水电站面板堆石坝坝体填筑施工.pdf

工程科技 某水电站兴建于重要的位置上， 属于龙头枢纽的级别， 为上下 游的人们提供电力、 水利， 并且在关键时刻还承担着抗旱防涝的作 用， 因此这一水利枢纽工程具有重要的实际意义。在整个水电站建 设中， 主要分为了几个重要的部分， 一是以混凝土面板为主要材料 的面板堆石坝， 二是位于水电站左侧的溢洪道， 三是位于水电站右 侧的地下电站以及放空洞。 此工程中的堆石坝高度在世界上也居于 前列， 整个高程为 409m， 大坝的填筑量达到 1564 万 m3。 1 工程的水文地质情况 该水电站地处降雨量较大的地区， 因此水量十分充沛， 在一年 中降雨量集中在 6 月至 9 月，此阶段为汛期，在 11 月至次年的 4 月， 降雨量并不丰沛， 因此为枯水期， 水电站的坝址选择在二叠系茅 口组 P1m以及栖霞组 P1q的地层。其中强岩溶化地层是茅口组灰岩 的主要特点， 强岩溶化以及弱岩溶化相交的地层为栖霞组的主要特 点。两岸地表以及地下岩溶具有良好的发育特点。该工程建设中所 选取的主要填筑的场地有两处， 一处为左岸公山包， 另外一处为右 岸桥沟料场，这两个料场的共有特点在于均具有茅口组 P1m的厚层 块状灰岩， 因此地层在结构上具有强岩溶化的特征。 工程在建设的过程中， 需要遵循以下几个步骤进行施工， 首先 要进行施工的部分是上下游围堰，前提条件是需要进行截流处理， 然后再完成围堰的防渗墙施工，将坝基与坝肩开挖出一条通道， 在 过水围堰处设计一层保护面，对这两个施工环节进行夯实的处理， 防止出现塌陷的情况， 在对围堰施工的过程中， 要将大坝中间的位 置进行填筑处理， 随着围堰的上升， 下游填筑也会随之上升， 进而完 成防渗板以及上游趾板的施工， 在上述工序完成后， 将大坝进行回 填处理， 整个过程中要对大坝进行合理的保护， 以确保填筑的工程 质量。 2 坝体填筑施工 2.1 填筑准备工作 该工程的坝体填筑工程主要分为六期完成， 其中在 1 期填筑的 过程中，是在上游的宽条带上完成施工的，由原有的 40m 上升至 200m， 而下游的坝体则是在坝轴线的位置上上升到 208m， 这一区间 处需要进行填筑。坝轴线以下的部分至 210m 的高程位置上也需要 进行填筑， 整个过程分为几个区域进行填筑， 分别是垫层区， 采用 A 料以及AA 小区料； 过渡区， 采用A 料； 主堆石区， 采用B 料； 最后是下游堆石区， 采用D 石料。 在施工前期的准备阶段中，要事先做好开采以及碾压实验， 确 保填筑工程的有效性，在完成强夯施工后即可开展填筑工程的施 工。在上游处的位置上修建一个临时护面， 并且进行挤压边墙的施 工， 将A 与A 料填筑在其中， 整个 1 期的施工过程持续时间为 一个月， 效果良好， 经过检测具备过流条件。其中A 与A 料的特 征为半透水垫层， 因此具备一定的反滤保护作用， 同时还兼具了低 压缩性以及较强的抗剪性， A 应用在过渡层的施工中， 在 1 期工 程施工中， A 料取材于灰岩料， 主要特点是非塑性， 其颗粒具备了 坚固耐用的特征， 因此对于填筑的质量具有良好的保证。整个小区 料中并不包含有机物以及粘土， B 顶部与A 之间的高程差异应 该控制在 400mm 的范围内。主堆石的选料为B 料， 要事先将其进 行碾压， 以确保其能够符合设计包络线的要求， 在完成碾压后， 应该 达到自由排水的效果。下游区主要选择了D 料， 这一原料的获取 方式为水电站周边的建筑物，同样需要将其控制在级配的范围内， 保证水流能够源源不断的排出。 2.2 施工具体布置 为了确保工程的畅通无阻，首先要保证施工道路的畅通无阻， 在水电站的左侧位置上已经具备一条 3#公路，而在右岸的位置上 同样有一条 12#公路， 最为上游右岸的下基坑道路。 在 210m 处的高 程位置上， 使用钢筋混凝土修建一条栈桥， 与填筑区相连接。 为了满足上坝料压实干密度要求， 需进行加水， 主要采取坝外 加水和坝内补水两种方式。在左右岸高程 380m 修建 1000m3水池， 引 150mm 钢管至左右岸加水站。左岸在 3#公路隧洞出口附近设 2 个加水点， 右岸在 12#公路的下基坑道路口设 2 个加水点， 分别满 足 32t 和 20t 自卸汽车的加水要求。 2.3 坝体填筑施工步骤 挤压边墙施工法是在每一填筑层垫层料填筑施工之前， 采用挤 压边墙机制作出 1 个半透水的混凝土挡墙， 然后在其内侧的填筑层 面上按设计要求铺填垫层料、 过渡料等坝料， 用 18t 振动碾压实。挤 压机采用液压工作方式， 功率约 45kW， 工作速度 4560m/h。 挤压边 墙断面尺寸高 40cm， 顶宽 10cm， 上游边 1:1.4， 下游边 8:1。 边墙截面 基本为三角形， 以铰接方式使边墙可适应垫层区的沉降变形， 其下 部不会出现空腔， 不会对混凝土面板造成不利影响。它替代了传统 施工工艺中的垫层料回填、 削坡、 斜坡碾压、 坡面砂浆碾压等工序， 使传统工艺中的垫层料斜坡碾压变为垂直碾压， 可充分保证垫层料 的压实质量， 并简化了施工工序。 挤压式混凝土边墙为一级配干硬性混凝土， 现场坍落度为 0， 为 保证挤压边墙的成型和垫层料的正常碾压， 以及对面板不造成过分 的约束， 混凝土 28d 的抗压强度应为 5MPa 左右， 混凝土的渗透系 数与垫层料的渗透系数相当， 可为 10-210-3cm/s 范围内， 要求低弹 模。挤压边墙与两岸趾板相接处及河床底部均脱开， 避免以后对面 板的约束。经混凝土配合比试验，确定边墙混凝土的水泥用量为 70kg/m3，加水量 91kg/m3，骨料为AA 料。28d 抗压强度达到 35MPa， 弹模达 22003200MPa。 将大坝上游垫层料区和过渡料区整平， 对边墙挤压机行走的线 路拉线， 边墙挤压机就位。混凝土搅拌车运输混凝土向边墙挤压机 中放料， 边墙挤压机由一侧向另一侧行走， 同时专人利用水准仪跟 踪测平， 在挤压边墙混凝土浇筑完成 34h 后， 开始铺垫层料和过渡 料， 铺垫层料时超高挤压边墙 5cm， 然后进行碾压， A 区采取先大 碾后小碾。首先采用 18t 大碾先静压 2 遍， 再振压 8 遍； 其后， 边墙 内侧 2040cm 范围再采用 75S 型小碾碾压 8 遍。在每层挤压墙混 凝土中埋设钢筋观测点， 垫层料填筑后进行位移观测。 3 结论 合理进行现场施工道路的布置、 料场的规划， 是确保大坝填筑 强度的关键。1 期填筑上坝道路共 2 条， 左岸道路自下游侧上坝， 根 据现场地形、 料场等情况， 右岸道路布置在上游侧， 需跨趾板通行。 大坝上游侧施工工序较多， 是影响大坝填筑进度的重点部位， 因此， 解决好该处施工道路尤其重要。 在权衡施工条件和填筑料运距的情 况下， 尽可能避免自上游跨趾板修筑道路。 参考文献 1张庆武.浅析混凝土面板堆石坝坝体填筑施工J.中国新技术新产 品， 2009 （11） . 2张源安， 冯汉祥.浅析混凝土面板堆石坝坝体填筑施工J.广东建 材， 2007 （9） . 3孙卫江.浅析混凝土面板堆石坝坝体填筑施工J.西部探矿工程， 2007 （12） . 水电站面板堆石坝坝体填筑施工 李国民 （方正县水利勘测设计队， 黑龙江 方正 150800） 摘要： 在水电站堆石坝坝体施工的