黄河海勃湾水利枢纽土石坝填筑施工

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【摘要】：黄河海勃湾水利枢纽土石坝为粘土心墙坝，全长6371.2m，其中坝0+493.0m～4+043.3m段采用“粘土心墙土石坝+混凝土防渗墙”型式,即采用粘土心墙砂砾石坝、粘土心墙下接20～40m深的塑性混凝土防渗墙防渗。土石坝填筑通过坝壳砂砾料、心墙反滤料、心墙粘土料现场碾压工艺性试验，确定不同坝体填筑料的现场施工参数和施工方法，确定现场坝体填筑料的质量控制指标，心墙反滤料采用反滤料摊铺器施工，土料和反滤料平起同步填筑，既有利于减少心墙反滤料的浪费，又保证了坝体填筑施工质量。

【关键词】：粘土心墙坝；反滤料摊铺器；填筑施工；质量控制

[Abstract]: Haibowan hydroproject embankment dam with clay core wall dam for the Yellow River, full-length 6371.2m, among them 0+493.0m ~ 4+043.3m "section of the dam with clay core wall rockfill dam and concrete anti-seepage wall" type, namely the clay core wall rockfill dam with clay core wall, the 20 ~ 40m depth of plastic concrete cut-off wall. Earth-rock dam filling the dam shell sand, core wall filter material, core clay material field compaction process test, determine the different dam filling construction parameters and construction method, to determine the index of quality control field dam filling materials, core wall filter using the filter material spreader construction, soil and filter material Ping - synchronous filling, which not only helps to reduce waste of the heart wall filter, and ensure the quality of dam filling construction.

[keyword]: clay core dam; filter material spreader; construction; quality control

中图分类号：TV641 文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2013）

1 工程概况

黄河海勃湾水利枢纽位于黄河干流内蒙古自治区境内，工程任务是防凌、发电等综合利用。工程为Ⅱ等工程，工程规模为大（2）型，枢纽主要由河床电站、泄洪闸、土石坝等建筑物组成。

土石坝施工标段长5864.2m，其中坝基防渗采用厚0.4m、深度为30～20m的混凝土防渗墙，防渗墙向上插入粘土心墙内2.0m，心墙顶部设高塑性土区，坝顶宽7.0m，坝高3～12.7m，坝顶高程1078.7m，上游坝坡为1：2.75，采用0.4m厚干砌石护坡，下游坝坡为1：2.5，采用0.3m厚碎石护坡，粘土心墙顶高程1077.0m，顶部宽度3.0m，心墙上下游坡比均为1：0.3，心墙上、下游侧均设置反滤层，坝基设置过渡层或反滤层，坝壳采用砂砾石料填筑。

2 坝体填筑料设计指标

根据本工程土石坝设计特点，本标段土石坝坝基建基面高程依据地形变化而渐变，坝基底高程不一，坝顶高程为1078.7m，因此，坝体高度根据地形变化而变化。其中坝壳砂砾料、建基面过渡料、垫层料、反滤料填筑料设计指标按相对密度低于0.8控制；心墙粘土料和心墙高塑性土料填筑料设计指标按压实度不小于98%控制。

3 坝体填筑料施工参数

在填筑施工前项目部首先进行了不同坝体填筑料的室内土工试验及现场碾压工艺性试验，共进行20余场现场碾压试验，最终确定了适应本工程的最经济、最合理的坝体填料施工参数。

4 坝体填筑施工

由于本工程土石坝施工占线较长，故需采取分区、分段进行填筑施工，每一区段的坝壳砂砾料、心墙粘土料、心墙反滤料平起填筑，跨缝碾压，碾压搭接宽度不小于30cm，相邻区段的横向接坡按缓于1:3.0的坡比进行控制，接坡处顺碾压方向搭接宽度不小于1.0m，以确保接合部位坝体填筑施工质量。

4.1 建基面过渡料、反滤料填筑施工

先将坝基相关基础进行处理并将坝基开挖至设计建基面后，组织四方联合验收建基面，验收合格后，按照碾压试验确定的施工参数进行上游建基面过渡料、下游建基面反滤料的填筑施工。

本工程采用后退法进行建基面过渡料、反滤料的填筑施工。砂石骨料含水率合格不需调整含水率。

4.2 坝壳砂砾料填筑施工

本工程所需坝壳砂砾料由卡布其沟砂砾石料场开采（砂砾料天然含水率较低），按照碾压试验确定的施工参数进行填筑施工，采用25t自卸车运料、SD22推土机铺料、21t振动平碾碾压，铺料方式采用进占法、后退法相结合的方式进行施工，铺料厚度利用样架及测量打点控制。坝壳砂砾料上下层铺筑料施工时洒水湿润，以保证填筑料层与层之间的结合，层面洒水利用洒水车进行。

坝壳砂砾料铺筑时，为确保上下游边线碾压密实，在铺筑时砂砾料水平宽度超出其设计边线20cm，同时铺筑料的外边缘略高出5～10cm，以保证振动碾的作业安全。

4.3 心墙反滤料填筑施工

心墙反滤料掺拌利用反铲进行，根据掺拌场地的大小，先计算好每次掺配的砂和小石重量，利用自卸汽车运输原材料至掺拌场。

在本工程心墙反滤料填筑时采用了我单位自行研制的并获得国家专利的专利产品——反滤料摊铺器，反滤料填筑施工时摊铺器由SD22推土机水平牵引，ZL-50型装载机上料。

4.4 心墙粘土料、高塑性土料填筑施工

本工程心墙土料均开采自乌海治沙站土料场，土料用于填筑前进行含水率调整，采用在土料场筑畦灌水的方法调整土料含水率，且在每块灌水后的土料开采前均由试验室现场取样，经试验分析含水率合格后方可进行开采。

由于本工程塑性混凝土防渗墙插入粘土心墙2m，防渗墙由高塑性土料包裹，为确保高塑性土料具有足够的压缩性，将高塑性土料含水量调整至大于心墙土料含水率2%～5%。在高塑性土料填筑施工时先将每层覆盖的防渗墙部位（每层15cm）洒水湿润，并涂刷浓泥浆，泥浆涂刷高度与铺土层厚一致，且保证上下层涂刷泥浆衔接，边涂刷泥浆边利用小型反铲铺土，紧接着人工利用BS500快速冲击夯，按照试验确定的施工参数夯实，待防渗墙顶部填土厚度达到0.5m以上时，再利用碾压试验确定的碾压设备及碾压参数压实。为保证粘土心墙填筑平起施工，要求每填筑两层高塑性土料进行一层心墙粘土料填筑。

心墙粘土料填筑未超过防渗墙顶部时，防渗土料填筑沿坝轴线方向分上、下游进行，心墙上下游填筑平起施工。本工程心墙粘土料采用进占法卸料，20t自卸汽车运料、反铲配合D85推土机平料、20t凸块振动碾碾压，具体施工参数由碾压试验确定的施工参数进行控制。心墙反滤料与心墙粘土料同步填筑，骑缝碾压，采用“先砂后土”法施工，即采用先铺反滤料后铺土料的施工方法施工。

4.5 大坝监测设备周边填筑施工

在坝体填筑施工期间，对已埋设的大坝观测设施采取保护措施，严防机械和人为破坏，同时为保证监测设施周边坝体填筑施工质量，坝面每层填筑前，首先将监测设施引线管周边采用细料填实，然后人工利用BS500快速冲击夯夯实，并安排专人负责实施，以确保大坝监测设施施工期完好运行。

5 质量控制

土石坝坝体填筑质量控制首先从料源进行，坝壳砂砾料开采前首先在现场进行取样检测，开采装运时剔除超径石。心墙粘土料开采前首先在待土料场进行现场取样，室内分析粘土料的粘粒含量、塑性指数、有机质含量、最大干密度、天然含水率和最优含水率，然后进行含水率调整，含水率调整后由试验室现场取样检测含水率，合格后方可开采运输上坝。心墙反滤料掺拌均匀后经试验室现场取样检测，级配满足设计要求后才能运输上坝。坝面上安排质检人员控制铺料厚度和碾压施工参数，施工时严格按照碾压试验确定的施工参数进行施工。

试验人员按照设计和规范要求的项目和频率对坝体填筑料进行取样检测，坝壳砂砾料取样采用挖坑灌水法，建基面过渡料、反滤料及心墙反滤料取样采用灌砂法，心墙粘土料、高塑性土料取样采用环刀法进行检测。

经统计，本工程坝体填筑料现场试验检测项目、检测频率和检测结果合格率均满足设计和规范要求。

6 结 语

坝体填筑施工务必从料源开始控制，保证填筑料合格。填筑施工过程中要注重细节，从填筑方式、填筑设备的选择、填筑工序的衔接以及坝体接缝处填筑上进行严格的过程控制，才能有效的控制盒降低施工成本，保证施工质量和施工进度。