库什塔依水电站沥青混凝土心墙坝坝体填筑施工技术.pdf

第 3 8卷第 4期 2 0 1 2 年4 月 水 力 发 电 库 什 塔 俊 水 电 玷 沥 青 混 凝 土 心 墙 坝 坝 俸 填 筑 袍 工 孜 术 吴 宪生 ，郭智 勇 ( 1 中国水 电建设 集 团十五工程局有 限公 司 ，陕西西安 7 1 2 0 0 0 ； 2 新疆伊 犁库克 苏河水 电开发有 限公 司，新疆伊犁8 3 5 5 0 0 ) 摘 要：库什塔依水电站大坝为沥青混凝土心墙坝，坝体采取分期分序填筑，先进行上游围堰和坝后部分填筑，再 填筑剩余坝体 ，填筑时遵循均衡平起的原则。填筑期 间通过合理安排施工 ，严格进行施工现场管 理，提前 1 O天完成 坝顶节点填筑工期 ，且评定 的填筑单元全部合格 ，优 良率达 9 5 3 。 关键词 ：心墙坝 ；填筑 ；施工技术 ；库什塔依水电站 Da m Bo d y nl l i n g Te c h n o l o g y o f Ku s h i t a y i As p h a l t Co n c r e t e Co r e W a l l Dam W u Xi a n s he n g ，Gu o Zh i yo n g f 1 S i n o h y d r o En g i n e e ri n g B u r e a u 1 5 C o ， L t d ， Xi a n 7 1 2 0 0 0 ， S h a a n x i ， C h i n a ； 2 X i n j i a n g Y i l i K u k e S u R i v e r H y d r o p o w e r D e v e l o p me n t C o ， L t d ， Y i l i 8 3 5 5 0 0 ， X i n j i a n g ， C h i n a ) Ab s t r a c t ： T h e d a m i n Ku s h i t a y i Hy d r o p o w e r S t a t i o n i s a s p h a l t c o n c r e t e c o r e wa l l d a m T h e d a m b o d y i s fi l l e d b y s t a g e a n d s u b s e q u e n c e wa y s ， t h a t i s ， t h e u p s t r e a m c o ff e r d a m a n d t h e d o w n s t r e a m p a r t o f d a m a r e fi r s t l y fil l e d ， a n d t h e n the r e ma i n i n g T h e fi l l i n g f o l l o ws b a l a n c e p rin c i p l e T h r o u g h r e a s o n a b l e c o n s t r u c t i o n a r r a n g e me n t a n d s t ric t s i t e ma n a g e me n t ， t h e d a m fi l l i n g i s c o mp l e t e d i n 1 0 d a y s a h e a d o f t h e s c h e d u l e ， a n d t h e q u a l i t i e s o f a l l fi l l i n g u n i t s me e t the r e q u i r e me n t s w i t h a n e x c e l l e n t r a t e o f 9 5 _ 3 Ke y W o r d s ： c o r e wa l l d a m； fi l l i n g ； c o n s t ruc t i o n t e c h n o l o g y ； Ku s h i t a y i Hy d r o p o we r S t a t i o n 中图分类号 ： T V 4 3 1 5 ( 2 4 5 ) 文献标识码 ： B 文章编号 ： 0 5 5 9 9 3 4 2 ( 2 0 1 2 ) 0 4 0 0 8 7 0 3 库什塔 依水 电站 为二 等大( 2 )型工 程 。枢 纽建 筑物 由沥青 混 凝 土 心墙 坝 、右 岸 导 流兼 泄 洪 洞 、表 孔 溢洪 洞 、发 电引水 洞 及 厂房 等 组 成 。沥 青 混凝 土 心 墙 坝 坝 顶 高 程l 3 0 7 6 0 m， 建 基 面 高 程1 2 1 6 5 n 1 最 大 坝 高 9 1 1 i n ，坝 顶 宽 1 0 in，坝 长 4 3 9 m， 总 填 筑 方 量 4 8 6 8万 In 。 坝 顶 采 用 沥 青 混 凝 土 路 面 ， 上 游 侧设 置“ L”形 钢 筋 混 凝 土 防 浪 墙 上 游 坝 坡 1 ： 2 2 5，下 游 坝 坡 1 ： 1 8，下游 坡 设 1 0 I l l 宽 、纵 坡 为 8 的“ 之 ”字 形上 坝 公 路 。下 游 坝 坡 设 预 制 网 格 梁 ， 网 格 梁 内 种 植 草 皮 护 坡 ；上 游 坝 顶 至 1 2 8 2 2 0 m高程 采用素 混凝 土护 坡 ，其 下采 用抛 石护 坡 。 坝 体 填 筑 分 区 从 上 游 至 下 游 分 为 上 游 砂 砾 料 区 、 上游 过渡 料 区 、沥青 混凝 土 心墙 、下 游过 渡料 区 、下游 砂 砾料 区 、下 游利 用 料 区 、下 游 排水 棱 体 区 。坝体 采 取分 期 分 序填 筑 ，填筑 遵 循 均衡 平 起 的 原则 。填 筑时段 为 2 0 1 0年 1 1月 1 0日 2 01 1年 1 1 月 3 0日 冬 季 不 停 工 本 工 程 坝 体填 筑 分 4期 施 工 ， 其 中 I期 分 4序施 工 ，坝体 分序填 筑示 意见 图 1 。 1 坝料开采加工与平衡 1 1 料 场 复查 库 什塔 依 工 程 坝体 填 筑 料为 砂砾 料 ，主 要分 布在 C 2 、C 4两料场 该料 场 与坝址直 线距离 为 2 9 3 7 k in，料 场复 查 采 用 探 坑进 行 ，方 格 网 布 点 ，探 坑 距一 般 采用 5 0 1 0 0 m。料场 复查 的 目的 为 ： 复 查 C 2 、C 4料 场储 量 能否 满 足 工 程 实 际 需 要 ； 砂 砾 石料 分 布 的 均匀 性 ，探 明是 否有 有 害夹 层 ； 查 明料 场料 源 的级 配分 布 情况 ，通 过试 验 获得 料 场 原 收稿 日期 ：2 0 1 2 一 叭 一 1 7 作者简介 ：吴宪生 ( 1 9 8 1 一 ) ，男 ，陕 西西安人 ，工程 师 ，从事 水电工程施工管理 工作 W a t e r P o w e r V o 1 3 8 N o 4 囫 期，1 3 0 6 5 I n 以下全断面填筑 鬻重 嬲 ” -71 29205 3 雷 垂 域 。 件 上 填 筑 方 量 万 ， 坝 体 、哎 。， 。10 105 上 升 43 m ， 、 预制混凝土9 目 格护坡 T 苴 日 1 ， d n 下 I 、 f甘甘 E m f I I N担 1、 1 28 0 0 00 lm j 、 面 交 i F月 帮 时 月 2 0 1 1 3 0。 7 1 2 5 3 0 0 02 5 3 0 0 0 辫 J 、 L 1 2 45 0 a ， 塑型遇堡 t s ： I 。 。 地互 ， ， 上 游围 堋 ， 鑫线 71 2 2 8 ( 、 清基线 一一一一一一 二 一 一 一 一 一 一 。 1 16 f00 1 图 1 坝体填筑分期示意 ( 单位 ：尺寸 mm；高程 r f 1 ) 型 级配 曲线 ，获 得 C 4料 场 的 实 际包 络 线 ，校 核 设 计包 络线 的可靠 性 ； 通 过 所获 得 的料 场 原 型级 配 曲线 进行 室 内三 因素 相关 图试验 ，结合 坝 料 碾压 试 验 以校 核设 计 提 出 的控 制标 准 的合 理 性 ； 为料 场 开采 规划 提供 必要 的数据 。 复查 认 为该 料 场覆 盖层 和 无 用 层 厚 1 5 5 0 1T I ， 可 利用 料层 厚 4 1 5 0 I n，剥采 比达到 6 7 ，料 场含 泥 量 1 5 1 0 0 最 大 粒 径 6 7 0 mm， 砾 石 含 量 7 6 4 7 8 5 0 7 密 度 2 7 1 g e m 。 可 用 料 层 砂 砾 石 级 配 均匀 料源 洁净 ，无有 害 夹层 ；每 5 n fl 作 为 一 个 开采 层 的设计方 案 可行 ，料场储 量满 足要求 。 1 2料 场规 划 根据 开 采 时段 、面积 、数量 、强度 及 机 具 的不 同 ，将 C 4料 场 分 为 4个 开 采 区 ，其 中 3个 开采 区 为 坝壳 料 开采 区 ，每 个 区 以独 立工 作 面分 成 4个 台 阶( 台 阶高度 4 5 I n)立 面交 替 进 行 开采 。一个 开 采 区 作 为 过 渡 料 开 采 区 ，进 行 过 渡 料 开 采 及 加 工 。 C 2料 场分 为 2个 区 ，作为 上游 围堰 坝壳料 开采 区 。 1 3坝料 加 工 坝 料 包 括 坝 壳 砂 砾 石 料 、过 渡 料 、反 滤 料 I、 反 滤 料 、排水 棱 体料 、坝 前抛 石 。其 中 ，坝壳 砂 砾 石 料 、过 渡 料 、反 滤料 I、反 滤 料 分 别 为粒 径 为 0 6 0 0 、0 8 0、5 4 0、4 0 8 0 mm 的 砂 砾 全 料 ，排 水 料 为 粒 径 8 0 mm 的 卵 石 ，坝 前 抛 石 为 粒 径 3 0 0 5 0 0 mm 的 卵 石 。 ( 1 )过 渡料 加 工 。过 渡 料 在 C 4料 场 选 取 适 当 位 置 进行 开 采 ，1 6 IT I 。 挖 掘 机 挖 装 ，2 0 t自卸 汽 车 运 输 至蓖 条筛 作业 平 台 ，经 蓖条 筛 过 滤后 ，用 3 IT I 装 载 机配 2 0 t自卸 汽 车运 输 至 堆存 场 ；填 筑 时用 3 ms 装载 机配 2 0 t自卸 汽车运 输至填 筑作 业面 。 ( 2)排 水 棱 体料 、坝前 抛 石加 工 。以上 两 种 料 采 用 过 渡料 加 工 的超 径 石 ，采用 3 I n 装 载机 收 集 、 圜W t g e r P o w e r V o 1 粥 N o 4 堆存 、装 车 ，填筑 时用 3 m 装载 机 配 2 0 t自卸汽 车 运输 至填 筑作业 面 。 ( 3 ) 反 滤 料 加 工 。粒 径 为 5 4 0 mm 反 滤 料 利 用 砂 石 料 厂 进 行 机 械 化 生 产 ；粒 径 为 4 0 8 0 mm 反 滤 料 利用 过 渡 料二 次 加 工 ，用 自制 蓖 条 筛筛 制 ，蓖条 筛 间距 4 0 mm，3 I l l 装 载机 装 车 。 1 4 坝 料平衡 计划 坝体填筑总量为 4 8 6 8万 m ，其 中 ，过渡料 21 8 9 万 m3 ，反 滤 料 3 5 2 3 9 1 T I ，排 水 棱 体 料 1 6 1 3 0 1T I ， 砂砾 石填 筑 料 4 4 2 9 5万 m ，利 用料 2 0万 I T I 。坝 体 填 筑 平 衡 计 划 见 表 1 。 表 1 坝体填筑料平衡计划 2 碾压试验 坝 体填 筑 碾 压 生产 性试 验 选 择 在施 工 区下 游 侧 进 行 主要 进 行 坝体 过 渡料 及 坝体 填 筑 砂砾 石 料 碾 压 试 验 。包 括 坝 体 不 同 区 域铺 料 方 式 、铺 料 厚 度 、 振 动 碾 的类 型 及 质量 、碾 压 遍 数 、铺 料 过程 中 的加 水 量 、压实 层 的孔 隙率 和干 密度 等试验 。 第 3 8 卷第 4 期 吴宪生， 等： 库什塔依水电站沥青混凝土心墙坝坝体填筑施工技术 试验 场地 面积 5 0 mxl 2 0 m，在 该场 地 中按不 同 层 厚 和 碾 压 遍 数 布 置 试 验 单 元 ， 每 一 试 验 单 元 面 积 1 4 mx 3 0 m每 个 单 元 内 布 置 2 0 mx 2 0 I n的方 格 网。经过 现场碾 压试 验 ，具体 的碾 压参数 见表 2。 表 2可利用料、坝 壳料控制标准及施工参数 控制标准 菊面 丽 g - iD m- 3率， 密度 施工参数 铺料碾压 厚度 c m遍数 振动 洒水 碾工况 量 一 - s s s 呲s 3 现场施工 坝 体填 筑 总 体 上遵 循 与 沥青 混凝 土心 墙 碾压 全 断 面平 起 均衡 上 升 的施 工 方 法 。对 坝壳 料 ，根据 坝 面 面积 大 小及 各 类 坝料 分 序 、分 区的不 同 ，将 坝 面 沿 坝 轴 线 方 向按 5 0 1 0 0 m 分 成 若 干 个 单 元 。在 各 单 元依 次 完成 填 筑 的各 道工 序 ，使各 单 元 上所 有 工 序 能 够 连 续 流 水作 业 。 各单 元 之 间进 行 鲜 明标 识 ， 标 明摊 铺 、碾 压 、检 验 等 工作 状 态 ，以避 免 超压 或 漏 压 。坝体填 筑施 工工 序见 图 2。 坝基清理与验 收 l 测 量 放 样 各 类 l I 沥 青 混 凝 土 心 l 坝 料 分 界 线r 墙 与 过 渡 料 Y l 坝料开采、运输、 l ( 第十二 r 卸料、 摊铺 J r章所述) 重 墨 篁 N 石 处 理 及 界 面 分 L 坝 料 碾 压 离 料 处 理 I L _ _j I， 坑检取样 图 2坝体 填 筑 施 工 工 序 3 1 建基 面基 础清 理与 验收 在 坝 基最 终 开 挖线 以下 的所 有 勘探 坑 槽 和平 洞 均 按施 工 图纸 的要 求 回填 密 实 ，防渗 帷幕 线 附 近 的 勘 探 钻 孔 亦 予 以封 堵 。坝 基 中布 置 有 观 测设 备 时 ， 在 观 测设 备 埋设 完 毕并 经 监 理工 程 师 验 收合 格后 才 能 开 始 坝 体 填 筑 。 3 _ 2 砂砾料填筑 砂 砾 石料 必 须 在 坝基 处 理及 隐蔽工 程 验 收合 格 后 才能 填筑 。铺 筑前 采 用 莱卡 T C R一 4 0 2型全 站仪 测 量放 样 确 定各 填 筑 料 区的 界线 ，白灰 撒 线 并插 标 志牌标 识 ，在两 岸岸坡 基 岩面上 标写 高程 及桩 号 。 自卸 汽 车 卸 料 时 。采 用“ 进 占法 ” 或“ 后 退 法 ” 堆 料 高度 不 大 于 1 5 1T I ，砂 砾 石 料 中不 允 许夹 杂粘 土 、草 、木 等 有 害物 质 ，在装 卸 时 特别 注 意避 免 分离 ，不 允许从 高坡 向下 卸料 。 砂 砾 石 料 碾 压 质 量 重 在 过 程 控 制 ，重 点 监 控 碾 压 遍 数 、振 幅 、 行 驶 速 度 、 碾 轮 搭 接 宽 度 等 。 碾 压 方 向一 般 平 行 于坝 轴 线 ，岸 坡 一 般 沿 坡 脚 碾 压 碾 压 完 成 后 ，按 布 点 测 量 其 高 程 ， 以控 制 压 实 厚 度 。 碾 压 后 的 表 面 平 整 度 按 0 1 0 c m 控 制 ， 若 出 现 0 3 O c m 的 不 平 整 现 象 ，推 平 表 面 重 新 铺 压 。 填 料 的纵 横 坡 部位 ，优 先用 台阶 收坡 法 ，碾 压 搭 接长 度不 小于 1 5 m，如无 条件 时 ，接 缝坡 度不 陡 于 1 ： 3 。岸坡 处不 允许有 倒 坡 ，防止 大径料 集 中 ，其 2 I n范 围 内 ，用 较 细 砂 砾 石 料( d 5 mm 颗 粒 含 量 ) ，最 终 求 出干 密度 和 相 对 密 度 。碾 压后 取 样 结果 满 足 设计 要 求 ，否 则 再 次进 行 铺 压 ，直 至满 足质 量控 制 指标 要 求 为止 ，且 每层 必 须 检 查 边 坡 结 合 部 ，检 查 合 格 后 ，发 碾 压 合 格 证 ， 并 组 织 三检 ，合格 后 方 可 进行 下 道 工序 。坝 基砂 砾 石料 永 久坡 位 置 ，每 填 筑 3 n 2 厚 进 行测 量 放 线 。对 坝坡进 行修 整 ，以保 证边 坡符合 要求 。 3 3 过渡料填筑 沥 青 混 凝 土 心 墙 两 侧 过 渡 料 与 心 墙 施 工 同 时 进 行 ，上 下游分 区宽度均 为 3 0 1T I 。过渡料 由 自卸汽 车 拉 运 至坝 面 ，后 退法 卸料 ，其 中 1 5 11 1由 沥青 混 凝 土摊 铺 机 自行 摊铺 、整 平 ，剩 余 部 分 由 1 6 1T I 反 铲 挖 掘 机 配 合 修 整 ，其 摊 铺 厚 度 为 2 5 C lT I ，并 由 2 7 t 自行式 振动 碾碾 压 。对 振 动碾无 法 到达 的边 角部 位 ， 由人工 配合 小型 振动夯 压 实 。 对 过 渡 料 与坝 壳 料搭 接 处 总体 遵 循 平起 施 工 原则 ，即三 层 过 渡 料( 层厚 2 5 c m) 与一 层 坝 壳 料 ( 层厚 7 5 t i n)平 起 施 工 ，并在 最 后一 层填 平 后进 行 骑 缝 碾 压 4 结语 通 过 合 理 的安 排施 工 ，加 强施 工 现 场 管理 ，库 什 塔依 水 电站沥 青心墙 坝 提前 1 0天完 成 坝顶 节点填 筑 工期 。最 大月 填筑量 达 7 5万 m3 ，共评 定 1 1 3 7个 填 筑单 元 ，全部 合格 ，优 良率 到达 9 5 3 。 参考文献 ： 1 D I J T 5 1 2 9 -2 0 0 1 碾压式土石坝施工规 范 S 2 S L 2 3 7 - 1 9 9 9土工试验规程 S 3 D UT 5 3 8 8 -2 0 0 7 水 电水利工程天然建筑材料勘察规程 I S ( 责任编辑焦雪梅) W a t e r P o w e r V o 1 3 8 N o 4 圈