【word】 泸定水电站粘土心墙堆石坝快速施工技术与质量控制

泸定水电站粘土心墙堆石坝快速施工技术与质量控制第3O卷增刊(1)2011年5月四川水力发电SichuanWaterPowerVo1.30,Supplement(1)May.,2011泸定水电站粘土心墙堆石坝快速施工技术与质量控制郑远建(中国人民武装警察部队水电第九支队,四川成都611130)摘要:结合泸定水电站粘土心墙堆石坝施工情况,总结了粘土心墙堆石坝快速施工的经验和粘土心墙堆石坝质量控制的重点,为粘土心墙堆石坝的快速施工和过程质量控制提供借鉴.关键词:泸定水电站;粘土心墙堆石坝;规范化施工;质量控制中图分类号:TV5l;TV52;TV7文献标识码:B文章编号:1001-2184(2011)增1-0112-041工程概况泸定水电站坝址位于四川省泸定县城泸定桥上游2km处,距下游泸定县城2.5km,控制流域面积58943km.泸定水电站采用坝式开发,总库容2.4亿m,装机容量920MW.工程枢纽主要由挡水建筑物,泄洪建筑物,引水发电建筑物组成.拦河大坝坝顶高程1385.51/1,坝顶宽12m,坝顶长526.7m.大坝最低建基面高程1306m,最大坝高79.5m.大坝基础防渗由坝基防渗墙,心墙及坝基防渗帷幕共同构成,其中坝基覆盖层防渗采用1m厚的混凝土防渗墙,河床部位为106m深的悬挂式防渗墙,两岸防渗墙嵌入基岩1m,防渗墙顶部通过灌浆廊道与心墙连接,坝体结构型式为:粘土心墙区,上下游反滤区,上下游过渡料区,上下游堆石区,上下游压重区.拦河大坝的抗震设防类别为甲类,设防烈度为8度.工程等别为二等工程,工程规模为大(2)型.由于本工程紧邻泸定县城,坝址河床覆盖层深厚,地质条件复杂,工程失事后果影响严重,故提高挡水和泄洪建筑物级别为1级,引水建筑物,发电厂房按2级建筑物设计.2粘土心墙堆石坝快速施工2.1坝体分区及各种填筑参数的确定泸定水电站粘土心墙堆石坝共分为9个大区,按照顺水流方向从上到下依次为:上游压重区,上游堆石区,上游过渡区,上游反滤区(F1,F2),粘土心墙区(高塑性粘土和普通粘土),下游反滤区(F1,F2),下游过渡区,下游堆石区,下游压重料区.各种料区铺料厚度及碾压遍数根据碾压试验和相邻料区的匹配关系确定.主要料区的料源级配要求和主要控制指标见表1.表1料源级配要求及主要控制指标表收稿日期:2011-01-07皿SichuanWater1”o盯郑远建:泸定水电站粘土心墙堆石坝快速施工技术与质量控制2011年增刊(1)2.2坝体各料区施工顺序的确定为保证坝体整体质量,特别是心墙区的填筑质量,坝体各料区填筑的原则为:保证粘土料,反设计填筑线滤料,过渡料的结构尺寸,填筑时不允许反滤料侵占粘土料,不允许粗颗粒侵占细颗粒.各区填筑顺序如图1所示.设计填筑线/,_一一_一_一_一_一_一_一/细堆石料I反滤料I反滤料II心墙防渗土料I反滤料Il反滤料l细堆石料图1坝体填筑顺序分区示意图2.3粘土心墙料填筑施工(1)粘土心墙为大坝的核心部分,粘土心墙填筑质量的好坏直接关系到坝体的总体填筑质量和运行安全.粘土料分为普通粘土和高塑性粘土,靠近廊道两侧2.5m范围为高塑性粘土,靠近盖板3m范围为高塑性粘土,其余部分为普通粘土.粘土料在廊道顶高程以下分上下游两个工作面填筑,跨过廊道后形成一个填筑工作面,粘土料与坝体基础面接触部位先填筑坝基反滤料,然后铺设土工防渗膜,在土工防渗膜上部开始填筑粘土料.(2)粘土心墙料填筑施工程序为:坝基反滤料填筑一土工防渗膜(含赛柏斯和特种沥青防渗膜)铺设一测量放线一粘土料填筑.粘土料填筑前先对料源进行含水率测定,含水率偏差须在规范允许的范围内(上坝土料的含水率应控制在(1)叩一2%【ofto.p+2%之间,(1).为最优含水率)才允许拉运上坝.粘土填筑采用进占法施工,先由填筑面的一端开始上料,形成上料平台,平台高程严格按照松铺层厚标准控制(根据碾压试验确定松铺厚度为35cm,压实后为28eln).粘土大面铺料完成后,测量放出碾压参考线,碾压参考线平行坝轴线,间距4m,采用20t凸块碾平行坝轴线方向激振碾压,粘土采用进退错距法碾压,普通粘土碾压8遍,错距26em,高塑性粘土碾压6遍,靠近盖板混凝土1m远部位采用振动碾静碾6遍,须保证高塑性粘土达到设计指标要求.(3)高塑性粘土填筑前,应在与高塑性粘土接触的廊道及盖板混凝土表面洒水湿润并涂刷浓粘土浆,边铺土边夯实,粘土浆涂刷高度与铺土厚度应保持一致并与下部涂层衔接,严禁粘土浆干涸后再铺土和压实.粘土与水质量比宜为1:2.51:3.0,粘稠度以挂壁为准,涂层厚35mm.心墙从第二层填土开始,与盖板接触的高塑性粘土应先于同层土料进行铺筑.(4)雨季粘土料填筑时要与当地气象部门紧密联系,下雨前及时对粘土进行覆盖,雨停后先对填筑面粘土的压实度进行检测,对料场的土料含水率进行检测,当其均满足要求才允许恢复填筑.如填筑面粘土因下雨而含水率偏高,为加快填筑进度,可采取翻晒或用推土机将表层粘土清除掉的方式予以处理.对储备的粘土要堆成”铁牛”,下雨及时覆盖.粘土因曝晒时间过长,填筑前可采用水车喷洒少量水湿润后恢复填筑.(5)为加快粘土心墙料的填筑速度,试验检测分区进行,根据检测频率要求,填筑面完成一块检测一块,提前准备好循环工作面,粘土料采用核子密度仪进行含水率和压实度等相关指标检测.2.4反滤料填筑施工(1)在粘土心墙区的上下游设置反滤料区,上下游反滤料均由Fl,F2组成,上游Fl,F2各3m宽,下游Fl,F2各4m宽.反滤料由天然砂砾石料场加工生产,严格按照级配控制好料源质量,特别要控制好粒径小于SichuanWaterPower咽第3O卷总第l44期四川水力发电2011年5月0.075mm土料含量不大于5%.反滤料填筑前先按照设计尺寸进行放样,反滤料与相邻的粘土料,过渡料界限分明,撒上滑石粉做好填筑参考线,反滤料的填筑应与心墙填筑面平起上升,反滤层与心墙连接处应采用振动平碾跨缝碾压.(2)反滤层与心墙连接时,采用锯齿状填筑,并先铺筑反滤料,后铺筑心墙,以保证心墙的设计厚度不受侵占.反滤层与过渡料连接时,亦可采用锯齿状填筑,必须保证反滤层的设计厚度不受侵占.(3)反滤料填筑时必须保持湿润状态,对料场刚生产出来的F1反滤料须进行脱水,根据经验一般在料场堆存23d,避免因Fl反滤料含水量过大而形成弹簧土.同时,对于堆存时间过长的反滤料,为增强压实效果,在碾压前应加水润湿,加水量以达到湿润效果即可,同时加水量不应影响与其接触的心墙防渗土料的填筑施工.根据经验,采用洒水车加水,开关开至中等水量,以23km的行驶速度喷洒2遍即可达到效果.2.5过渡料填筑施工(1)在反滤料与主堆石料之间设置有过渡料,过渡料宽12m,采用爆破料,要求级配连续良好,最大粒径不大于300mm;粒径小于5mm的颗粒含量宜在15%25%范围,且D20mm,过渡料压实后的渗透系数应大于510em/s,粒径小于0.075mm的颗粒含量不大于5%.(2)过渡料填筑应严格控制好料源质量,过渡料松铺厚度为63cm,压实后为56em,压实厚度与反滤料相匹配.过渡料填筑采用进占法,铺料完成后先采用挖掘机将与F2接触部位的超径石和集中块石清除干净,并采用细石渣料找平,洒水碾压.对与F2接触的部位加强骑缝碾压,以确保基础部位填筑碾压密实.2.6堆石料填筑施工(1)堆石料区作为大坝的主要承重区,料源质量控制和填筑质量控制是施工的重点.堆石料要求级配连续良好,最大粒径不大于800mm,粒径小于5mm的颗粒含量应控制在10%25%;0.075mm粒径的颗粒含量应不大于5%,不均匀系数应大于10,渗透系数应大于510cm/s.料场严格按照爆破参数进行爆破,超径石在料场皿Sich彻WaterPo.盯进行剔除,对山顶表层开挖料进行选择性上坝,避免将不合格料运至坝面.(2)堆石料填筑可采用进占法,后退法,混合法.堆石料填筑松铺厚度1m,一般采用进占法填筑,先形成填筑平台,车辆由平台上卸料,进占法的优点是先形成平台,能较好的控制填筑平整度;当运输车流量较大时也可采用后退法卸料,即车辆在填筑压实面上卸料,后退法卸料能提高上坝料强度,对汽车轮胎磨损较少;缺点是如果料堆间距控制不好,平整度控制的难度大;混合法填筑是将后退法和进展法相结合,即先形成卸料平台,一部分车辆在平台上卸料,一部分车辆采用后退法在压实面上卸料,混合法填筑既能较好的控制平整度,同时也能提高上坝运输强度.(3)为加强堆石料的碾压质量,堆石料碾压前需进行洒水,堆石料的加水量宜为10%25%,本工程采用在上坝道路设置加水点,以加水点加水为主,坝面辅以高扬程水泵在碾压前人工补充洒水,确保堆石料碾压密实.(4)冬季气温较低时堆石料不加水.为保证填筑质量,采取减少松铺厚度的措施,铺料厚度控制在90cm以下,碾压遍数由8遍增加至lO遍,从而确保了低温季节堆石料的碾压质量.3质量控制措施为保证粘土心墙堆石坝施工质量,需要从料场料源,碾压设备,坝面施工等各个环节进行控制.泸定水电站粘土心墙堆石坝填筑过程中,我们加强了组织管理,制定了科学的技术保障措施,施工程序规范,严格按照各项检测规程进行坝体填筑质量检测,施工过程控制良好,施工质量可靠.3.1组织管理措施(1)项目部成立了大坝施工组织体系,由项目经理任总指挥,下设生产副经理,质量安全副经理,总工程师,设置了各单项责任区(料场施工责任区,反滤料生产系统责任区,坝面填筑施工责任区),各施工责任区由具有丰富施工经验的技术人员和工人组成,由项目总工程师负责技术指导;(2)建立了科学的质量管理体系.质量管理人员加强过程质量控制,但不对施工进度负责,施工中严格按照”三检制”进行检查和验收,严格控郑远建:泸定水电站粘土心墙堆石坝快速施工技术与质量控制2011年增刊(1)制施工过程,前一道工序验收合格后才能进行下一道工序的施工;(3)与现场业主,设计,监理建立科学畅通的联络机制.在大坝填筑现场设置指挥调度中心,业主,监理现场值班室和联络会会议室.施工高峰期每天召开日协调会,及时解决施工过程中出现的如料源变化,坝基地质条件变化,施工技术,与友邻单位的协调等各种问题,确保发现问题及时反馈,现场解决,从而保证了施工的连续性.3.2技术保证措施(1)施工前,除编制好大坝总体施工组织设计外,同时编制好各单项施工方案,以确保料源开采,骨料加工,坝料运输,坝面填筑等技术保障到位,组织有序,施工科学规范;(2)对坝面填筑施工进行统一管理,严密组织,保证工序衔接,分段流水作业,层次清楚,做到“面平,线直,边齐”,各料区均衡上升,减少接缝.分段填筑时,各段土层之间应设立标志,以防漏压,欠压和过压.上下层分段位置应错开;(3)大坝开始填筑前,对承担大坝填筑施工的技术人员,指挥人员,机械作业人员做好全员技术交底,坚持每日班前布置任务,施工过程跟踪指导,班后进行讲评,通过反复教育确保人人懂规范,熟程序,知标准;(4)为保证各种料的填筑结构尺寸,大坝填筑期间,测量队24h跟踪检测,以确保粘土心墙区,反滤料区,过渡料区核心部位的结构尺寸不被侵占,同时各料区的填筑厚度采取设置标杆进行控制,确保填筑厚度在规范允许的范围内,确保碾压质量满足设计要求;(5)对各种料区的搭接界面,岸坡接触部位,与廊道及盖板混凝土接触部位进行单项验收,确保各部位质量满足设计要求.4结语质条件和当地材料特点进行选址设计的,大坝坝高79.5rn,填筑总方量680余万m,大坝位于泸定县城上游2.5km处.泸定水电站大坝工程科学组织,精心施工,持续保持高强度填筑,月高峰填筑强度达88万m,粘土心墙上升速度达到l8m/月.通过对泸定水电站粘土心墙堆石坝施工过程进行总结,笔者认为:在粘土心墙堆石坝及同类型粘土心墙坝施工过程中需注意以下几点:(1)高度重视料源质量控制,施工前加强料场复勘,发现有地质情况变化时要及时将其反馈给设计方,并做好各项应急措施.(2)要达到进度和质量双赢,首先做好规范化施工,使各项工序流程化,避免返工和做无用功.(3)粘土心墙堆石坝上下游分区较多,碾压试验时既要考虑各种料区的经济铺料厚度,碾压遍数,同时亦要兼顾各料区之问的层厚匹配关系,以确保各料区界面的填筑质量.(4)粘土心墙堆石坝填筑方量大,施工强度高,高峰期较长,填筑前做好填筑区规划和场内临时道路规划尤为重要.本工程在粘土心墙区设置了跨心墙钢板桥,有效解决了心墙上下游道路的连通问题,为大坝持续高强度快速施工提供了可靠保证.(5)大坝填筑是一个系统工程,除各项技术保障措施到位外,还需建立畅通的指挥系统.泸定水电站大坝运用大坝视频监控系统,对大坝各料场,生产系统和各填筑区进行全程监控,同时建立了覆盖整个工区的手持式通信对讲机系统,确保了各级指挥人员及时了解工程动态,及时进行各种调控.作者简介:郑远建(1978.),男,湖北咸宁人,质安股股长,工程师,学士,从事水电工程施工技术与管理工作.(责任编辑:李燕辉)泸定水电站粘土心墙堆石坝是结合坝址区地,>,lll,lm,mm,mlm,ll,l,l,m,m,(上接第109页)理方法应用在日格电站隧洞开挖施工中,先后处理大塌方两个,中小型塌方三个.固结灌浆在日格电站引水隧洞塌方的处理施工过程中,有效的保证了施工安全和施工质量,同时积累了较好的塌方施工处理经验.作者简介:陈道刚(1971.),男,重庆江津人,处长兼项目经理,工程师,从事水电工程施工技术与管理工作.f责任编辑:李燕辉)SichuanWaterPower咽