梨园水电站大坝围堰填筑施工工艺.pdf

水利水电技术第 4 4卷2 0 1 3年第5期 梨园水电站大坝围堰填筑施工工艺 钱启立 ，范双柱 ( 中国人 民武装警察部 队 水 电第一总队，广西 南宁 5 3 0 0 2 8 ) 摘要 ：通过对梨园水电站大坝土石 围堰的填筑料来源进行分析 ，采用了围堰填筑的／ g_r _ 措施和土工 膜防渗的施工工艺，由此得到的／ E_ r _ 经验和结论可供今后类似工程参考。 关键词：梨园水 电站 ；围堰填筑；土工膜防渗 ；质量检验 中图分类号：T V 5 5 1 ． 3 文献标识码 ：B 文章编号 ：1 0 0 0 — 0 8 6 0 ( 2 0 1 3 ) 0 5 — 0 0 1 0 — 0 3 Co n s t r uc t i o n t e c hn o l o g y o f c o ffe r d a m fil l i ng c o n s t r uc t i o n f o r Li y u a n Hyd r o p o we r St a t i o n Q I A N Q i l i ，F A N S h u a n g z h u ( T h e N o ． 1 G e n e r a l T e a m o f A r me d P o l i c e H y d r o p o w e r T r o o p s ， N a n n i n g 5 3 0 0 2 8 ， G u a n g x i ， C h i n a ) Ab s t r a c t ： T h r o u g h t h e a n a l y s i s o n t h e s o u r c e o f t h e fi l l i n g ma t e r i a l s f o r t h e c o n s t r u c t i o n o f t h e e a r t h — r o c k f i l l c o f f e r d a m for L i y a a n Hy d r o p o we r St a t i o n，t h e r e l e v a n t c o n s t r uc t i o n me a s u r e s f o r fil l i n g o f t h e c o f f e r d a m a n d t h e c o ns t r uc t i o n t e c h no l o g y o f t he a n t i — s e e p a g e wi t h g e o me mb r a n e a r e a d o p t e d；f r o m wh i c h t h e c o n s t r u c t i o n e x p e ri e n c e s a n d c o n c l u s i o n s c a n p r o v i d e s o me r e f e r e n c e s f o r t h e s i m i l a r p r o j e c t s i n t h e d a y s t o c o m e ． Ke y wo r d s ：L i y u a n Hy d r o p o we r S t a t i o n；fi l l i n g o f c o f f e r d a m；a n t i — s e e p a g e w i t h g e o me mb r a n e；q u a l i t y i n s p e c t i o n 1 工程简介 梨园水电站大坝围堰为土石 围堰 ，上游围堰堰顶 高程 1 5 5 5 ． 5 m，围堰顶宽 1 5 m，堰顶长 3 3 6 m，水 上部分坡比为 1 ： 1 ． 8 ，水下部分坡 比为 1 ： 1 ． 5 ，最大 堰高 6 5 m。围堰下部高程 1 5 1 3 m以下采用0 ． 8 m厚 的混凝土防渗墙 防渗 ，高程 1 5 1 3 m以上采用复合 土工膜心墙防渗。上游 围堰水下 石渣料填筑 ( 不含 截流戗堤堆石料) 2 4 ． 3万 m。 ，水上部分填筑方量为 8 2 ． 1万 m 。上游 围堰结构剖面如图 1所示 。 2 填筑料来源及要求 上游围堰堰体水上部分由堆石料 、过渡料 I、过 渡料 Ⅱ和块石护坡等组成 ；堰体水下部分有截流戗 堤 、石渣料 I、石渣料 Ⅱ、护坡块石料和护脚钢筋石 笼等组成。( 1 ) 截流戗堤料。为围堰备料场以及各种 单独备料 ，粒径不受限制。( 2 ) 护坡块石料。从各渣 场堆石料 中选 取，要求粒径 ≥3 0 c m。( 3 ) 护脚钢筋 石笼。从各渣场堆石料 中选取 ，要求块石 当量粒径 2 O 4 0 c m。( 4 ) 石渣料来源。石渣料 I来 自围堰备 1 0 料场 ，粒径不受限制；石渣料 Ⅱ来 自围堰备料场 ，最 大粒径 ≤3 0 c m。( 5 ) 过渡料来源。过渡料I 为砂石加 工系统生产的成品砂 ，粒径为 0 ． 0 7 4～ 5 m m；过渡料Ⅱ 为砂石加工系统生产的级配料 ，颗粒级配要求为 ：① < 5 m m，含量 5 ％ 1 ％ ；②5—2 0 m m，含量 1 0 ％ 3 ％；@2 0 ～ 8 0 m m ，含量4 5 ％ 5 ％；~8 0～ 1 8 0 m m， 含量 4 0 ％ 4 ％。( 6 ) 堆石料。堆石料为坝基开挖的有 用石渣料。要求级配连续 ，最大粒径不大于 8 0 c m，小 于 5 m m的含量不超过 1 2 ％，小于 2 m m的含量不超过 5 ％，不许夹杂草和树根等杂质。( 7 ) 干砌护坡块石。 从各渣场堆石料中取用 ，要求粒径 2 0 ～ 4 0 c m。 3 围堰填筑施工 3 ． 1 施工工序 ( 1 ) 上游 围堰水下部分填筑施工工序。施工工序 为：堰基开挖及清坡 、截流戗堤预进 占、龙 口进 占施 工 、龙 口合龙 、抛填轴线上下游石渣料 I、填筑石渣 收稿 日期 ：2 0 1 3 ． 0 2 - 2 7 作者简介 ：钱启立( 1 9 7 4 一 ) ，男 ，高级工程师。 Wa te r Re s o u r c e s a n d Hy d r o p o we r En g in e e r i n g Vo l 4 4 No 5 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 碾压石渣料 钱启立， 等∥梨园水电站大坝围堰填筑施工工艺 图1 上游围堰横剖面( 单位：m) 料 Ⅱ、大块石坡面保护 、形成堰基防渗墙施工平台。 ( 2 ) 堰体水上部分填筑工序 。填筑工序为 ：堆石 料、过渡料 Ⅱ、过渡料 I、土工膜心墙 、过 渡料 I、 过渡料 Ⅱ。 3 ． 2碾压参数 围堰填筑碾压设备采用 2 5 t自行式振动碾，填筑 前通过碾压试验确定施工参数，施工参数如表 1 所列。 表 1 各填筑料施工参数 铺料 铺料 加水量 行走速 碾压 填筑料 层厚 度／ k m 遍数 压实要求 方式 ／ k gm 一 。 ／ c m ． h一 1 ／ 遍 孔 隙率 n2 ．1 g ／ c m 相对密度 D ， >0 ． 8 O ， 过渡料 I 后退法 4 0 自然加水 2 ～3 6 干密度 0 ． 8 5 ， 过渡料 Ⅱ 后退法 4 0 自然加水 2—3 6 干密度 >1 ． 9 5 g ／ c m 3 ． 3 水下堰体填筑 水下堰体是指混凝土 防渗墙 施工平 台以下 的堰 体 。上游围堰水下部分填筑施工分两阶段进行 。第一 阶段跟随截流戗堤预进 占进行。为保证预进 占的安全 及施工进 度 ，石渣料 滞后截 流戗堤堤 头约 1 5 m左 右 。此阶段堰体填筑 ，一为截 流施工创造足够宽 阔 的施工场地满足车辆调度和指挥；二为降低合龙后 水下抛填强度 ，为尽早 提供堰基 防渗墙施工工作 面 提供有利条件 。第 二阶段截流施工龙 口段合龙 。按 比水面高 出 1 m的安全高度进 占抛填 ，直至满足 围 堰设计体型线要求 ，再用 2 5 t自行式振动碾压实 ，然 后分层压实填筑到防渗墙施工平台高程 1 5 1 3 m。 水利水电技术第4 4卷2 0 1 3年第 5期 3 ． 4 水上堰体堆石料填筑 水上堰体堆石料填筑全部采用坝基开挖料 ，进 占 法铺料 ，2 0 t自卸汽 车运 料 ， S D 3 2型推土机推料摊 铺。铺筑层厚 1 0 0 c m，层 厚采用标尺杆控制 ，厚度 不超过层厚的 1 0 ％。在靠近左右岸坡面 1 0 0— 2 0 0 c m 采用细料铺 筑 ，防止边坡架 空。水平宽度 向外超填 2 O～ 3 0 e m，以便填筑完成后进行削坡 。 以土工膜心墙为界分为上下游两个工作面，每一 个工作面配备 2位现场指挥人员 ，负责进料指挥 、保 证进料质量 、控制层厚 、保护并及时移动标尺。每一 个工作面配备 2台推土机及时推平工作面。大面使用 2 5 t 自行式振动碾采用进退错距法碾压 ，碾压方 向平 行围堰轴线 ，行走速度控制在 2 ． 0—3 ． 0 k m ／ h ，局部 边角部位使用 2 ． 0 t 手扶式振动碾碾压，每单元终碾 处搭接宽度为 1 ． 0 m。 3 ． 5 过渡料填筑 土工膜心墙两侧过渡料 I 和过渡料 Ⅱ填筑平起上 升 ，施工时按铺料 、碾压、质检沿轴线方 向分为 3块 循环作业 。过渡料 I 采用后退法铺料施工；过渡料 Ⅱ 采用进 占法铺料 ，人工配合反铲摊铺 ，使仓面基本平 整，土工膜两侧填料高差控制在 1 ． 0 m以内。 过渡料填筑因和土工膜施工同时进行 ，填筑时必 须避免损伤 、污染土工膜接缝部位 。分段碾压时 ，相 邻两段交接带的碾迹彼此搭接，垂直碾压方向搭接宽 度 0 ． 3～ 0 ． 5 m，顺碾压方 向搭接 1 ． 0—1 ． 5 m。 3 ． 6 岸坡接触部位的填筑施工 ( 1 ) 岸坡倒悬体及坑槽 的处理。上游围堰 1 5 1 3 m 高程以上左右岸坡 的倒悬体在填筑前用光面爆破爆 除，形成不陡于 1 ： 0 ． 3的边坡；局部倒悬的坑槽采 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 钱启立， 等∥梨园水电站大坝围堰填筑施工工艺 用 C 1 5混凝土回填 ，形成整体不陡于 1 ： 0 ． 3的边坡。 ( 2 ) 接触部位的处理。围堰堆石料与岸坡接触部 位采用铺填粒径小于 3 0 c m的细料过渡 ，利用反铲铺 料和修边。振动碾尽可能沿岸坡方向碾压 ，局部压不 到的地方 ，使用手扶式振动碾压实 ，同时多洒水。 3 ． 7 填筑边线质量控制 围堰填筑 每层施工开始前，采用全站仪测放点 线 ，标示出每层堰体的设计边线 ，然后再考虑 2 0～ 3 0 c m削坡厚度后确定出实际施工的填筑轮廓线，做 好标记 ，打出界桩。在填筑中严格按照标示的填筑控 制边线进行施工，堰体每施工 3 ～ 4 m高度进行一次修 坡 ，坡面修整采用机械为主，人工为辅的方式进行。 修整后的边坡在垂直方 向上不超出设计边线 4 c m范 围，经削坡处理后的边坡力求平整顺直 ，无陡坎 、无 凹凸 、无孔洞 、无松散块体及其他杂物堆积。 4 土工膜施工 上游围堰高程 1 5 1 3 m以上采用规格为 3 5 0 g的 0 ． 8 mm P E复合土工膜防渗，铺设总面积约2 ． 8 6 万 m ， 土工膜铺设位置如图 2所示。选购的土工膜为云南聚 博橡胶工程公司生产的产品，土工膜出厂时每卷幅宽 为 6 m，长 5 0～ 6 0 m。土工膜使用前对母材和接头进 行了取样试验 ，试验成果满足设计及规范要求 。 围堰轴线过渡料 I 图2 土工膜铺设位置( 单位：m) ( 1 ) 施工工序。土工膜作为围堰 防渗结构 ，其施 工工序 如下 ：施工准 备 ( 包括复合 土工膜接 头条施 工 、质量检测、场内拼接等 ) 、土工膜铺设 、外观检 查、土工膜拼接 、接缝检查验收 、过渡料 ( 包括过渡 料 I 和过渡料 I I ) 覆盖。 ( 2 ) 土工膜间的连接方法。主膜之间采用焊接接 缝 ，局部无法焊接的部位或焊接有问题 的采用粘接。 土工膜的接缝施工请生产厂家派专业人员操作 ，为保 证质量 ，均安排在白天进行 。下雨时 ，土工膜的焊接 或粘接工作要暂停 ，并覆盖防雨布。 ( 3 ) 土工膜与混凝土之间的连接。土工膜埋在混 凝土的预留连接槽内，用螺栓固定 ，然后在预留槽内 1 2 浇筑二期混凝土。 ( 4 ) 跨越土工膜 的交通保护。在上游围堰布置 2 套跨土工膜心墙钢栈桥 ，钢栈桥高 1 m，宽 4 m，长 3 ． 5 m，供运输车辆穿过土工膜心墙 时用。钢栈桥随 填筑面上升而上升。 ( 5 ) 土工膜施工注意事项。①土工膜铺设不能铺 得过紧 ，应尽量松弛，伸缩节要按图纸施工。②严禁 施工设备通过土工膜，工作人员穿软底鞋施工，不准 穿带钉的鞋上 岗。③膜体附近围堰填筑施工中严格控 制填料的粒径组成，不得含有尖角碎石或块石 ，以防 刺破主膜 ；膜体附近堰体填筑碾压采用小型手扶式振 动碾或夯板 ，保证靠近膜体处填筑密实并且不至于破 坏膜体。④土工膜在覆盖前要进行表观检查，若土工 膜被刺穿，则用土工膜施工专用胶把大于漏洞 3 倍的土 工膜片和漏洞粘接起来。⑤铺好的土工膜经检查合格后 要及时覆盖，不能及时覆盖的土工膜要使用编制布包 裹 ，以防止土工膜受阳光照射而老化，或被人为破坏。 5 施工质量检验 大坝上游围堰堆石料填筑 ， 1 5 1 3 m高程以上填筑 共取样 2 3组，其中，干密度最大值 2 ． 3 9 g ／ c m ，最小 值 2 ． 2 0 g ／ c m ，平均2 ． 2 8 g ／ c m 。 ；最大孔隙率 2 1 ． 4 ％ ， 最小孔隙率 1 4 ． 8 ％，平均 1 8 ． 7 ％。取样频次 、数量均 满足设计和规范要求。过渡料I 填筑共取样 3 7组 ，干 密度最大值 1 ． 9 1 g ／ c m ，最小值 1 ． 8 5 g ／ c m ，相对密 度最大值 0 ． 9 1 ，最小值 0 ． 8 1 ，平均值 0 ． 8 5 ，满足相 对密度大于 0 ． 8 0的设计要求。过渡料 Ⅱ填筑共取样 3 7组 ，干密度 最大值 2 ． 3 4 g ／ c m ，最小 值 2 ． 2 2 g ／ c m ，相对密度最大值 1 ． 0 6 ，最 小值 0 ． 8 6，平 均值 0 ． 9 4，满足相对密度大于设计值 0 ． 8 5的要求。 大坝上游围堰于 2 0 1 1年 4月 3日开始填筑，至 填筑施工完成 ，共验收 3 0 9个单元 ( 堆石料 4 3个 ，过 渡料 I 1 0 4个 ，过渡料 I1 1 0 4个 ，土工膜 5 2个 ，钢筋 石笼 6个 ) ，合格 3 0 9个单元 ，合格率为 1 0 0 ％ ，优 良3 0 1 个单元 ，优 良率为 9 7 ． 4 ％。 6 结语 梨园水电站上游围堰水上部分填筑量达 8 2 ． 1 万 r n ， 工期 5 7 d ，日平均填筑量 1 ． 4万 m。 ，日最大填筑量 1 ． 9万 IT I 。在 围堰运行期间，各项指标均满足设计 要求。本工程施工组织经验和质量控制措施，对今后 同类型土石围堰的设计和施工，有一定的参考和指导 作用。 ( 责任编辑郭利娜) 水利水电技术第4 4卷2 0 1 3年第 5期 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m