中国葛洲坝集团第一工程有限公司湖北省宜昌市443002
摘要:柬埔寨达岱河面板堆石坝已成功填筑完成,并经历了两年特大洪水考验,坝体沉降变形、坝体渗流、渗压等均控制在设计和规范范围内。本文介绍在砼面板堆石坝的填筑过程中采用的施工技术,总结经验以供其它高面板坝建设参考。
关键词:达岱河;面板堆石坝;填筑;施工工艺
1.工程概况
柬埔寨达岱河混凝土面板堆石坝坝顶高程220.0m,最大坝高115m,上下游最大底宽约350m,坝顶长约895m,坝顶宽度9m,上游坡1:1.4,下游综合坡1:1.5。坝体填筑主要由垫层小区、垫层区、过渡区、主次堆石区、下游干砌护坡、上游铺盖(顶部高程155.0m)及坝后回填平台组成。垫层区水平宽3.0m,过渡区水平宽3.0m,下游坡面干砌石厚1.0m。
2.施工准备
2.1坝基处理
坝基基础处理包括基础缺陷清理与断层、夹层的开挖及处理。
⑴基础缺陷清理:基础开挖后,应清理岩面上的松动岩块及清除有碍物。
⑵断层、夹层的开挖及处理:断层和夹层尽可能采用人工撬挖处理,局部需放炮开挖时,采用小炮爆破,减少对开挖线以外保留岩体的影响和扰动,坑槽内清除浮渣、充填物渣至设计规定的深度。
⑶勘探洞采用混凝土回填,勘探孔采用砂浆回填。勘探洞内清理干净后,按规范要求进行回填。
2.2边坡保护和不稳定岩体的处理
⑴两岸坝肩及趾板开挖边坡上危岩体、悬空弧石等,影响大坝、趾板边坡施工安全,分别采用挖除、锚杆、喷护等措施及时处理。
⑵坝体岸坡如遇高度大于2m的陡坎,采用机械配合人工将岸坡削成不陡于1∶0.3的坡,或回填混凝土。
2.3坝基验收
⑴坝体填筑开始前,根据施工图纸设计要求,对坝基清理、基础缺陷处理和岸坡修整等项目进行严格检查。
⑵自检合格后向监理人报送请验资料,请监理工程师进行核查,并按监理指示及时处理核查出的问题,直至监理验收合格为止。
⑶坝基经监理签证验收后,填写掩蔽工程验收签证并对地形测量、地质测绘资料进行复核。
3.坝体填筑规划
3.1填筑分区
达岱河面板坝分为以下几个主要填筑区:
1A区为上游粘土铺盖区,土料为粘土质砂,顶部宽度3.0m、高程155.0m,粘土从导流明渠下游190m平台取料。
1B区为上游盖重区,上游盖重由任意开挖石碴料铺筑,顶宽5.0m高程155m,上游坡1∶2.5。
2A区为垫层区,垫层料位于挤压变强后侧,水平宽度3.0m,以1∶1.4的坡等宽布置,该区填料为料场开采石料,经砂石系统加工而成。
2B垫层小区料,在垫层底部趾板周边缝处设置该小区,小区的断面为梯形,厚度2.5m,顶宽2.0m,下游坡1∶1。该区填料为料场开采石料,经砂石系统加工而成。
3A区为过渡区,为满足垫层与主堆石水力过渡而设置。水平宽3.0m,等宽布置,为防止与岸坡接触带的填料架空,坝体与岸坡连接处填筑过渡料,水平宽度2m;主堆石区与基础接触部位设厚1.6m过渡料。
3B区为主堆石区,是承受水荷载的主要支撑体,位于坝轴线上游部位。其与次堆石区的分界线为由205.0m高程的坝轴线处开始向下游1∶0.5的坡至120.0m高程。
3C区为次堆石区,位于主堆石下游,顶宽23m,顶部高程205.0m,上游与主堆石相接,下游综合坡1∶1.5,底高程120.0m。
3D区为下游护坡,为了大坝排水畅通和下游坝坡稳定,在次堆石区底部高程130.0m以下和坝体下游坝坡约100m宽范围设置下游回填平台。坝体下游130.0m高程以上采用干砌块石护坡,厚度1.0m。
3.2填筑分期
达岱河面板堆石坝按照以下原则进行填筑施工分期规划:
(1)按照合同文件及截流、度汛要求,在预定工期内完成大坝填筑形象面貌;
(2)坝体填筑与枢纽建筑物开挖相结合,尽可能使开挖可利用料直接上坝,争取最大经济效益;
(3)大坝填筑同挤压边墙、趾板混凝土施工有机结合,使大坝填筑与挤压边墙、趾板混凝土浇筑平行作业;
(4)在保证按期达到各期填筑计划目标的前提下,力求使各期的填筑强度比较均衡,减少高峰强度与平均强度的比值,避免使过多的施工机械、劳动力以及大量临时设施。
根据上述规划原则,大坝填筑共分7期进行。坝体分期填筑规划详见图1。
图1
各节点填筑工期完成如下:
(1)Ⅰ期填筑施工时段为2010年11月26日~2011年2月12日,达岱河截流前左、右岸坡坝体填筑,截留后河床部分坝体填筑,至2011年2月12日坝体全部填筑至120.0m高程。
(2)Ⅱ期填筑施工时段为2011年2月12日~2011年9月27日,坝体填筑到170.0m高程满足主副坝联合度汛,下游经济断面填筑到150.0m高程。
(3)Ⅲ期填筑施工时段为2011年9月27日~2012年5月17日,坝体填筑到200.0m度汛高程,利用经济断面挡水,下游填筑到188.0m高程。
4.坝体填筑施工
为了使大坝填筑各个工序尽量连续施工、不停顿,提高坝面上配置的各类施工机械的使用效率,在坝体填筑作业时,将工作面划分成若干个填筑单元,采用工序流水作业法组织施工。
4.1填筑单元划分
单元划分根据实际情况,截流前初期填筑分左右岸两个作业面,截流后河床段补填至120m高程,形成一个完成的作业面;河床段趾板施工完毕后,上游基坑与下游两个作业面同时进行填筑。
4.2流水作业方法
坝面填筑作业主要包括铺料、洒水、碾压及验收等主要工序,在坝面填筑单元之间,按照流水作业方法依次完成填筑的各道工序,使各填筑单元的所有工序能够连续不断进行。
4.3堆石区填筑
(1)坝基堆石料填筑前应先铺过渡料,厚160cm,分两层铺筑,每层厚80cm,用18t重的振动碾碾压8遍;靠近岸边地带在主堆石填筑之前沿接触带回填水平宽度3.0m的过渡料,碾压时辊筒尽量靠近岸坡,沿上下游方向行驶。
(2)堆石料由20t自卸汽车运输上坝,一般采用进占法卸料,以便使粗粒径石料滚落底层,细石料留在面层,利于平整和碾压。但与过渡区相邻的堆石料应采用后退法卸料。
(3)填筑料采用TY220推土机摊铺平整,填筑厚度为80cm,摊铺层厚度约88cm,摊铺过程中对超径石和界面分离料进行必要的处理。
(4)堆石料压实使用18t振动碾设备,采用进退错距法顺坝轴线方向进行振动碾压,中低速行驶,主堆石碾压8遍,次堆石碾压6遍。
(5)铺筑碾压时,注意层次分明,平起平升,防止漏振、欠振,严防架空现象;振动碾碾压不到之处,用小型振动碾压机械加强碾压。
4.4过渡料和垫层料填筑
(1)垫层区基础下面的软弱夹层和其他缺陷按照施工图纸进行挖除和处理后,用垫层料进行覆盖,并按技术规范的规定进行碾压。
(2)垫层与过渡层、过渡层与主堆石的结合部位,先填主堆石,再填过渡层,最后填垫层;按照一层主堆石、二层过渡层和垫层的层次填筑上升。
(3)填筑料由20t自卸汽车运输到作业面,采用后退法卸料,即在已压实的层面上后退卸料形成密集料堆。卸料的堆与堆之间留0.6m左右的空隙,推土机推平或液压反铲铺平后再辅以人工整平。
(4)垫层料、特殊垫层料及过渡料应近似水平摊铺,摊铺过程中应注意防止粗细料级配分离形成大空隙。垫层料和过渡料每层铺料厚度约48cm,填筑厚度为40cm;垫层小区料每层铺料厚度约24cm,填筑厚度为20cm,施工中应严格控制铺料厚度。
(5)垫层料、过渡料采用18t自行式振动(YZ18C)碾压实,垫层小区料采用扶振动压路机(YSZ08D)碾压。
(6)垫层料碾压时,为保证振动碾行走安全,滚筒上游侧边距垫层料上游边线30cm的安全距离碾压不到,在水平碾压完成后,用振动夯板补压。
(7)为提高垫层料、过渡料碾压质量及减小沉降变形,增强压实效果,碾压前应加水润湿,加水量由碾压试验确定。
4.5下游坝坡护坡砌石施工
(1)除坝内斜坡道路占压部位外,下游坡面块石护坡跟随坝体上升逐层砌筑,与同层临近的堆石料填筑交替作业。石护坡与坝体填筑面的高差不大于5m。
(2)护坡块石料从堆石料中拣选,块石尺寸不宜小于50cm。砌筑时,由自卸汽车将经挑选合格的块石运至每一填筑层上,沿着靠近坝坡边缘堆成条带状,用推土机将其推至坝坡边缘,由测量配合定位,反铲整坡,局部人工配合定位。
(3)坝坡砌石砌筑时,要求块石大面朝外,其外缘与设计坝坡线误差不超过±10cm,坡面应有均匀的颜色和外观,不要求加水碾压。
4.6大坝上游铺盖填筑
大坝上游混凝土面板浇筑和止水缝面施工完成后,进行坝前铺盖填筑施工。坝前铺盖包括粘土铺盖和石渣回填盖重。
(1)上游铺盖填筑前,先将混凝土趾板、面板的表面清理干净,并排除趾板表面的积水。
(2)填筑料用自卸汽车运输到作业面,粘土料采用后退法卸料,石渣料采用进占法卸料,先铺填粘土料后铺填石渣料。
(3)填筑料主要采用推土机平料铺料,距面板1.5m范围内采用人工平料铺料。粘土料铺层厚度30cm,距面板1.5m范围内小于15cm;石渣料铺层厚度60cm。
(4)填筑料主要采用推土机压实,运输车辆辅助压实,铺填及碾压过程中,适当洒水以加强压实效果。
(5)填筑过程中,粘土料区与石渣料区之间的填筑高差应不大于30cm。及时排除趾板及面板上游面的施工或养护用水,以免污染填筑作业面。
4.7大坝下游压重填筑
大坝下游压重在大坝填筑至EL205m高程度汛断面后进行。
(1)压重料由20t自卸汽车运输上坝,采用进占法卸料,D85-18A推土机摊铺平整,摊铺层厚度不大于150cm。
(2)压重料压实使用18t振动碾设备,采用进退错距法顺坝轴线方向进行振动碾压,中低速行驶,碾压遍数机压实度参照坝体下游堆石料标准。
(3)岸坡周边及压重体表层选用粒径不大于40cm的、级配良好的石料铺筑,表面用细料整平。
5.结束语
柬埔寨达岱河面板堆石坝填筑施工从2010年11月份至2012年9月份历时22个月,填筑690万m3,单月最高强度达55万m3。实践证明,达岱河面板堆石坝作为115m的高面板坝,分区分期填筑,在技术上和施工上是完全可行的,现已成功建成,可供同类型高坝施工参考。