老岚水库两种坝型连接段施工监理质量控制.pdf

2023.11陈一鸣1，高原2（1.山东省水利工程建设监理有限公司，山东 济南 250013；2.山东高速城乡发展集团有限公司，山东 济南 250000）揖摘要铱 老岚水库枢纽工程大坝由混凝土重力坝和黏土心墙砂壳坝复合构成，两种坝体连接段施工处理是施工过程质量控制的重点及难点，文章主要从工程监理的角度介绍对其质量控制采取的措施及取得的效果，以期为同类型大坝工程施工提供参考。揖关键词铱 老岚水库；混凝土重力坝；黏土心墙砂壳坝；质量控制揖中图分类号铱 TV697揖文献标志码铱 A揖文章编号铱 1009-6159渊2023冤-11-0070-03老岚水库坐落于烟台市福山区老岚村西南方，建成后主要以供水和防洪为主，兼顾灌溉和生态环境用水，为大（2）型综合利用水库，枢纽工程等别为 II 等，主要建筑物级别为 2 级，次要建筑物级别为 3 级，临时建筑级别为 4 级。大坝由混凝土重力坝和黏土心墙砂壳坝复合构成，混凝土重力坝段最大坝高 32.50 m，坝顶总长度 161.00 m；黏土心墙砂壳坝段最大坝高27.50 m，坝顶总长度 439.00 m。混凝土重力坝与黏土心墙砂壳坝连接段结构型式为插入式，连接处坝顶下游设重力式挡墙抵挡黏土心墙砂壳坝填筑料。重力式挡墙分两段布置，前段挡墙顶高程 49.0耀50.5 m，墙高 28.0耀29.5 m，背坡坡比1颐0.7，上下游方向长度为 24.1 m，墙顶宽度 2.0 m，基础宽度 20.2 m；后段挡墙基础高程 21.0 m，顶高程 43.60耀45.20 m，随土坝下游坝坡变化，墙顶高于同部位坝坡 0.1 m，挡墙高度 22.60耀24.20 m，墙顶宽度 2.0 m，背坡坡比 1颐0.7，上下游方向长度为6.23 m。在连接处坝顶上游将一定长度的混凝土刺墙插入黏土心墙内部。黏土心墙砂壳坝上游布置为锥形面裹头，以黏土分层填筑。裹头自刺墙顶部向四周放坡，其坡比为 1颐3，与重力坝相接处放坡至溢流坝段下部。混凝土刺墙分为两段，与重力式挡墙相接，两段均为梯形断面，顶宽 2.0 m，顶高程 49.0 m，基础开挖高程 21.0 m，最大高度28.0 m，其两侧为坡面，坡比 1颐0.1，轴线方向底部长度 40.0 m，顶部长度 29.5 m。混凝土刺墙段黏土心墙顶部为 3 m，两侧坡比为 1颐0.5，下游设中粗砂及碎石反滤层。典型剖面示意如图 1 所示。1监理质量控制工作重点及措施勘察设计单位确定的防渗土料（以下简称“黏土”）料场为茂芝场土料场，位于茂芝场村北的外夹河右岸一级阶地，运距 3.5 km。在黏土填筑前监理单位要求施工单位先对黏土料场进行复查，一是复查其有效储量能否满足施工需要，二是复查黏土料的物理力学性质、压实特性等技术指标能否满足设计要求。料场复查完成后，施工单位向监理单位提交料场复查专题报告，对复查结果进行说明，包括可开采料的收稿日期：2023-08-25作者简介：陈一鸣（1997），男，助理工程师图 1 心墙剖面示意图山东水利70窑窑2023.11使用说明、不适用料的处理方法等。经复查，该料场储料丰富，能够满足工程用量要求。其土料除含水率偏高（平均值为 22.1%），塑性指数略低外（平均值为 9.6），液限、塑限、粉粒含量、黏粒含量等指标均符合设计要求，但料场土质并不均匀，局部黏粒含量偏高，故采用混采方式开采，开采后场内分区掺配、翻晒以制备填筑土料。在黏土料场复查完成后、填筑前，施工单位须编制碾压试验方案并报经监理批准方可进行碾压试验；碾压试验完成后，施工单位须编制碾压试验报告，取得的各项参数须经监理批准后方可用于施工。本次碾压试验采用 22 t 凸块碾进行碾压试验，碾压方向沿试验区的轴线方向进行，试验段摊铺好整平后由 22 t 凸块碾先静压 2 遍然后进行振压。本层碾试验人员采用环刀法取样测定含水率及回填土压实度，碾压 6 遍、8 遍完成后，再次取样测含水率及压实度，直到同样满足以下几个条件时停止碾压：压实度不再上升或有所下降；标高不再下降；取样时坑壁稳定，土粒嵌挤紧密。经复核试验，黏土经压实 6 遍后，压实度达到98.3%，满足设计要求。根据复核试验结果，松铺 40 cm 厚，压实后土层厚 30 cm。通过数值比较，40 cm 厚度压实 6 遍最为合适，压实后干密度达到 1.73 g/cm3（最大干密度 1.76 g/cm3），压实度达到 98.3%。不仅压实度有保证，达到了规范要求厚度，而且最大程度地发挥了机械的能力。监理工程师在黏土填筑开始前对地形测量资料、基础面清理、料场开采的填筑材料力学试验成果、通过碾压实验选定的施工碾压参数及各项试验成果进行核定，无误后进行施工。所用到的试验检测设备、测量设备等确保经具备相应资质的计量单位检定，确认合格后方能用于质量控制工作。1）常规黏土填筑。对黏土填筑进行全过程的旁站监理，确保每一道工序的各项施工措施严格落实到位。填筑过程中如发现有层间光面、“弹簧土”、松土、干土、粗粒富集层或剪切破坏现象时，该部位返工处理。填筑黏土要保持连续作业，因故短时间停工时，需要在表面土层洒水湿润，保持含水率在控制范围之内。填筑高度每 5 m 进行两组渗透试验，严格确保渗透系数不大于 1伊10-5cm/s。对虚铺后压实完成的黏土进行见证取样及跟踪检测，对压实度、含水率等指标使用环刀法检测，环刀取样时取压实层的下部。设计压实度为98%，待检测结果合格后方可进入下一层铺筑施工。黏土压实度检测结果合格率须在 90%以上，不合格结果数值不得低于设计值的 98%。过程中按规定做好质量检测记录，对隐蔽工程和工程关键部位，采取录像、照相或取原状样品保存等方法供质量追溯或备查。2）雨季黏土填筑。在雨季填筑时，要严密关注水文气象预报，合理安排黏土铺筑时段，如遇可能影响黏土施工质量的降水，应提前采取应对措施，如：适当缩小填筑区域，土料及时平整压实；降水后复工时首先排除表层积水，不得在有积水、泥泞的坝面上进行填土，且须对表层土采取翻松、晾晒或清除处理。3）负温黏土填筑。冬季负温下施工前施工单位应编制专项施工方案并报经监理单位批准后方能施工。填筑时缩小露天土料填筑区并要求铺土、碾压、取样作业快速连续，严格控制现场压实土料温度在 0 益以上。及时做好已压实土层防冻保温处理，防止土层冻结影响工程质量，如有冻结部分则应挖除。停止填筑时段要对已准备的原材料做好保护，防止冻结，恢复填筑时保证其中无冰雪、冻块。2监理质量控制工作难点及措施在混凝土重力坝及黏土心墙砂壳坝连接段的质量控制工作中，黏土心墙与坝基面的结合面、混凝土刺墙与黏土心墙结合面易因施工处理不合理发生集中渗流、水力劈裂或不均匀沉降导致出现坝体裂缝1，对大坝的安全运行造成严重影响，因此施工过程中这些部位的质量控制是质量控制工作的主要难点。另外，由于大坝安全监测仪器需要预埋在坝体中，监测仪器导线管随坝体填筑而升高，施工过程中还要注意监测仪器及其导线管的保护。在黏土填筑施工中大型机械出于安全及保护设备等因素考虑，无法在距混凝土陈一鸣，高原：老岚水库两种坝型连接段施工监理质量控制71窑窑2023.11刺墙表面 80 cm 范围内及以大坝安全监测仪器导线管为中心半径 50 cm 范围内使用，故选用适用于上述部位的小型冲击夯、手扶双轮振动碾进行压实，在机械确实无法到达的局部边角辅以人工压实，以确保黏土压实度、含水率、渗透系数等指标满足设计要求。老岚水库工程防渗处理涉及帷幕灌浆、固结灌浆及接触灌浆，因此连接段坝基面部分已浇筑混凝土盖重，即坝基面由混凝土面和岩基面两种类型构成。在混凝土盖重上方填筑黏土前，混凝土表面乳皮、粉尘及其他杂物等必须清除干净；在岩基面上填筑黏土前，须清除松动的岩石、凹处的泥土、突出的岩石，确保岩石面无严重渗漏。在坝基面上填土时，首先洒水湿润，然后边涂刷浓泥浆、边铺土、边压实2，保证黏土的压实在泥浆干涸前完成。严格检查填筑原材料，在坝基面以上 1 m 厚度范围内不允许使用带有过粗颗粒的黏土材料，填筑时黏土含水率以略大于最优含水率为宜，用轻型碾压机械碾压，待厚度 1 m 以上时再使用大型机械及经试验确定的碾压参数进行压实。对混凝土重力坝与黏土心墙砂壳坝结合处表面进行预处理，将表面残留的对拉螺栓使用空心钻钻至表面下 2耀3 cm，用砂轮锯割掉外露螺栓头，为避免影响混凝土刺墙工程质量，不得使用电弧烧割或重锤宰割，螺栓头割除后用高压水冲洗处理部位，然后用砂浆将表面抹平，处理时以铁件无外露为合格标准；对混凝土温度控制使用的冷却水管进行灌浆封堵处理，待封堵完成，内部强度达到设计要求后，将多余部分割除。在混凝土刺墙两侧距混凝土刺墙 80 cm 范围内填筑黏土时，边在混凝土刺墙表面涂刷浓泥浆、边铺土、边压实，泥浆涂刷高度与铺土厚度一致，不得在泥浆干涸后铺土和压实，制备泥浆时选用黏性土，其泥浆浓度为 1颐3（水土重量比），墙体两侧填筑高度保持均衡上升。距混凝土刺墙表面 80 cm范围内使用手扶双轮振动碾进行压实，机械型号及碾压参数经比选及现场试验确定。经型号比选，选定 SMT-600 型双轮振动碾，动力型号178F/GX270，行走速度 03 km/h，轮宽 600 mm，轮径 426 mm，激振力 20 噪N。经现场试验，采取薄层铺筑，虚铺厚度 20 cm，压实厚度 15 cm，振压 6遍后能够达到设计指标。距混凝土刺墙过近，振动碾无法到达的部位采用冲击夯辅助压实。填筑时进行洒水，将土料含水率调整至施工含水率上限。一旦发现填土与混凝土面有脱开现象，立即对脱开部位的黏土进行清除并重新回填。在以大坝安全监测仪器导线管为中心半径50 cm 内使用冲击夯进行压实，所用机械型号及压实次数经比选及现场试验确定。根据现场条件及安全、经济、施工适用性因素考虑，选定HCR100 型汽油冲击夯。其起跳高度 4570 mm，前进速度 1013 m/min，冲击能量 65 N m，冲击次数 600700 次/min。通过现场试验，采取薄层铺筑，虚铺厚度 20 cm，压实厚度 15 cm，振压 6 遍后能够达到设计指标。夯实时注意机具的使用，不得对安全监测仪器及导线管造成损坏。预埋的导线管上挂警示灯，防止夜间施工大型机械操作时破坏导线管，保证填筑期间仪器的正常数据观测不受影响。通过以上措施的实施，老岚水库混凝土重力坝与黏土心墙砂壳坝连接段的施工解决了难点问题，达到了质量控制的目的。3结 语老岚水库工程混凝土重力坝与黏土心墙砂壳坝连接段施工过程中采取了料场复查、原材料质量控制、施工机械选型、前期预处理、针对关键部位的特殊施工措施等一系列质量控制措施，经现场旁站监理、跟踪检测、平行检测等监理工作验证及第三方检测抽检验证，老岚水库工程混凝土重力坝与黏土心墙砂壳坝连接段工程质量得到了有效控制，各项技术指标均达到设计值，为此后的类似大坝工程施工积累了一定的经验。参考文献1中国电力企业联合会.碾压式土石坝施工规范：DL/T5129-2013S.北京：中国电力出版社，2013：1员.2水利部水利水电规划设计总院.碾压式土石坝设计规范：SL274-2020S.北京：中国水利水电出版社，2020：11.（责任编辑赵其芬）陈一鸣，高原：老岚水库两种坝型连接段施工监理质量控制72窑窑