【word】 瀘定水電站粘土心墻堆石壩快速施工技術(shù)與質(zhì)量控制

1、瀘定水電站粘土心墻堆石壩快速施工技術(shù)與質(zhì)量控制第3o卷增刊(1)2011年5月四川水力發(fā)電sichuanwaterpowervo1.30,supplement(1)may.,2011瀘定水電站粘土心墻堆石壩快速施工技術(shù)與質(zhì)量控制鄭遠(yuǎn)建(中國(guó)人民武裝警察部隊(duì)水電第九支隊(duì),四川成都611130)摘要:結(jié)合瀘定水電站粘土心墻堆石壩施工情況,總結(jié)了粘土心墻堆石壩快速施工的經(jīng)驗(yàn)和粘土心墻堆石壩質(zhì)量控制的重點(diǎn),為粘土心墻堆石壩的快速施工和過程質(zhì)量控制提供借鑒.關(guān)鍵詞:瀘定水電站;粘土心墻堆石壩;規(guī)范化施工;質(zhì)量控制中圖分類號(hào):tv5l;tv52;tv7文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:b文章編號(hào):1001-2184(2011)

2、增1-0112-041工程概況瀘定水電站壩址位于四川省瀘定縣城瀘定橋上游2km處,距下游瀘定縣城2.5km,控制流域面積58943km.瀘定水電站采用壩式開發(fā),總庫(kù)容2.4億m,裝機(jī)容量920mw.工程樞紐主要由擋水建筑物,泄洪建筑物,引水發(fā)電建筑物組成.攔河大壩壩頂高程1385.51/1,壩頂寬12m,壩頂長(zhǎng)526.7m.大壩最低建基面高程1306m,最大壩高79.5m.大壩基礎(chǔ)防滲由壩基防滲墻,心墻及壩基防滲帷幕共同構(gòu)成,其中壩基覆蓋層防滲采用1m厚的混凝土防滲墻,河床部位為106m深的懸掛式防滲墻,兩岸防滲墻嵌入基巖1m,防滲墻頂部通過灌漿廊道與心墻連接,壩體結(jié)構(gòu)型式為:粘土心墻區(qū),上下

3、游反濾區(qū),上下游過渡料區(qū),上下游堆石區(qū),上下游壓重區(qū).攔河大壩的抗震設(shè)防類別為甲類,設(shè)防烈度為8度.工程等別為二等工程,工程規(guī)模為大(2)型.由于本工程緊鄰瀘定縣城,壩址河床覆蓋層深厚,地質(zhì)條件復(fù)雜,工程失事后果影響嚴(yán)重,故提高擋水和泄洪建筑物級(jí)別為1級(jí),引水建筑物,發(fā)電廠房按2級(jí)建筑物設(shè)計(jì).2粘土心墻堆石壩快速施工2.1壩體分區(qū)及各種填筑參數(shù)的確定瀘定水電站粘土心墻堆石壩共分為9個(gè)大區(qū),按照順?biāo)鞣较驈纳系较乱来螢?上游壓重區(qū),上游堆石區(qū),上游過渡區(qū),上游反濾區(qū)(f1,f2),粘土心墻區(qū)(高塑性粘土和普通粘土),下游反濾區(qū)(f1,f2),下游過渡區(qū),下游堆石區(qū),下游壓重料區(qū).各種料區(qū)鋪料厚度

4、及碾壓遍數(shù)根據(jù)碾壓試驗(yàn)和相鄰料區(qū)的匹配關(guān)系確定.主要料區(qū)的料源級(jí)配要求和主要控制指標(biāo)見表1.表1料源級(jí)配要求及主要控制指標(biāo)表收稿日期:2011-01-07皿sichuanwater1”o盯鄭遠(yuǎn)建:瀘定水電站粘土心墻堆石壩快速施工技術(shù)與質(zhì)量控制2011年增刊(1)2.2壩體各料區(qū)施工順序的確定為保證壩體整體質(zhì)量,特別是心墻區(qū)的填筑質(zhì)量,壩體各料區(qū)填筑的原則為:保證粘土料,反設(shè)計(jì)填筑線濾料,過渡料的結(jié)構(gòu)尺寸,填筑時(shí)不允許反濾料侵占粘土料,不允許粗顆粒侵占細(xì)顆粒.各區(qū)填筑順序如圖1所示.設(shè)計(jì)填筑線/,_一一_一_一_一_一_一_一/細(xì)堆石料i反濾料i反濾料ii心墻防滲土料i反濾料il反濾料l細(xì)堆石料

5、圖1壩體填筑順序分區(qū)示意圖2.3粘土心墻料填筑施工(1)粘土心墻為大壩的核心部分,粘土心墻填筑質(zhì)量的好壞直接關(guān)系到壩體的總體填筑質(zhì)量和運(yùn)行安全.粘土料分為普通粘土和高塑性粘土,靠近廊道兩側(cè)2.5m范圍為高塑性粘土,靠近蓋板3m范圍為高塑性粘土,其余部分為普通粘土.粘土料在廊道頂高程以下分上下游兩個(gè)工作面填筑,跨過廊道后形成一個(gè)填筑工作面,粘土料與壩體基礎(chǔ)面接觸部位先填筑壩基反濾料,然后鋪設(shè)土工防滲膜,在土工防滲膜上部開始填筑粘土料.(2)粘土心墻料填筑施工程序?yàn)?壩基反濾料填筑一土工防滲膜(含賽柏斯和特種瀝青防滲膜)鋪設(shè)一測(cè)量放線一粘土料填筑.粘土料填筑前先對(duì)料源進(jìn)行含水率測(cè)定,含水率偏差須在

6、規(guī)范允許的范圍內(nèi)(上壩土料的含水率應(yīng)控制在(1)叩一2%【ofto.p+2%之間,(1).為最優(yōu)含水率)才允許拉運(yùn)上壩.粘土填筑采用進(jìn)占法施工,先由填筑面的一端開始上料,形成上料平臺(tái),平臺(tái)高程嚴(yán)格按照松鋪層厚標(biāo)準(zhǔn)控制(根據(jù)碾壓試驗(yàn)確定松鋪厚度為35cm,壓實(shí)后為28eln).粘土大面鋪料完成后,測(cè)量放出碾壓參考線,碾壓參考線平行壩軸線,間距4m,采用20t凸塊碾平行壩軸線方向激振碾壓,粘土采用進(jìn)退錯(cuò)距法碾壓,普通粘土碾壓8遍,錯(cuò)距26em,高塑性粘土碾壓6遍,靠近蓋板混凝土1m遠(yuǎn)部位采用振動(dòng)碾靜碾6遍,須保證高塑性粘土達(dá)到設(shè)計(jì)指標(biāo)要求.(3)高塑性粘土填筑前,應(yīng)在與高塑性粘土接觸的廊道及蓋板混

7、凝土表面灑水濕潤(rùn)并涂刷濃粘土漿,邊鋪土邊夯實(shí),粘土漿涂刷高度與鋪土厚度應(yīng)保持一致并與下部涂層銜接,嚴(yán)禁粘土漿干涸后再鋪土和壓實(shí).粘土與水質(zhì)量比宜為1:2.51:3.0,粘稠度以掛壁為準(zhǔn),涂層厚35mm.心墻從第二層填土開始,與蓋板接觸的高塑性粘土應(yīng)先于同層土料進(jìn)行鋪筑.(4)雨季粘土料填筑時(shí)要與當(dāng)?shù)貧庀蟛块T緊密聯(lián)系,下雨前及時(shí)對(duì)粘土進(jìn)行覆蓋,雨停后先對(duì)填筑面粘土的壓實(shí)度進(jìn)行檢測(cè),對(duì)料場(chǎng)的土料含水率進(jìn)行檢測(cè),當(dāng)其均滿足要求才允許恢復(fù)填筑.如填筑面粘土因下雨而含水率偏高,為加快填筑進(jìn)度,可采取翻曬或用推土機(jī)將表層粘土清除掉的方式予以處理.對(duì)儲(chǔ)備的粘土要堆成”鐵?！?下雨及時(shí)覆蓋.粘土因曝曬時(shí)間過長(zhǎng)

8、,填筑前可采用水車噴灑少量水濕潤(rùn)后恢復(fù)填筑.(5)為加快粘土心墻料的填筑速度,試驗(yàn)檢測(cè)分區(qū)進(jìn)行,根據(jù)檢測(cè)頻率要求,填筑面完成一塊檢測(cè)一塊,提前準(zhǔn)備好循環(huán)工作面,粘土料采用核子密度儀進(jìn)行含水率和壓實(shí)度等相關(guān)指標(biāo)檢測(cè).2.4反濾料填筑施工(1)在粘土心墻區(qū)的上下游設(shè)置反濾料區(qū),上下游反濾料均由fl,f2組成,上游fl,f2各3m寬,下游fl,f2各4m寬.反濾料由天然砂礫石料場(chǎng)加工生產(chǎn),嚴(yán)格按照級(jí)配控制好料源質(zhì)量,特別要控制好粒徑小于sichuanwaterpower咽第3o卷總第l44期四川水力發(fā)電2011年5月0.075mm土料含量不大于5%.反濾料填筑前先按照設(shè)計(jì)尺寸進(jìn)行放樣,反濾料與相鄰的

9、粘土料,過渡料界限分明,撒上滑石粉做好填筑參考線,反濾料的填筑應(yīng)與心墻填筑面平起上升,反濾層與心墻連接處應(yīng)采用振動(dòng)平碾跨縫碾壓.(2)反濾層與心墻連接時(shí),采用鋸齒狀填筑,并先鋪筑反濾料,后鋪筑心墻,以保證心墻的設(shè)計(jì)厚度不受侵占.反濾層與過渡料連接時(shí),亦可采用鋸齒狀填筑,必須保證反濾層的設(shè)計(jì)厚度不受侵占.(3)反濾料填筑時(shí)必須保持濕潤(rùn)狀態(tài),對(duì)料場(chǎng)剛生產(chǎn)出來的f1反濾料須進(jìn)行脫水,根據(jù)經(jīng)驗(yàn)一般在料場(chǎng)堆存23d,避免因fl反濾料含水量過大而形成彈簧土.同時(shí),對(duì)于堆存時(shí)間過長(zhǎng)的反濾料,為增強(qiáng)壓實(shí)效果,在碾壓前應(yīng)加水潤(rùn)濕,加水量以達(dá)到濕潤(rùn)效果即可,同時(shí)加水量不應(yīng)影響與其接觸的心墻防滲土料的填筑施工.根據(jù)

10、經(jīng)驗(yàn),采用灑水車加水,開關(guān)開至中等水量,以23km的行駛速度噴灑2遍即可達(dá)到效果.2.5過渡料填筑施工(1)在反濾料與主堆石料之間設(shè)置有過渡料,過渡料寬12m,采用爆破料,要求級(jí)配連續(xù)良好,最大粒徑不大于300mm;粒徑小于5mm的顆粒含量宜在15%25%范圍,且d20mm,過渡料壓實(shí)后的滲透系數(shù)應(yīng)大于510em/s,粒徑小于0.075mm的顆粒含量不大于5%.(2)過渡料填筑應(yīng)嚴(yán)格控制好料源質(zhì)量,過渡料松鋪厚度為63cm,壓實(shí)后為56em,壓實(shí)厚度與反濾料相匹配.過渡料填筑采用進(jìn)占法,鋪料完成后先采用挖掘機(jī)將與f2接觸部位的超徑石和集中塊石清除干凈,并采用細(xì)石渣料找平,灑水碾壓.對(duì)與f2接觸

11、的部位加強(qiáng)騎縫碾壓,以確?；A(chǔ)部位填筑碾壓密實(shí).2.6堆石料填筑施工(1)堆石料區(qū)作為大壩的主要承重區(qū),料源質(zhì)量控制和填筑質(zhì)量控制是施工的重點(diǎn).堆石料要求級(jí)配連續(xù)良好,最大粒徑不大于800mm,粒徑小于5mm的顆粒含量應(yīng)控制在10%25%;0.075mm粒徑的顆粒含量應(yīng)不大于5%,不均勻系數(shù)應(yīng)大于10,滲透系數(shù)應(yīng)大于510cm/s.料場(chǎng)嚴(yán)格按照爆破參數(shù)進(jìn)行爆破,超徑石在料場(chǎng)皿sich徹waterpo.盯進(jìn)行剔除,對(duì)山頂表層開挖料進(jìn)行選擇性上壩,避免將不合格料運(yùn)至壩面.(2)堆石料填筑可采用進(jìn)占法,后退法,混合法.堆石料填筑松鋪厚度1m,一般采用進(jìn)占法填筑,先形成填筑平臺(tái),車輛由平臺(tái)上卸料,進(jìn)占

12、法的優(yōu)點(diǎn)是先形成平臺(tái),能較好的控制填筑平整度;當(dāng)運(yùn)輸車流量較大時(shí)也可采用后退法卸料,即車輛在填筑壓實(shí)面上卸料,后退法卸料能提高上壩料強(qiáng)度,對(duì)汽車輪胎磨損較少;缺點(diǎn)是如果料堆間距控制不好,平整度控制的難度大;混合法填筑是將后退法和進(jìn)展法相結(jié)合,即先形成卸料平臺(tái),一部分車輛在平臺(tái)上卸料,一部分車輛采用后退法在壓實(shí)面上卸料,混合法填筑既能較好的控制平整度,同時(shí)也能提高上壩運(yùn)輸強(qiáng)度.(3)為加強(qiáng)堆石料的碾壓質(zhì)量,堆石料碾壓前需進(jìn)行灑水,堆石料的加水量宜為10%25%,本工程采用在上壩道路設(shè)置加水點(diǎn),以加水點(diǎn)加水為主,壩面輔以高揚(yáng)程水泵在碾壓前人工補(bǔ)充灑水,確保堆石料碾壓密實(shí).(4)冬季氣溫較低時(shí)堆石料

13、不加水.為保證填筑質(zhì)量,采取減少松鋪厚度的措施,鋪料厚度控制在90cm以下,碾壓遍數(shù)由8遍增加至lo遍,從而確保了低溫季節(jié)堆石料的碾壓質(zhì)量.3質(zhì)量控制措施為保證粘土心墻堆石壩施工質(zhì)量,需要從料場(chǎng)料源,碾壓設(shè)備,壩面施工等各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行控制.瀘定水電站粘土心墻堆石壩填筑過程中,我們加強(qiáng)了組織管理,制定了科學(xué)的技術(shù)保障措施,施工程序規(guī)范,嚴(yán)格按照各項(xiàng)檢測(cè)規(guī)程進(jìn)行壩體填筑質(zhì)量檢測(cè),施工過程控制良好,施工質(zhì)量可靠.3.1組織管理措施(1)項(xiàng)目部成立了大壩施工組織體系,由項(xiàng)目經(jīng)理任總指揮,下設(shè)生產(chǎn)副經(jīng)理,質(zhì)量安全副經(jīng)理,總工程師,設(shè)置了各單項(xiàng)責(zé)任區(qū)(料場(chǎng)施工責(zé)任區(qū),反濾料生產(chǎn)系統(tǒng)責(zé)任區(qū),壩面填筑施工責(zé)任區(qū)

14、),各施工責(zé)任區(qū)由具有豐富施工經(jīng)驗(yàn)的技術(shù)人員和工人組成,由項(xiàng)目總工程師負(fù)責(zé)技術(shù)指導(dǎo);(2)建立了科學(xué)的質(zhì)量管理體系.質(zhì)量管理人員加強(qiáng)過程質(zhì)量控制,但不對(duì)施工進(jìn)度負(fù)責(zé),施工中嚴(yán)格按照”三檢制”進(jìn)行檢查和驗(yàn)收,嚴(yán)格控鄭遠(yuǎn)建:瀘定水電站粘土心墻堆石壩快速施工技術(shù)與質(zhì)量控制2011年增刊(1)制施工過程,前一道工序驗(yàn)收合格后才能進(jìn)行下一道工序的施工;(3)與現(xiàn)場(chǎng)業(yè)主,設(shè)計(jì),監(jiān)理建立科學(xué)暢通的聯(lián)絡(luò)機(jī)制.在大壩填筑現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置指揮調(diào)度中心,業(yè)主,監(jiān)理現(xiàn)場(chǎng)值班室和聯(lián)絡(luò)會(huì)會(huì)議室.施工高峰期每天召開日協(xié)調(diào)會(huì),及時(shí)解決施工過程中出現(xiàn)的如料源變化,壩基地質(zhì)條件變化,施工技術(shù),與友鄰單位的協(xié)調(diào)等各種問題,確保發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)

15、反饋,現(xiàn)場(chǎng)解決,從而保證了施工的連續(xù)性.3.2技術(shù)保證措施(1)施工前,除編制好大壩總體施工組織設(shè)計(jì)外,同時(shí)編制好各單項(xiàng)施工方案,以確保料源開采,骨料加工,壩料運(yùn)輸,壩面填筑等技術(shù)保障到位,組織有序,施工科學(xué)規(guī)范;(2)對(duì)壩面填筑施工進(jìn)行統(tǒng)一管理,嚴(yán)密組織,保證工序銜接,分段流水作業(yè),層次清楚,做到“面平,線直,邊齊”,各料區(qū)均衡上升,減少接縫.分段填筑時(shí),各段土層之間應(yīng)設(shè)立標(biāo)志,以防漏壓,欠壓和過壓.上下層分段位置應(yīng)錯(cuò)開;(3)大壩開始填筑前,對(duì)承擔(dān)大壩填筑施工的技術(shù)人員,指揮人員,機(jī)械作業(yè)人員做好全員技術(shù)交底,堅(jiān)持每日班前布置任務(wù),施工過程跟蹤指導(dǎo),班后進(jìn)行講評(píng),通過反復(fù)教育確保人人懂規(guī)范

16、,熟程序,知標(biāo)準(zhǔn);(4)為保證各種料的填筑結(jié)構(gòu)尺寸,大壩填筑期間,測(cè)量隊(duì)24h跟蹤檢測(cè),以確保粘土心墻區(qū),反濾料區(qū),過渡料區(qū)核心部位的結(jié)構(gòu)尺寸不被侵占,同時(shí)各料區(qū)的填筑厚度采取設(shè)置標(biāo)桿進(jìn)行控制,確保填筑厚度在規(guī)范允許的范圍內(nèi),確保碾壓質(zhì)量滿足設(shè)計(jì)要求;(5)對(duì)各種料區(qū)的搭接界面,岸坡接觸部位,與廊道及蓋板混凝土接觸部位進(jìn)行單項(xiàng)驗(yàn)收,確保各部位質(zhì)量滿足設(shè)計(jì)要求.4結(jié)語質(zhì)條件和當(dāng)?shù)夭牧咸攸c(diǎn)進(jìn)行選址設(shè)計(jì)的,大壩壩高79.5rn,填筑總方量680余萬m,大壩位于瀘定縣城上游2.5km處.瀘定水電站大壩工程科學(xué)組織,精心施工,持續(xù)保持高強(qiáng)度填筑,月高峰填筑強(qiáng)度達(dá)88萬m,粘土心墻上升速度達(dá)到l8m/月.

17、通過對(duì)瀘定水電站粘土心墻堆石壩施工過程進(jìn)行總結(jié),筆者認(rèn)為:在粘土心墻堆石壩及同類型粘土心墻壩施工過程中需注意以下幾點(diǎn):(1)高度重視料源質(zhì)量控制,施工前加強(qiáng)料場(chǎng)復(fù)勘,發(fā)現(xiàn)有地質(zhì)情況變化時(shí)要及時(shí)將其反饋給設(shè)計(jì)方,并做好各項(xiàng)應(yīng)急措施.(2)要達(dá)到進(jìn)度和質(zhì)量雙贏,首先做好規(guī)范化施工,使各項(xiàng)工序流程化,避免返工和做無用功.(3)粘土心墻堆石壩上下游分區(qū)較多,碾壓試驗(yàn)時(shí)既要考慮各種料區(qū)的經(jīng)濟(jì)鋪料厚度,碾壓遍數(shù),同時(shí)亦要兼顧各料區(qū)之問的層厚匹配關(guān)系,以確保各料區(qū)界面的填筑質(zhì)量.(4)粘土心墻堆石壩填筑方量大,施工強(qiáng)度高,高峰期較長(zhǎng),填筑前做好填筑區(qū)規(guī)劃和場(chǎng)內(nèi)臨時(shí)道路規(guī)劃尤為重要.本工程在粘土心墻區(qū)設(shè)置了跨心墻鋼板橋,有效解決了心墻上下游道路的連通問題,為大壩持續(xù)高強(qiáng)度快速施工提供了可靠保證.(5)大壩填筑是一個(gè)系統(tǒng)工程,除各項(xiàng)技術(shù)保障措施到位外,還需建立暢通的指揮系統(tǒng).瀘定水電站大壩運(yùn)用大壩視頻監(jiān)控系統(tǒng),對(duì)大壩各料場(chǎng),生產(chǎn)系統(tǒng)和各填筑區(qū)進(jìn)行全程監(jiān)控,同時(shí)建立了覆蓋整個(gè)工區(qū)的手持式通信對(duì)講機(jī)系統(tǒng),確保了各級(jí)指揮人員及時(shí)了解工程動(dòng)態(tài),及時(shí)進(jìn)行各種調(diào)控.作者簡(jiǎn)介:鄭遠(yuǎn)建(1978.),男