董箐水电站坝体填筑施工报告

董箐水电站坝体填筑施工报告（施工方）一、董箐大坝填筑特点分析1、坝体填筑概况董箐水电站大坝为钢筋混凝土面板堆石坝，最大坝高149.5m，坝顶高程494.5m，坝顶全长678.63m，上游坝坡1:1.4，下游平均坝坡1:1.5，坝后设10m宽坝后公路，378m以下填筑方量为147万m3，378m以上填筑方量为819.0万m3，总填筑方量近1000万立方米。2、坝基地形特点分析；上下游地形趋势为前低后高，上游最低点高程为EL345，下游最高点高程为EL350，河谷中部平缓，无较大起伏。针对此特点在坝前埋置了反向排水管（反向排水共设置了8根100排水钢管，一端伸入大坝过渡区并设置了滤网，一端由水平趾板伸出自由排水），在实施过程中排水管运行良好，8根排水管均能自由出水，有效降低了坝体内水位，减轻了反渗压力，保证了坝前垫层料及整个坝脚的稳定。左右岸坡为开阔的“V”型河谷，两岸坡度在2835，岸坡经过处理削坡形成稳定边坡，岩石岸坡开挖清理后符合设计要求，局部的凹坑、反坡按设计要求进行了削坡及回填混凝土处理，对于岩面裂隙发育较快的部位，开挖结束后立即进行了喷混凝土封闭。河床部位覆盖层主要由块石、砾石、砂卵石及粘土组成，厚度一般813.8m，最厚达15.0m。其中，坝址上游河床高程361.2365.1m，基岩面高程349.5360.8m。坝址下游河床高程362.8366.0m，基岩面高程349.4357.1m。基岩面沿倾向方向凸凹不平，呈波浪状起伏。河床部位均处理至坚硬基岩岩面，局部礁石、大型孤石都进行了处理。3、填筑方量大、填筑时间短 董箐电站大坝总填筑方量近1000万立方米，合同工期只有20个月，如此方量在短期内填筑完成，必须采用快速施工法。快速施工对坝体的后期沉降有不利的影响，减轻影响的手段只有通过均衡填筑，使整个坝体受力均匀。4、大坝主体采用砂泥岩料填筑 砂泥岩料是一种岩性以T2b1-2厚层、中厚层砂岩为主，夹钙质泥岩，主要是溢洪道开挖料；砂泥岩料的表观特征是在大气中受雨淋日晒容易风化，开挖出新鲜岩石硬度、强度能满足筑坝要求。在中高坝中首次采用砂泥岩筑坝是本工程一大特点； 5、坝体分区、分期情况特点分区情况：坝体填筑材料分成垫层区(2A区)、过渡区(3A区)、岸坡过渡区(3AA区)、排水堆石区(3F区)、反滤区(3C区)、堆石区(3B区)以及坝前粘土铺盖(1A区)和石渣盖重区(1B区)。垫层区及过渡区坡度均为1：1.4，水平宽度分别为3m和4m。过渡层下游侧为排水堆石区，泥岩堆石区位于404.1m高程以上部位，坝体与两岸坡接触带设2m厚的岸坡过渡层，排水堆石区与泥岩堆石区之间设置反滤层，坝下游面设厚度为1.0m的反滤层和1.0m的干砌块石护面层。周边缝下设特殊垫层区(2B区)，上游430.00m高程以下设砂性粘土铺盖区(1A区)和石渣护面(1B区)。设计分期情况：根据施工具体情况，将坝体填筑规划分成五期进行：期填筑由坝基至EL378高程，在07年汛期前完成。期坝体填筑从378m高程开始，上游临时断面填筑到424m高程，顶宽50m，下游面填筑到380m，分区接缝边坡按1：2.5考虑，不同高程的填筑区采用坝内斜坡道连接，填筑方量约187.0万m3，填筑施工从2007年3月初开始至6月15日，历时2.5个月，平均填筑强度74.8万m3/月。期坝体填筑大坝全断面填筑到450m高程，填筑方量约352.8万m3，填筑施工从2007年5月16日开始，至2007年11月30日完成。为争取一期面板能够尽早开始浇筑，并保证有足够的预沉降期，规划将期坝体填筑划分成两个阶段进行，第一阶段从2007年5月16日开始，至2007年10月15日，上游临时断面填筑到450m高程，顶宽50m，坝后区填筑到424m，分区接缝边坡按1：2考虑，不同高程的填筑区采用坝内斜坡道连接，填筑方量约268.0万m3，施工期5个月，平均填筑强度53.6万m3/月；第二阶段从2007年10月16日开始，至2007年11月30日，坝后区填筑到450m高程，满足招标文件节点控制工期要求。期坝体分两个阶段施工，对一期面板施工前争取达到坝体预沉降要求有积极意义。期坝体填筑大坝全断面填筑到491.2m，填筑施工从2008年3月初开始至7月31日，填筑方量约169万m3，施工期5个月，平均填筑强度33.8万m3/月。期坝体填筑坝体顶部静碾区填筑，在坝顶防浪墙施工完成后填筑，填筑方量约4万m3，按排工期15天。坝前铺盖填筑坝前铺盖填筑在一期面板下部浇筑完成后开始填筑 ，填筑方量106.2万m3，施工期从2008年2月16开始，到2008年7月底完成，平均填筑强度30.3万m3/月。实际填筑分期：378.00391.601:1.301:1.41:1.0428.00479.00430.001:1.601:1.401:1.40 494.50坝轴线1:1.406石渣盖重区（1B）粘土铺盖区（1A）1:2.51:1.6粉煤灰铺盖坝顶高程过渡料(3A) 489.60371.00360.0007.3.1507.5.1106.12.1507.3.1507.5.1107.6.1007.6.1107.7.8410.0424.0391.0007.7.807.7.30399.0007.7.3007.8.30411.0007.8.3007.9.30421.0007.9.3007.10.30428.0007.10.3007.11.30435.0007.11.3007.12.30根据设计分期与实际分期对比，填筑时段与方量与设计分期基本吻合，没有较大的出入。二、大坝填筑施工过程分析1、大坝各分区填筑时间与仪器埋设位置关系；大坝435以下共布置了3条垂直水平位移计监测条带，用于监测坝体沉降和坝内水平位移变形。布置分别位于378m高程（一条），403.5m高程（一条），424m高程（3条）。垂直水平位移计埋设位置与填筑分期与时间关系如下图所示：2、坝体月填筑情况分析；董箐水电站坝体填筑由2006年12月16日开始填筑，378m填筑完成时间是2007年3月30日，为保证2007年汛期安全，由378m高程开始起临时度迅断面，临时度迅断面顶部宽度为30m，高程为EL424，度迅断面后坡坡比为1:1.51：2,填筑完成时间为2007年6月15日。坝后填筑时段为2007年6月15日2007年11月5日。由上图可以看出，填筑的强度是有规律的逐步加大的过程，高峰期是保持均衡生产的，在整个填筑期间没有填筑量突然增大或者减小的现象，使整个坝体均匀受力。3、坝体填筑过程质量控制方法；在主坝填筑施工过程中，严把各道工序质量关，找出质量控制的关键点及控制点，采取一系列保证措施，使各道工序始终处于受控状态，从而保证填筑施工质量。大坝坝基开挖、清理干净并验收合格后，进行基础找平，然后开始坝体填筑施工；垫层和过渡层填筑待相应高程的趾板混凝土浇筑完毕进行。填筑程序主要包括坝料开采、坝料装卸、摊铺与平整、坝面洒水、振动碾压实以及质量检测验收等工序。3.1坝料摊铺质量控制：每层铺料前，先用石灰线标出各填筑区域，明确分区界线，左右岸坡清楚标明高程和填筑边线，在堆石区及过渡区、垫层区分别放置用钢筋或方木制作标尺用于控制铺料层厚，避免发生超填和超厚现象；填筑铺料方向平行于坝轴线，特殊垫层料、垫层料采用后退法卸料，过渡料、两岸接坡料、上游堆石、下游堆石和低压缩区料全部采用进占法填筑，自卸汽车卸料后，采用推土机摊料平整，坝面配置PC200挖掘机和液压击碎机各一台，推土机铺料时前端有块石料集中的地方，用挖掘机分开摊铺，再充填细石料，有利于碾压密实，对局部存在的超径石料，用击碎机及时破碎解小或剔除到坝后用于干砌石；垫层料、过渡料由挖掘机摊铺，人工配合整平。根据碾压试验成果，堆石料的铺料厚度按7288cm控制，过渡料、垫层料的铺料厚度按3644cm控制。3.2洒水质量控制洒水采用坝外洒水与坝面洒水配合的方式，在坝外各交通要道口设置坝外加水点，通行车辆必须由此通过，进行强制加水。在大坝左右岸各布置供水系统，用消防软管接至工作面，填筑碾压前进行洒水，左右岸派专人负责洒水，按照水管流量进行计量，根据水力计算公式计算出水管流量，按时间控制洒水量，根据填筑强度和设计洒水量，左右岸同时不间断洒水，能满足施工需要，根据各填筑区的设计洒水量，在坝面上拖动水管均匀洒水，高强度填筑时，洒水车配合洒水，保证洒水量满足设计要求。3.3 碾压质量控制坝面填筑碾压配备25T自行式宝马振动碾，碾压行进方向平行坝轴线，采用进退错距法碾压，速度控制在2Km/h左右，根据碾压试验成果，碾压遍数为10遍，滚筒错距控制在20cm左右，靠近岸坡采用顺向碾压，振动碾碾压不到的边角部位，用用液压振动夯夯实。特殊垫层料采用25T自行式宝马振动碾，局部用小型手扶式宝马振动碾压实；边角辅以人工夯实，上游坡面碾压采用D8推土机牵引10T斜平两用振动碾进行。根据填筑质量检测结果，采用25T自行式振动碾碾压10遍时，能够达到设计要求。3.4岸坡位置填筑：两岸岸坡2m范围用过渡料（接坡料）填筑，与堆石体同步进行，铺料用推土机推平后，挖机剔除所有超径块石，洒水后用25T自行式振动碾碾压，顺上下游方向进行碾压，碾压时滚筒尽量靠近岸坡，局部碾压不到的边角用小型手扶式宝马振动碾压实。3.5填筑质量检测控制根据设计及规范的大坝填筑取样频率，填筑到一定的方量时进行各填筑区挖坑试验，用注水法进行，对各填筑区的压实干密度和孔隙率以及颗粒级配等参数进行检测，并根据试坑的试验数据，对大坝填筑质量进行评定；压实检测项目和取样次数如下：堆石料：60000m380000m3/次。过渡料：5000m36000m3/次。垫层料：800m31000m3/次；其中渗透系数检测1500m23000m2/次，上游坡面1500m23000m2/次。特殊垫层料：23层/次。3.6填筑施工组织控制大坝填筑中，继续发扬以往的“工法责任制”办法，制订大坝“填筑工法”、“碾压工法”、“推平工法”、“洒水工法”、“垫层料施工工法”、“周边区施工工法”、“斜坡碾及坝前砂浆固坡工法”等等，人手一册，严格控制填筑厚度，坝面洒水、碾压遍数及碾压速度，做到洒水均匀，拒绝超径，碾压密实，建立施工作业“质量跟踪记录本”，进行质量跟踪记录，将具体责任落实到每个人。4、填筑质量情况分析；水平坝面垫层料共挖试坑129次、坡面挖坑22次，其中包括干密度检测151次，颗粒级配试验151次，垫层区实测平均干密度为2.294g/cm3，大于设计干密度2.25g/cm3；实测干密度标准差为0.031g/ cm3，满足设计干密度标准差0.1 g/ cm3的要求；实测平均空隙率为15.71%，设计空隙率为17.34%，检测合格率99.3%。垫层料实测5mm颗粒平均含量为32.4%，在设计为（3050）%包络线内；平均含泥量为4.48%，设计含泥量为8%，不均匀系数为31.7，曲率系数为1.5。垫层料渗透性试验共检验7次，渗透系数在10-310-4m/s,从试坑试验成果看，其实测干密度、孔隙率、渗透试验等均都达到设计指标要求。大坝垫层料修补共挖试坑6次，其中包括干密度检测6次，颗粒级配试验6次，垫层区实测平均干密度为2.296g/cm3，大于设计干密度2.25g/cm3；实测平均空隙率为15.64%，设计空隙率为17.34%，检测合格率100%。以上数据表明大坝垫层区填筑质量优良。大坝过渡区填筑料来自右岸董箐灰岩料场开采料。过渡区共挖试坑122次，其中干密度检测122次，颗粒级配试验122次。过渡区实测平均干密度为2.255g/cm3，大于设计干密度2.2g/cm3；实测干密度标准差为0.03g/ cm3，满足设计干密度标准差0.1 g/ cm3的要求；实测平均空隙率为17.16%，设计空隙率为19.16%，检测合格率为100%；不均匀系数为21.2，曲率系数为2.5，实测过渡区填筑最大粒径300mm，平均含泥量为1.66%，设计含泥量为4%。从试坑试验成果看，其实测干密度、孔隙率等均都达到设计指标要求，大坝过渡区填筑质量优良。大坝岸坡及下游过渡区填筑料来自右岸董箐灰岩料场开采料。大坝岸坡及下游过渡区共挖试坑10次，其中干密度检测10次，颗粒级配试验10次。大坝岸坡及下游过渡区实测平均干密度为2.249g/cm3，大于设计干密度2.2g/cm3；实测干密度标准差为0.016g/ cm3，满足设计干密度标准差0.1 g/ cm3的要求；实测平均空隙率为17.38%，设计空隙率为19.16%，检测合格率为100%；不均匀系数为21.3，曲率系数为2.4，实测过渡区填筑最大粒径300mm，平均含泥量为0.95%，设计含泥量为4%。从试坑试验成果看，其实测干密度、孔隙率等均都达到设计指标要求，大坝岸坡及下游过渡区填筑质量优良。大坝排水堆石体填筑料主要来自右岸董箐灰岩料场开采料或阴河渣场。大坝排水堆石区共挖试坑检测156次，其中干密度检测156次，颗粒级配试验156次，排水堆石区实测平均干密度为2.242g/cm3，大于设计干密度2.192g/cm3；实测干密度标准差为0.031g/cm3，满足设计干密度标准差0.1g/cm3的要求；实测平均空隙率为17.61%，设计空隙率为19.46%，检测合格率为100%；排水堆石区级配优良，平均颗分级配曲线落在设计级配包络线内，不均匀系数达到18.5，曲率系数为1.9，主堆石填筑实测最大粒径600mm，平均含泥量为1.13%，设计含泥量为4%。从试坑试验成果看，其实测干密度、孔隙率等均都达到设计指标要求，排水堆石料填筑质量优良。大坝砂泥岩堆石体填筑料来自溢洪道开挖可利用料。大坝砂泥岩堆石区共挖试坑检测146次，其中干密度检测146次，颗粒级配试验146次，砂泥岩堆石区实测平均干密度为2.238g/cm3，大于设计干密度2.192g/cm3；实测干密度标准差为0.035g/cm3，满足设计干密度标准差0.1g/cm3的要求；实测平均空隙率为17.39%，设计空隙率为19%，检测合格率为100%；砂泥岩堆石区级配优良，平均颗分级配曲线落在设计级配包络线内，不均匀系数达到19.9，曲率系数为1.7，堆石填筑实测最大粒径600mm，平均含泥量为1.62%，设计含泥量为4%。从试坑试验成果看，其实测干密度、孔隙率等均都达到设计指标要求，砂泥岩堆石料填筑质量优良。坝体各分区质量指标对照表部位分区干密度（g/cm3）孔隙率（%）检测值设计检测值设计最大最小平均最大最小平均垫层料2.3762.1532.2942.25020.8912.715.7117.34过渡料水平2.3362.2062.2552.20018.9414.1717.1619.16岸坡下游2.2722.2232.2492.20018.3216.5217.3819.16堆石料灰岩2.3662.1932.2422.19219.4213.0117.6119.46砂泥岩2.3732.1862.2382.19220.2212.7517.3919.00经监理工程师验收评定结果，填筑质量符合设计及规范要求，共评定467个单元，优良351个单元，优良率75.2%。三、结论与建议1、堆石坝变形是时间的过程线，测点沉降随坝体填筑升高处于不断增加过程中，不断升高的坝体会持续对下部增加巨大的荷载，坝体变形量也会不断增加，已经填筑完成且沉降期已达5个月的部位，沉降数值也不会收敛。 2、EL424坝体上游侧的垫层料区设置的临时垂直观测墩7个，用于监测堆石体上游面的沉降变形情况，临时观测墩距离填筑作业面距离较近，填筑时振动碾、大型推土机会产生较大的振动，必然会对测墩