福建洪口水电站上游CSG围堰施工技术

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摘 要：CSG坝是采用水和少量的胶凝材料（水泥和粉煤灰）与砂、砾石或河卵石拌和，经振动压实，固结后成为挡水建筑物。由于CSG与碾压混凝土、松散的砂砾石有着本质的不同，决定了CSG坝的施工工艺与碾压混凝土坝和堆石面板坝的施工工艺不完全相同。

关键词：水电站；CSG围堰；施工工艺

中图分类号：TM622 文献标识码：A

1 概况

1.1 围堰概况

福建宁德洪口水电站大坝工程上游主围堰采用csg过水围堰，总浇筑3.2万m3。堰体上游面采用富浆CSG集中防渗型式，防渗层厚度按1/15水头控制；两侧岸坡与基岩接触处采用先铺浆，后铺富浆CSG。堰基面为厚500mm的C15砼垫层，堰顶为厚500mm的C20砼压顶。由于CSG水泥用量少，水化热低，不设横缝和纵缝。围堰泄洪消能采用台阶式消能方式，台阶高为1.2m，宽0.9m，上部考虑水头较高采用挑流结构，与坝体间设置了预冲水形成水垫来消能以防止对坝体的冲刷。

围堰采用全断面碾压CSG重力式:上游面坡度为1：0.3，折坡点高程为EL71.5m；下游面坡度为1：0.75，折坡点高程为EL48.5m，48.5m高程以下垂直。堰底宽34.65m，建基面高程EL40.0m，堰顶高程EL76.5m，最大堰高36.5 m，堰顶宽度5.7m，堰轴线长97.15m。

1.2 砂石料来源

1.2.1 砂1#料场：位于堰址上游霍童溪右岸张厝里村边，距堰址1.3km，料场面积8.01万㎡，平均厚5.78m，净砾石储量25.63万m3，中砂储量14.9万m3。作为CSG砂石骨料的主料场。

1.2.2 右岸上游弃渣场:距堰址约0.5km的溪边，弃渣总量约2.0万m3。主要是导流洞开挖弃渣，天然级配粒径小于300mm占70%，且80mm占85%，石渣质量好，含泥量小。

1.2.3 左岸上游弃渣场:距堰址500m河边，总量约1.5万m3，主要是大坝岸坡和基坑开挖石渣，天然级配好，粒径小于300mm占80%。

1.2.4 堰基堆料：主围堰基础覆盖层约有7000m3，该部位弃料主要是坝基开挖石碴和天然砂砾石。

1.3 施工总体布置

1.3.1 场外道路及入仓道路布置

由砂1#料场及右岸导流洞弃渣场运来的砂石骨料、外购水泥、粉煤灰、石粉等原材料均从原导游洞施工道路直接运输到现场的拌和场地中。拌和后的CSG料，分别从左、右岸各一条入仓道路运往仓面，入仓路随堰体上升逐渐抬高，直至设计堰顶高程为止。

1.3.2 施工风、水、电布置

CSG拌和、养护及堰基与岸坡冲洗用水均采用水泵直接从上游抽取。施工动力及施工照明用电均由位于大坝右岸的630KVA变压器供电。

1.3.3 材料堆放场

砂1#料场及右岸导流洞弃渣场运来的砂砾石料及从上游弃渣场运入的开挖弃渣均堆放到拌和场附近，水泥、粉煤灰、石粉等袋装原材料堆放在子堰顶面上。

1.3.4 拌和场布置

拌和场分两处设置，其一是设在子堰下方EL58m高程的平台上，主要拌制碾压式CSG；另一处设在左岸入仓口处，承担振捣式CSG拌制任务。

2 CSG施工

2.1 施工工艺

CSG的施工工艺流程基本和碾压混凝土相似，但对砂石骨料后控指标、基础的技术处理均比RCC低得多，而且不需要温控措施。分层压实后6～18h内由质检人员按试验参数现场实际情况，通知专职养护人员洒水养护。但统一的设计、施工规范还有待继续实践探索。

2.2 CSG制备工艺

2.2.1 计量

袋装水泥、粉煤灰等胶凝材料由人工拆包后用装载机斗运输入坑；砂砾石混合料或坝基等开挖弃料用挖掘机按容积法(斗容)计量直接从拌和坑附近的料堆挖取；拌和水通过水表（流量计）计量读数。

2.2.2 拌和

CSG原材料在拌和坑内的投料顺序是：先投放砂砾石再投放水泥、粉煤灰等胶凝材料，并分数层进行投料。采用装载机或反铲挖掘机通过反复数次装料、提高、卸料过程进行翻拌。先干拌二遍，再湿拌六遍直到混合物的颜色基本均匀。

2.3 模板

2.3.1 上、下游混凝土预制模板

混凝土预制砌块作为堰体施工的上下游模板，并把他当成堰体的一部分。其断面尺寸按“300×400×1000mm”和“300×400×2000mm”两种规格。考虑到碾压时CSG的侧向压力作用，在块体中设置了收放式拉筋和竹筋，并将收放式拉筋锚固到上、下游振捣式CSG区中。

为了确保下游台阶状防冲消能跌坎的需要，在块体顶面用浇筑20cm厚的C20混凝土作为压顶。为了增强模板的整体性和美观效果，对浆砌预制块体进行勾缝处理。

2.3.2 下游定型木模板

围堰高程超过EL71.0m后，仓面狭窄，不利于机械吊装预制块体，并且在堰顶还有挑流消能的结构要求，在该部位使用定型竹胶板模板施工。

2.4 CSG施工工艺

2.4．1 分层分块

围堰施工按浇筑材料及工艺不同分为三层。第一层是从基岩面EL40.0m～EL58.0m高程及上游防渗体、下游抗冲体区内等部位为振捣式CSG，采用平浇法施工，浇筑坯层厚度按0.5m控制；第二层为EL58.0m～EL74.5 m高程是全断面碾压式CSG，采用通仓平层连续浇筑的施工方法，其松铺厚度根据振动碾的自重、激振力等要素以及CSG最大骨料粒径，经试验最终确定0.4m和0.6m二种厚度；第三层 为EL74.5m高程以上部分，为振捣式CSG压顶。

2.4．2 振捣式CSG施工

(1)EL58m高程以下部分：基岩部分共分6个仓块施工，自右向左按照清除一块，验收一块，浇筑一块的原则，逐块施工。先挖掘一个搅拌坑，并用装载机运输胶凝材料或砂入拌和点，干拌均匀后加水搅拌。由于在仓面附近，所以采用挖掘机边拌、边入仓，铺料厚度为50cm，采用Φ100高频振捣器振捣。