糯扎渡水电站大坝心墙掺砾土料填筑施工技术
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摘要：糯扎渡水电站心墙堆石坝心墙填筑工程主要为掺砾土料填筑，工程填筑量大，质量要求高，如何保证其结构的整体性、防渗性是影响工程进度、质量的关键，本文就该工程介绍关于心墙堆石坝掺砾土料的填筑施工技术与质量控制措施。
关键词：掺砾土料；施工技术；质量控制；填筑；GPS数字监控技术；糯扎渡水电站
Abstract: the waxy firm crossing hydropower station wall rockfill dam filling the heart heart wall project mainly for mixed with gravel filling the earth material, engineering TianZhuLiang big, high quality requirements, how to guarantee the structure of the entirety, the antiseepage influence project schedule, quality is the key, this paper introduced the project about heart wall rockfill dam of earth material mixed gravel filling construction technology and quality control measures.
Keywords: mixed with gravel earth material; Construction technology; Quality control; Filling; GPS digital control technology; Waxy firm crossing hydropower station
中图分类号：TU74文献标识码：A 文章编号：
1 工程简介
糯扎渡水电站位于云南省澜沧江下游干流上，是澜沧江中下游河段八个梯级规划的第五级。该工程由心墙堆石坝、左岸溢洪道、左岸泄洪隧洞、右岸泄洪隧洞、左岸地下式引水发电系统及导流工程等建筑物组成。水库库容为237.03×108m3，电站装机容量5850MW（9×650MW）。电站心墙堆石坝由砾质土心墙区、上下游反滤料区、上下游细堆石料区、上下游粗堆石料区和上下游护坡块石等组成。最大坝高为261.5m，坝顶长630.06m，心墙顶部高程为820.5m，心墙基础最低建基面高程为560.0m，顶宽10m，上、下游坡度均为1:0.2（见图1）。
图1心墙堆石坝结构图
2 填筑施工技术
2.1 测量放线
基础面或填筑面经监理工程师验收合格后，在铺料前，由测量人员放出掺砾土料及其相邻料区的分界线，并撒白灰做出明显标志。
2.2 填筑
（1）填筑时先填筑岸边水平3m宽的接触粘土料，再填掺砾土料。
（2）铺料时，人工剔除料径大于150mm的颗粒或石块，并应避免粗料集中而形成土体架空，超径石集中堆放，由装载机运至坝面上指定地点处理。
（3）掺砾土料铺料层厚不大于27cm，碾压合格层厚不大于24cm。
（4）掺砾土料沿坝轴线方向进行铺料，采用20t自卸汽车进占法铺料，120KW湿地推土机平料，载重运输车辆不允许在已压实仓面上行驶，铺料应连续及时，见图2。
1－推土机；2－自卸汽车
图2自卸汽车进占法铺料示意图
（5）严格控制铺料层厚，不得超厚超薄，铺料过程中采用20m×20m的网格定点测量控制层厚，发现超厚超薄时，立即停止铺料并用推土机辅以人工铲除超厚部分或补填超薄部分。
（6）填筑作业面应尽量平起，避免造成过多的接缝，施工需要进行分区填筑时，接缝坡度不得陡于1：3。
（7）根据工作面实际情况，卸料口应及时变化，确保已填筑料层不因车辆集中碾压而遭到剪切破坏。
（8）每层表面刨毛验收合格再铺下一层掺砾土料。采用平地机装配自制松土器或装载机装防滑链进行湿润刨毛。
（9）心墙掺砾土料工作面内可以划分成多个施工单元，形成流水作业面循环施工，即第一个单元在铺料、平料，第二个单元洒水、碾压，第三个单元取样质检验收后铺料。填筑时各工序之间紧密衔接，分段流水作业，确保层次清楚，避免施工干扰。
2.3 碾压
（1）根据现场生产性试验成果，掺砾土料采用20t自行式振动凸块碾碾压，碾压10遍，振动碾行进速度不大于3km/h，激振力大于300KN。
（2）采用进退错距法碾压，20t自行式振动凸块碾碾宽217cm，错距217cm/5≈43cm。分段碾压碾迹搭接宽度应满足以下要求：
1）垂直碾压方向不小于30～50cm，
2）顺碾压方向为100～150cm。
（3）碾压机具行驶方向平行坝轴线。
（4）压实土体严禁出现漏压、过压，若出现粗料集中及“弹簧土”应及时挖除，再进行补填碾压。
2.4 不连续施工处理
填筑面因下雨或其他因素造成不连续施工的处理措施：
（1）停工前，采取光面振动碾碾压使掺砾土料填筑层表面封闭，必要时采用塑料薄膜覆盖填筑层达到防雨、防晒目的，确保填筑料含水率。
（2）复工前，对掺砾土料填筑层进行重新检查，雨后排除积水，表层土料须晾晒至控制含水率，局部清除干净后置换含水率合格的料源，并进行表面刨毛处理经验收合格后才能恢复填筑施工。
（3）料层因含水量大或超碾原因造成“弹簧土”与剪切破坏时，新铺土前必须清除，将不合格部位处理合格并经监理工程师验收合格后，方可进行下层施工。
3 质量控制措施
3.1 含水率和颗分测试
（1）土料挖运过程中应加强对土料含水率测试。
（2）备料过程中应进行掺砾土料的含水率测试和颗分测试。
（3）掺砾土料填筑的含水率应按最优含水率偏干1%～最优含水率偏湿3%标准控制，备料的含水率应尽量接近最优含水率。
（4）掺砾土料最大粒径不大于150mm，小于40mm颗粒含量70~90%，小于20mm颗粒含量62~85%，小于5mm颗粒含量48～73%，小于0.074mm颗粒含量19～50%。掺砾土料颗粒级配曲线见图5。
图3 掺砾土料颗粒级配曲线
3.2 含水率的控制
（1）掺砾土料含水量偏低时，可在料场采用压力水和压缩空气混合成雾状均匀喷洒补水，对备好的掺砾土料采用塑料薄膜遮盖保水，并检测控制在允许范围内方可运输上坝。
（2）运输车辆应设防晒棚，防止坝料含水量损失过快。
（3）当风力或日照较强、运输距离较长时，为保持水分不会过分蒸发，采取掺合场拌料时适当喷雾加水，坝面喷雾洒水润湿，以保持合适的含水率。
3.3 防雨、防晒措施
掺砾土料制备与填筑应在旱季施工，雨季不能进行掺砾土料填筑施工。掺砾土料降雨施工停工标准见表1。
表1掺砾土料降雨施工停工标准表
施工项目 停工标准
日降水量（mm）
0～0.5 0.5～5 5～10 10～30 >30
掺砾土
料填筑 照常施工 雨日停工 雨日停工，雨后停半日 雨日停工，雨后停一日 雨日停工，雨后停两日
日平均气温（℃）
>5 5～0 0～-5 -5～-10
照常施工 照常施工 防护施工 防护施工 停工
（1）在掺合场，对已经备好的掺砾土料采用塑料薄膜遮盖，以做到晴天防晒、保湿，雨天防雨。塑料薄膜应顺料堆顶面坡度方向横向依次铺设，至上而下搭接，料仓表面通过2%坡度将雨水排至料场外。
（2）在大坝心墙填筑作业面，根据当地气象预报信息，在降雨之前，使心墙防渗体下游略高于上游(根据排水设施确定)，两侧岸坡预留排水沟，采用光面振动碾碾压使掺砾土料填筑层表面封闭且具有一定的压实度，并采取覆盖塑料薄膜的保护措施，避免雨水渗透损坏填筑面。
3.4 碾压质量检查及控制标准
掺砾土料填筑施工时，进行挖坑抽样检查，并按全料压实度控制，压实度按普氏595kJ/m3功能应达到100%，按修正普氏2690kJ/m3功能应达到95％以上，掺砾土料干密度应大于1.90g/cm3，平均干密度1.96g/cm3，渗透系数小于1×10-5cm/s。检测的频次见表2。
表2 心墙区掺砾土料防渗体压实检查次数表
坝体类别及部位 检查项目 取样(检查次数)
防渗体* 边角夯实部位 1、干密度、含水率、大于5mm砾石含量
2、现场取原状样做室内渗透试验 2～3次/每层
碾压面 1次/200～500m3
*防渗体取原状样做室内渗透试验可每填筑5m高左右在坝面上随机取6～8个样。
4 GPS数字监控技术
GPS数字监控技术对大坝填筑施工全过程进行精细化、全天候的实时监控；对工程质量、安全监测、施工进度等信息进行集成管理，构建大坝综合数字信息平台；为大坝建设过程的质量监控、运行期坝体的安全分析提供支撑平台。大坝填筑GPS数字监控系统运行方案见图6。
图4糯扎渡水电站大坝填筑GPS数字监控系统运行方案
上坝运输车辆及碾压机均安装GPS定位仪器，现场分控站实时在线监控施工全过程，监控掺砾土料工作面碾压轨迹、行车速度、压后高程、压实厚度和激振力等施工参数，若发现存在漏碾区域、超速行车、层厚不合格等问题时，应及时反馈信息给现场施工管理人员，现场施工人员应按现场监理工程师的指导进行施工。
5 结语
（1）糯扎渡水电站大坝心墙掺砾土料目前已填筑约325万m3，通过对料源含水率、颗分及填筑工艺的控制，工程质量处于受控状态，检测的各项指标均满足设计要求。
（2）GPS数字监控技术在本工程中的运用，全面实现了铺料位置、铺料厚度、碾压遍数、碾压机械行使速度及激振力大小等主要施工参数的实时、自动、连续、高精度监控，全面提升了工程的施工管理与质量控制水平，是同类型工程中的一大创新和进度。
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。