Ⅱ、石渣料、排水棱体、堆石料等的施工,原则上保持不同种类的填筑材料施工同步上升,以土工膜为界,两侧填料交替碾压上升,碾压遍数等施工参数由碾压试验确定。每个交替高度为1.5 m,控制上下游高差为0.75 m,施工填筑次序为:①过渡料Ⅰ、过渡料Ⅱ填筑→②过渡料Ⅰ、过渡料Ⅱ填筑→土工膜施工→③、④过渡料Ⅰ、过渡料Ⅱ填筑→⑤、⑥过渡料Ⅰ、过渡料Ⅱ填筑→⑦石渣料填筑→⑧、⑨过渡料Ⅰ、过渡料Ⅱ填筑→⑩石渣料填筑…,逐层填筑至407.00 m高程,贴坡混凝土附近采用夯板或小型碾压设备进行碾压夯实。

为减少各工序之间的干扰,提高填筑施工强度,上、下游围堰填筑均采用分区流水作业施工,每区分为铺料、洒水碾压、质检三道工序,各工序流水分段,均平行于围堰轴线位置,采用进退法压实。为满足施工机械正常作业的要求,工作段宽度(平行围堰轴线方向)一般≥15.0 m,长度50.0～100.0 m。

5 设备配置

1)挖装设备配备按填筑施工高峰期月填筑最大强度考虑,为45.41万m3,平均每天施工强度为1.8164万m3(压实方),换算成松方为1.8164×1.164=2.114 3万m3。根据此强度要求,选配挖装设备。

2)摊平布料设备配备原则与挖装设备配备相同,也是按填筑施工高峰期月填筑最大强度考虑,为45.41万m3,平均每天施工强度为1.8164万m3(压实方)。根据此强度要求,选配摊平布料设备。

3)围堰防渗土料采用18 t以上凸块碾碾压,反滤料和过渡料采用18 t以上自行式振动碾碾压,堆石料采用25 t以上自行式振动碾碾压,所以分别根据各填筑料的施工高峰期月填筑最大强度考虑配备碾压设备。围堰防渗土料施工高峰期月填筑最大强度7.84万m3,平均每天施工强度为0.3136万m3(压实方);反滤料和过渡料施工高峰期月填筑最大强度3.66万m3,平均每天施工强度为0.1464万m3(压实方);堆石料施工高峰期月填筑最大强度39.44万m3,平均每天施工强度为1.577 6万m3(压实方)。分别根据此强度要求,选配各种填筑料的碾压设备。

4)自卸汽车配置首先根据物料平衡算出围堰填筑施工高峰月填筑料运程最大的月份,再根据这个月对应的填筑强度配置自卸汽车。

5)考虑1.3的日生产不均衡系数进行设备配置。

根据上面5条进行设备配置,具体配置见表2。

6 结 论

a.做好道路布置规划。由于围堰施工交通条件相对较差,上、下游围堰施工主要依靠场内两岸400.00 m高程低线道路。上堰道路以400.00 m高程低线道路为依托,结合大坝基坑开挖道路布置进行,主要形式为沿围堰下游坡面布置的“之”型道路。均从400.00 m高程低线道路向下和向上分岔到各个作业面。另外,经研究分析,新增一条施工支洞到岸边,断面尺寸12.0×7.48 m,洞长约65 m,作为防渗墙施工通道及上游围堰E区421.0 m高程以下填筑施工通道。

b.做好取料规划和物料平衡。围堰堰体由6种不同的物料组成,共262.39万m3,取料的料场有7个,所以做好不同时段不同物料的取料规划和物料平衡尤其重要,否则做不到快速填筑施工。

c.围堰填筑工程量大、工序复杂、工期紧,同时与基础防渗施工、盖板混凝土施工工序等结合紧密,如何保证堰体的填筑工期、质量是本工程的重点和难点。所以作好进度控制和强度分析,并以此为基础作好设备配置,充足合理的设备配置是进度、强度和质量的保证。

摘要：该文结合实际工程项目,从填筑道路布置规划、进度控制和强度分析、取料规划和物料平衡及设备配置等方面入手确保了填筑施工工期和质量。

关键词：溪洛渡水电站,填筑,施工

参考文献

[1]李光华,李仕奇.糯扎渡水电站上、下游土石围堰设计[J].云南水力发电,2009(6).

[2]王蕾.蒲石河抽水蓄能电站CFRD筑坝材料碾压试验[J].人民长江,2008(9).

[3]程亦.小水库除险加固过程中防渗模式选择研究[J].水利技术监督,2010(4).

[4]陈海.牛栏江天花板水电站工程首部枢纽围堰施工[J].云南水力发电,2008(5).

大坝填筑 篇2

水利工程大坝填筑施工具有施工周期长、协作性高、流动性强、受外界因素影响大等特点。在管理的过程中，要根据大坝自身的特点，参考以往的施工经验，分析可能出现的问题，并制定具体的处理措施。本文通过实际案例对水利工程大坝填筑的施工管理进行探讨。

1案例介绍

某水利枢纽工程主要由发电工程和大坝工程两个部分构成，其中粘土心墙堆石坝的总建设高度为98.3m，坝顶的总长度为1103.2m，宽度为12m。上游、下游坝坡坡比为1∶2。填筑总量为1458万m3。

2坝体的基本结构和技术要求

坝体主要由粘土心墙防渗体、反滤料、坝基过渡层、坝壳砂砾料、坝壳渣石料构成。其技术标准如下：

2.1粘土心墙防渗体技术标准

主要粘土作为填筑材料，要求压实度在98%以上，含水量控制在21%左右，干密度控制在1.61g/cm3，渗透系数控制在1×10-5cm/s，有机质含量在2%以内，水溶盐含量控制在3%以内。完成碾压施工后要进行取样试验。

2.2坝基过渡层技术标准

坝基过渡层使用碾压后级配良好的砂砾石料，要求砂砾具有耐久性。杂质中不能有有机物和粘土。填筑相对密度控制在0.75以上，干密度控制在2.01g/cm3。完成碾压后，渗透系数要在1×10-3cm/s。过渡料的颗粒直径控制在5～80mm之间。

2.3反滤料的技术标准

使用经过筛选后具有良好级配的砂砾石料作为反滤料，要求反滤料颗粒具有耐久性和坚硬等特点。不能含有有机物质和粘土，设计干密度控制在2.01g/cm3，相对密度在0.75以上。

2.4坝壳砂砾料的技术标准

坝壳砂砾料中的含泥量在5%以内，最大粒径在铺料厚度的2/3以内。填筑相对密度在0.75以内。设计干密度为1.98g/cm3。完成碾压后，渗透系数要超过1×10-3cm/s。

2.5坝壳渣石料的技术标准

坝体壳渣石料主要来自于溢洪道的开挖料，主要在心墙下游坝壳的干燥区进行应用。填筑密度在0.75以上。在实际填筑过程中，需要完成碾压试验和室内试验工作后再确定。

3粘土心墙防渗体的施工管理

3.1施工措施

本工程使用74kW推土机将覆盖层清理干净，使用2m3的正铲挖掘机装挖土料，然后使用20t自卸汽车将土料运输至坝上。使用拖拉机牵引12～18t碾压设备进行碾压，并使用2.8kW蛙式夯实机进行补夯。填筑施工时，使用平层填筑的方式进行施工。由于粘土料场试验区段含水率在21%～25%之间，所以设计最佳含水率为21%。在对比不同碾压次数和铺土厚度后，最终将铺土厚度确定为35cm。结合料场上坝中含水率和料场含水率的编号情况，将碾压次数确定为6遍、8遍、10遍和12遍。在开采时，不宜倾斜，定期检查料源中含水率的变化情况。一旦天然含水率大于设计中的最佳含水率±2%，要对料源进行翻晒，将干密度控制在1.61～1.63g/cm3之间，将压实度控制在0.98～0.99之间。

3.2质量管理措施

在岩面或混凝土填土时，要先在其表面洒水湿润，涂刷浓泥浆的同时进行铺土和夯实施工。不允许泥浆凝固以后再进行铺土和压实施工。涂层的厚度控制在3～5mm之间，泥浆的重量比控制在1∶2.6～1∶3.0之间。在进行裂隙岩面的填土施工时，首先进行洒水，然后一边涂刷水泥砂浆，一边进行铺土施工和压实施工。碾压工作要在砂浆初凝之前完成。将涂层的厚度控制在6～11mm之间。对于岩石岸坡和防渗体宽度为1.6～2.0m的边角处，使用小型振动机夯实，和坝体的搭接宽度>1m。对于混凝土建筑物、岸坡和掺合土、砾质土结合的位置，为了防止和粗料直接产生接触，使用高塑性粘土进行填筑，填筑宽度控制在1～2m。在对混凝土垫层和平坦的基岩的首层土料进行压实时，要做好排气工作。当出现爬坡脱空的情况时，要将补填挖除。在土层表面的水分蒸发过快，气候比较干燥时，对压实表面洒水湿润后再进行铺料。

在雨季施工时，日降雨量大于15mm时，要暂时停止心墙填筑施工。使用塑料布对心墙进行覆盖。雨后使用推土机进行刨毛、清面后再进行上层的填筑施工。对于一些无法碾压到的位置，使用打夯机夯实。

3.3检测施工质量

使用“三步检测”的`方法对粘土心墙的填筑质量进行检测。首先检测料场粘土料的含水率，保证土料的合格性。然后使用环刀法进行常规取样，取样时根据手感、目测来对实际压实效果进行判断，如果涂料压实达到设计要求，使用铁锹很难挖动，土层切割开后土层连续、密实，并且表面光滑细腻，使用手掰土块时，会感觉到抗折力。目测和手感合格后，利用环刀法对压实的含水率、干密度进行检测。得出试验数据后，将质量检测报告填写好，并要求监理人员进行签证。

4反滤料、过滤料填筑施工管理

在施工时，使用分层分段的方法进行铺料施工，要等到铺筑好土料后才能进行反滤料的施工。铺筑好反滤料后，为了防止车辆对反滤料造成污染，不允许车辆从反滤料填筑层通过。反滤料中混入土料时，要马上清理出去。在对界面的反滤料和过渡料进行铺筑时。要保持界面清洁，宽度要达到设计要求。通常情况下，填土和反滤料交叉区域的宽度要是土层厚度的1.4倍以上。雨季施工时，注意不要将车轮上的泥沙带入到填料中。禁止大重量汽车从路面通过。在铺筑反滤料时，将反滤料中的含水量控制在3.5%以内。施工时，不允许有水分掺入。冬季施工时，清理干净填筑料表层的积雪层或冰冻层，确保填筑施工可以达到规定要求。施工时，尽量提高碾压次数和碾压压力。雨后重新施工时，要将含水量超标的反滤料以及被泥沙污染的反滤料进行处理。

5坝壳砂砾料施工质量和检测方法控制

由于坝壳料中的细料组比较少、粗粒料的含量比较多，并且组粒料的含量缺乏均匀性。在进行碾压试验时，要将粗粒的含量控制在90%左右。进行碾压试验后，设计铺料厚度控制在70cm左右，碾压次数为8次。进行填筑时，从上游逐渐向围堰侧向左坝段的方向进行填筑施工。使用错距碾压的方式进行碾压施工，错距宽度控制在0.3m以上。碾压设备的施工方向和坝轴线的方向平行。使用一吨小型振动碾对防渗墙和坝肩进行碾压。适当增加碾压次数，在铺筑上游坝坡和下游坝坡时，要留出一定的余量。冬季不允许进行坝壳料施工。为了防止心墙被冻坏，停止施工前，要保证坝壳料填筑超过心墙的1.6～2.1m。

施工完成后，使用挖坑灌水法检测坝壳料的颗粒级配和压实相对密度，并使用表面波压实密度仪法进行辅助检查。一般每m3抽选出一组进行检测。

6坝壳渣施工管理

坝壳渣施工时，主要需要做好以下五个方面的检测工作：

(1)检查碾压设备的质量和规格、振动碾的振动力和振动频率;

(2)检查填筑位置坝料的质量以及边界的控制情况，检查反滤料和防渗体坝壳料之间的平起关系;

(3)检查碾压参数和铺料厚度;

(4)检查岸坡、坝基和坝体、刚性建筑物的结合情况，检查纵向接缝和横向接缝的处理情况，检查土砂结合处使用的压实方法以及施工质量情况;

(5)检查填筑料中是否存在夹泥和大直径石粒集中的情况。

在坝壳渣石料填筑施工时，重点做好压实参数的控制工作，并根据规定要求取样检测级配和干密度，并做好记录工作。使用挖坑灌水法检测坝壳渣石料填筑现场的施工密度，检测后要求试坑直径是坝料最大颗粒直径的两倍以上。

7结语

水库大坝坝体填筑施工技术探究 篇3

关键词：大坝；水库；填筑；施工

前言

水库大坝的填筑施工质量关系到整个施工工程的科学性、合理性和工程质量的过关。水库大坝的填筑技术多种多样，为了保证水库大坝的施工技术能够符合施工标准，使水库大坝工程能够更加顺利的竣工，本文对水库大坝的填筑技术进行了全方面的整体研究。

一、工程概述

（一）水库大坝工程的概述

水库工程是由拦河坝、防空洞、发电引水建筑物及发电厂等土建工程能够和相应的金属节后设备组件而成的。水库大坝的坝体从上游到下游所涉及到的材料有钢筋砼面板、垫层、过度区和主推石区等。大坝的下游地区主要是砌石护坡。

（二）大坝的填筑施工程序

在水库大坝的建设过程当中，其要遵循的原则是从下游到上游的原则，从高程较低一侧向高程较高一侧过渡，主推区不能侵占过渡区，而过渡区对垫层区也不能侵占。在混凝土面板堆石坝的垫层和过渡层进行链接的时候，要先填主堆石，再对过渡层进行填充，一层和二层不能同时进行填充。

二、大坝的填筑方法

（一）填筑单元的施工

在填筑单元的平面测量区中首先是对各区的料边线进行填筑，之后要进行测量和撒白灰、进料和卸料、对平料进行洒水的过程，之后通过碾压、超径石的处理、补碾和挖坑取样才算完成填筑单元的施工。在整个工作完成以后要对单元进行验收。

（二）大坝填筑单元的划分

水库大坝的填筑要进行连续的施工工作，不能够在中间进行停顿就要把填筑工作划分成若干个单元进行。每个单元轮流作业，在一个单元进行填筑的时候，另一个单元进行洒水碾压，然后第三个单元通过验收。这样循环的工作能够很好的把握大坝的填筑施按照工顺序的不停顿的完成。

（三）堆石灰的洒水作业

在堆石灰的洒水方面，撒水管的使用要是DN50的胶皮软管，软管与DN100的支管进行相连，支管和施工的水池相连接。各种石料在上坝前要在场外进行充分的加水湿润工作，上坝平料基本要控制在含水量加减3%的范围内。

（四）平料

在水坝的建筑工程当中平料部分要从以下几点出发。

首先，在每一个的填筑单元都要设置推土机，在汽车卸料的工作完成后进行平料的工作。在推土机平料的过程当中，超径石在填筑前面大约20米的地方进行剔除，利用手风钻进行打孔再利用冲击锤解小。

其次，要在填筑坝前面五米左右的地方设置一种标杆，这种标杆可以移动。这样推土机操作人员根据标杆的走向对填料层的厚度进行控制，避免过薄或者过厚。

再次，粗细料的填筑要注意的是在填筑的过程中，细聊可以侵占粗料的部位，但是粗料不能够侵占细料的部位。在粗料到细料的界面上如果产生了大粒径的堆积就一定要进行清除。以免在以后的填筑过程中出现问题。为了能够有效的保证密实度，风化料要在设计线的范围内价款30厘米以上。

最后，分块填筑。各块之间的差不能够太大也不能太小，太大太小都会阻碍填筑的效果。最大的块间差不能超过30米，还要对先填块进行预留，预留的空间是上升5米就要预留一个台阶，台阶的宽度要下3米以下才算合理。

（五）挤压边墙的施工

挤压边墙的施工顺序是在一层料前对下层垫层料进行碾压和整平，在定位化纤后利用专业的边墙碾压机制作出混凝土小墙，此种混凝土墙要保证在40厘米的低强度、低弹性模量还要是半透水型的。在小墙达到一定的强度以后，在进行铺填垫层料。在碾压的过程中利用推土机 摊铺平整后利用自行震动的碾压方式。

挤压边墙的施工方法，在施工前期的准备阶段要找平基面，在垫层料的填铺过程中要严格的控制高差和平整度，对于平整度的平整方法要靠人工拉线的方法进行找平。在对基面进行碾压后，高差要控制在三厘米以内，对于不符合要求的不能进行防线施工，这一点要严格的把握。在按照找平后实测地基面高程放出上游设计边线的位置，按照挤压边墙底的宽度画出内侧的位置线以白灰明示，這种明示用来作为挤压机的控制线，控制挤压机的行走。

三、填筑的质量控制

（一）质量控制

在原料的控制上要对硐室爆破后的超经石块要按照要求进行剪切，达到石粒径的要求，在料场就要对其进行解小处理。硐室爆破之前，对于山体的覆盖层土要进行全面的剥离减少爆破后，料源所含的泥量。

在坝面的控制上，主要是对石料的而质量和施工的参数进行控制。在坝面的填筑施工时，一定要安排值班人员进行看守。在卸料方面设置指挥人员严格的看守料的质量，对超径的料及时的安排处理。在填筑料中如果有杂质也会影响到建筑物的质量，要及时的发现且清理掉。在碾压工作中，要有专人对碾压的遍数畸形几率，以免发生碾压遍数过多或者过少对工程质量产生影响。还要根据当地的天气情况对填充物的洒水量进行有效的调整，对填筑层的水量有一个很好的控制。

（二）质量检查的方法

在质量的检查上要采用多种方法进行检查和检验。例如，试坑注水法。试坑注水法是对坝体填筑的孔隙及填坝的颗粒进行检查检验的，对于垫层料的碾压质量进行检验就不能使用这种方法，要使用的是灌砂法。只有填筑试坑检查结果通过才能进行下一层的填筑工作，检查部门应该是监理工程师的检查，如果碾压不合格就要重新的进行碾压，直到符合标准才算完成任务。

（三）风化料的质量控制

风化料的渗透系数检测过程中要注意渗透试验应该是垂直渗透，渗透环刀要有溢流管的设计，供水管上要有标有刻度的测压管。试验的时间要根据渗透的速度进行定夺，可以在10分钟、15分钟或者20分钟之间，取平均值。平面的密度检测使用前文提到的试坑法。试坑法是要放置护环并且使其处于水平位置，在护环内挖坑，挖坑的形状保持圆柱形。试坑应该是在两个填筑层的中间位置或者交界位置，对填筑层的实际厚度进行测量。在挖好的坑内要铺设塑料膜，塑料膜与坑壁仅仅贴实，再用水管向坑内注水，水管要带有水表以用来记录水量。

总结：在国家的号召下，建筑业要把建筑工程技术融合到每一个建筑种类当中，要运用合理的科学的方法对水库的建设做到质量上的严格控制，对水库坝面的填筑方法进行控制，对工程的原料进行严格的把关，完善质量监督的管理体系，完善每一个工种的工作职责。这样才能够使坝体的密实度等方面符合工程的要求，采用试坑注水法要严格控制水量，在每一项工程完成后要通过有关部门的细致的检查，合格后才能通过下一个工程项目的建设。

参考文献：

[1]刘先行.高面板堆石坝大坝填筑设计与施工[J]水利发电.2010，12（03）：121-123.

瀑布沟大坝工程雨季填筑施工技术 篇4

瀑布沟水电站位于大渡河中游尼日河汇合口上游觉托附近, 地跨四川省西部汉源和甘洛两县, 是一座以发电为主兼防洪、拦沙等综合利用效益的大型水电工程。电站装机6台, 单机容量550 MW, 总装机3 300 MW, 多年平均发电量145.8亿kW/h。大坝为砾石土心墙堆石坝, 坝顶高程856.00 m, 心墙底面最低高程670.00 m, 最大坝高186 m, 砾石土心墙的顶高程为854.00 m, 顶宽4 m, 底高程670.00 m, 上、下游坡均为1∶0.25;心墙以宽级配砾石土为主, 心墙底部、心墙与岸坡接触带、防渗墙顶和混凝土廊道周围设高塑性粘土。下游坝壳堆石与覆盖层之间设一层2 m厚水平反滤层。心墙上、下游侧各设二层反滤, 上游二侧各厚4 m, 下游二侧各厚6 m, 反滤层以外为过渡料和堆石料。心墙下部河床覆盖层采用两道各厚1.2 m、间隔12 m的混凝土防渗墙防渗, 心墙底面以下最大墙深约78 m。基础防渗墙与心墙间采用插入式连接, 防渗墙插入心墙深度为15 m, 墙间设混凝土廊道。坝体设计填筑量为2 072万m3, 目前, 是我国在建的最高砾石土心墙堆石坝。

2 研究大坝雨季施工措施的必要性

随着土石坝技术的发展, 混凝土重力坝、拱坝技术的不断提高, 同时橡胶坝等新型坝型的运用, 传统土石坝存在着因填筑量大而带来的建设时间长的缺点显得极为突出, 如何充分发挥土石坝本身的技术要求低、对坝基适应性强、当地材料使用充分的传统优势下加快施工进度, 成为坝型选择的重要方面, 在确保填筑施工质量及安全运行的前提下快速施工是各方都关心的问题。

土石坝施工特点之一是大面积的露天作业, 直接受外界气候环境的影响, 尤其是对作为心墙防渗土料的砾石土以及高塑性粘土影响更大, 降雨会增加土料的含水量, 影响施工质量。因此, 砾石土心墙的雨季施工, 已成为影响瀑布沟大坝主体工程施工进度的主要因素, 它使施工的有效工作日大为减少, 造成坝体施工强度的不均匀, 增加了施工过程中拦洪度汛的难度, 甚至延误工期。为保证坝体的施工进度, 降低工程造价, 必须先解决好在心墙砾石土在雨季的施工措施问题。

研究大坝雨季填筑施工措施, 加快大坝填筑施工进度, 还可以使大坝提前发挥经济效益, 这对建设单位来说至关重要。随着水利工程投资多元化的发展, 从企业追求利润最大化及提高内部收益率进行考虑, 提高大坝的施工进度, 缩短建设周期, 提前发挥效益, 是每个施工企业考虑的重点, 如小浪底这样的工程, 坝体总填筑量约5 185万m3, 如不采取有效的加快填筑施工措施, 维持每月20～30万m3的填筑量, 建设周期会长达172～260个月, 那是任何企业都无法承受的, 而实际上, 小浪底大坝实际平均填筑强度约150万m3/月, 最高强度达到200万m3/月, 有效的减少了建设周期, 确保了施工的顺利进行。

3 雨季施工措施

土石坝防渗土料在雨季施工, 总的原则是“避开、适应和防护”。一般情况下应尽量避免在雨季进行土料施工, 首先选择对含水量不敏感的非粘性土料以适应雨季施工, 争取小雨日施工, 以增加施工有效天数, 在雨日不太多, 降雨强度不太大, 花费也不大的情况下, 采取一般性的防护措施也能见效。例如在雨季中的晴天, 砾石土心墙两侧仅填筑部分足以维持心墙稳定的护坡坝壳, 其外坡一般不应陡于1∶1.5～1∶2.0, 当下雨不能填筑砾石土时, 则集中力量填筑坝壳部分, 这样就能减少彼此的施工干扰, 更好的协调施工程序, 如图1所示。

由于心墙粘土、砾石土料填筑对含水率有很高有求, 为保证填筑质量, 在心墙填筑施工时, 对雨季施工应采取以下措施:

1) 在多雨季节填筑时, 要及时了解雨情预报, 充分利用雨情预报见缝插针的进行施工, 在雨水到来之前应做好充分防雨准备, 将雨季施工对施工工期、填筑质量的影响降至最低。

2) 在雨前及时快速压实表层松土, 用25 t自行式振动平碾封闭好做业面, 防止松土被雨滴渗入, 这一般是在雨季施工中最有效的措施, 具有省工、省费用、施工方便等优点。

3) 坝面填筑力争做到平起, 保持填筑面平整, 使填筑面微向上、下游倾斜约2%的坡度, 以排泄表面雨水, 避免雨水渗入填筑料内而影响填筑料的含水率;对于一般砂砾料坝壳, 需注意防止暴雨冲刷坝坡, 可在距坝坡2～3 m处, 用砂砾料筑起临时小埂, 以不使坝面雨水沿坡面下流而使雨水下渗。

4) 雨季砾石土含水量一般均在含水量控制上限值 (约8%) , 釆取在卸料平台铺垫24 mm厚的钢板厚钢板, 用推土机送料。避免了由于自卸车行走造成剪切破坏和”弹簧土”产生。

5) 雨前将施工机械撤出填筑面, 停放在坝壳区, 做好砾石土面的保护。下雨或雨后, 尽量不要践踏坝面, 禁止机械通行, 防止坝面形成稀泥。与此同时, 施工单位应密切跟踪天气预报, 要和雨水展开艰巨的“攻防战”, 必要时在雨后要及时组织全体干部职工采用“盆舀桶装”的方法或采用小型抽水机抽水, 及时清理暴雨造成的填筑区积水, 保证工程尽快恢复正常施工。根据相关资料和以往施工经验, 当砾石土料日降雨量小于5 mm时, 砾石土可以正常施工;当日降雨量为5～10 mm时则要求停工;并且当日降雨量为10～30 mm时雨后一般要求停工0.5～1 d;而当日降雨量大于30 mm时, 雨后一般要求停工1～2 d。因此, 在进行雨季施工时, 应根据实际降雨量多少, 合理安排恢复工期, 尽快恢复施工。

6) 采用先进的25T振动凸块碾 (戴拉派克凸块碾) , 使心墙砾石土填筑铺土厚度由原设计的30 cm提高至45 cm, 有效地提高填筑速度。

7) 施工前准备好雨布, 对突然来临的天气变化以及较大、长时间的雨水天气做好遮雨准备, 即用雨布对填筑工作面进行覆盖以避免雨水渗入, 缩短雨后施工时间, 争取填筑工期。另外, 运输道路也是雨季施工的关键之一, 一般的泥结碎石路面, 当遇雨水浸泡时, 路面容易破坏, 即使天晴后坝面可复工, 但因道路影响了运输而不能及时复工, 所以, 在雨季应加强路面的维护, 保证排水措施的健全。

8) 黑马砾石土料场对含水量比较敏感, 如何做好雨季施工措施以及雨后如何快速恢复施工, 对施工质量和施工进度起着决定性作用。在实际施工中首先采用“井”字型开采方式, 就要及时排除雨水, 当料场停工或下雨时, 原则上不得留有松土。如必须贮存一部分松土时, 可堆成“土牛”状并加以覆盖, 四周还要做好排水措施;要对料场、皮带机、出口堆料场和坝面的土料进行全面监控, 弄清楚土料含水量的变化规律, 以更好的控制土料的含水量变化。由于黑马料场土料的含水量一般都偏高, 因此, 可以首先在料场采用备料、翻晒的方法进行脱水, 再经皮带机筛分输送系统运至皮带洞出口, 直至含水量合格后再上坝。对于砾石土备料及粘土储料场则使用雨布覆盖, 防止雨水渗透而增加实际含水量。在实际施工中还应加强研究砾石土料实际最优含水量以及含水量与压实度、最优含水率的关系等, 以利于今后更好的指导施工。现场检测湿密度、含水率、粗粒含量、细料压实度关系。现场压实度检测最先得到的指标是全料湿密度, 根据室内击室试验成果, 得出全料湿密度、含水率、粗粒含量和细料压实度之间的关系曲线, 在现场得到湿密度后就能迅速判断出细料压实度是否达到设计要求, 曲线关系见图2。

4 结束语

近几十年来, 随着新型土石方机械的大量投入, 填筑水平工艺的不断提高以及土力学理论和实验技术的进步, 极大地拓宽了土石坝的用料范围和用料模式, 为土石坝更广泛的应用提供了有利条件, 改变了土石坝长期存在的建设工期长、填筑强度底的不足, 进一步加快了施工进度, 使土质心墙堆石坝逐渐成为世界上高坝建设的主流坝型之一。这种坝型可以利用大型振动碾压实堆石, 使坝体达到比较高的紧密度, 以减小实际工程量;可以利用土质心墙的柔性来更好适应坝体变形, 保障防渗体的安全。为此, 在我国以及世界许多工程中得到了广泛推广应用, 据统计, 国外100 m以上的高土石坝中, 利用宽级配砾石土做防渗体的土石坝约占总数的70%。目前, 世界上高于200 m的土石坝几乎无一例外均采用宽级配砾石土作为心墙防渗料。从工程实际情况来看, 料源质量和含水量的控制, 以及如何确保料源充足、进一步做好砾石土在雨季的施工措施, 是制约瀑布沟水电站砾石土填筑的关键因素。砾石土碾压时存在弹簧土现象, 因此, 对于砾石土料实际最优含水量, 以及含水量与压实度、最优含水量的关系等, 还有待进一步研究, 以便更好掌握砾石土料的施工性能, 便于指导今后施工。

参考文献

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[3]卢廷浩.土力学[M].北京:中国电力出版社, 2010.

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