黃宗營(yíng)，唐先奇，張耀威，寧占金，張禮寧

（中國(guó)人民武裝警察部隊(duì)水電第一總隊(duì)，廣西 南寧 530028）

1 大壩填筑施工分期

糯扎渡水電站大壩工程由武警水電部隊(duì)即中國(guó)安能建設(shè)總公司中標(biāo)承建。大壩填筑施工于2008年10月開(kāi)始，截至2012年6月，壩體全斷面填筑到808 m高程以上，高度已達(dá)245 m以上，填筑總量已超過(guò)3 200萬(wàn)m3。目前，超高心墻堆石壩填筑施工正在緊張有序的進(jìn)行。預(yù)計(jì)2012年10月，大壩填筑全部完成。該工程壩高庫(kù)大，防洪度汛要求標(biāo)準(zhǔn)高、施工工期緊、工程量大，科學(xué)合理地進(jìn)行壩體填筑施工分期是施工的關(guān)鍵。

大壩填筑需經(jīng)過(guò)4個(gè)洪水期，根據(jù)當(dāng)?shù)貧夂蛱攸c(diǎn)和雨季壩體心墻不施工的設(shè)計(jì)要求，結(jié)合壩體填筑上升高度及強(qiáng)度均衡生產(chǎn)的原則，大壩填筑施工分5期進(jìn)行。

（1）第1期。壩體填筑在全年圍堰擋水的條件下進(jìn)行。2009年，圍堰汛期擋水標(biāo)準(zhǔn)為50年一遇洪水。根據(jù)進(jìn)度計(jì)劃，全斷面填筑上升到625.0 m高程。

（2）第2期。在2010年汛前，壩體心墻區(qū)上升到676.0 m高程。2010年汛期具備攔擋200年一遇洪水標(biāo)準(zhǔn)。該期雨季時(shí)段填筑壩殼區(qū)，枯期時(shí)段填筑心墻區(qū)。

（3）第3期。在2011年汛前，壩體心墻區(qū)上升到745.0 m高程。2011年汛期壩體擋水仍為200年一遇洪水標(biāo)準(zhǔn)。

（4）第4期。在2012年汛前，壩體全斷面填筑上升到804.0 m高程。2012年汛期具備攔擋500年一遇洪水標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)，滿足水庫(kù)蓄水發(fā)電條件。

（5）第5期。2012年底，完成壩體填筑施工。

目前，大壩全斷面已填筑上升到808.0 m高程，壩體各分期的形象面貌都按時(shí)段要求填筑完成，這說(shuō)明壩體填筑施工分期是科學(xué)合理的。

2 大壩心墻防滲土料摻礫工藝

大壩心墻防滲土料采用加工系統(tǒng)生產(chǎn)的礫石料與土料場(chǎng)開(kāi)采的混合土料摻合而成，摻礫土料摻礫技術(shù)國(guó)內(nèi)沒(méi)有借鑒的經(jīng)驗(yàn)。為解決高心墻堆石壩心墻防滲土料既能滿足擋水防滲要求又能提高變形抗剪條件，如何確保礫石料與土料摻合均勻又滿足設(shè)計(jì)級(jí)配要求，研究出科學(xué)、規(guī)范的摻礫土料摻礫技術(shù)是施工的關(guān)鍵。

大壩填筑前，根據(jù)設(shè)計(jì)級(jí)配曲線和相關(guān)參數(shù)要求，對(duì)土料場(chǎng)進(jìn)行復(fù)勘，全面了解土料場(chǎng)天然混合土料級(jí)配情況，并進(jìn)行礫石料與混合土料摻合試驗(yàn)研究。通過(guò)多種試驗(yàn)研究，最終確定便于施工的互層鋪筑、立采摻合的摻礫技術(shù)。試驗(yàn)確定：礫石料鋪層厚為50 cm，混合土料鋪層厚為110 cm。

大壩礫石土料摻合場(chǎng)共設(shè)置4個(gè)料倉(cāng)，總面積為3.3萬(wàn)m2。4個(gè)料倉(cāng)可備摻礫土料總量約16萬(wàn)m3。每個(gè)料倉(cāng)均為3互層鋪料，先鋪1層礫石料（50 cm厚），然后鋪1層混合土料 （110 cm厚），最后再鋪1層礫石料 （50 cm厚）。

礫石采用進(jìn)占法卸料，推土機(jī)平料；土料采用后退法卸料，推土機(jī)平料。鋪料過(guò)程中，采用移動(dòng)標(biāo)尺和固定網(wǎng)格測(cè)量控制鋪層厚度和平整度。在挖裝運(yùn)輸上壩前，采用4～6 m3的正鏟摻合均勻。摻合方法為：正鏟從料倉(cāng)底部自下而上裝料，鏟斗舉到空中打開(kāi)，礫石土料自然拋落，重復(fù)做3次，即可把礫石料和土料摻合均勻。采用正鏟裝料，由20～32 t自卸汽車運(yùn)輸至填筑作業(yè)面。在裝運(yùn)上壩前，每個(gè)料倉(cāng)備料要摻合均勻并取樣進(jìn)行含水率和顆粒級(jí)配檢測(cè)合格后，才允許裝運(yùn)上壩。自開(kāi)工到目前，共檢測(cè)353組試樣，摻礫土料級(jí)配曲線全部在設(shè)計(jì)級(jí)配包絡(luò)線內(nèi)。

3 大壩心墻區(qū)填筑

3.1 填筑工序

糯扎渡水電站大壩心墻為直立式心墻，心墻區(qū)填筑包括心墻防滲土料填筑和其上、下游側(cè)反濾料的填筑。根據(jù)碾壓試驗(yàn)并經(jīng)監(jiān)理、設(shè)計(jì)確認(rèn)的施工參數(shù)，按照先鋪填反濾料，再鋪防滲土料的順序，1層反濾料和2層防滲土料平齊填筑上升。

心墻防滲土料除左、右岸墊層混凝土表面厚度2 m范圍為接觸粘土料外，其他全部為摻礫土料（摻礫土料在上壩前已在摻合場(chǎng)摻合好）。心墻區(qū)填筑主要施工工序流程見(jiàn)圖1。

圖1 心墻區(qū)填筑主要施工工序流程

每1層料填筑前，先測(cè)量放樣，并灑上白灰標(biāo)識(shí)線，區(qū)分料區(qū)或料界，再進(jìn)行鋪料。反濾料采用后退法鋪料，由反鏟配合推土機(jī)平料。心墻區(qū)接觸粘土料和摻礫石料采用進(jìn)占法鋪料，濕地推土機(jī)平料。接觸粘土鋪填前，在墊層混凝土表面上涂刷1層厚5 mm濃粘土泥漿，濃泥漿質(zhì)量配比為粘土∶水=1∶2.3～1∶3.0。墊層混凝土表面局部由人工配合推土機(jī)平料。摻礫土料鋪料過(guò)程中，在前進(jìn)方向設(shè)置層厚控制的移動(dòng)標(biāo)尺，便于推土機(jī)操作手控制平料厚度 （每個(gè)作業(yè)面設(shè)移動(dòng)標(biāo)尺2～3個(gè)），并配專人隨時(shí)檢查鋪填厚度，移動(dòng)標(biāo)尺。同時(shí)，采用全站儀按10 m×10 m固定網(wǎng)格檢測(cè)控制，確保鋪填層厚和填筑面的平整。

反濾料鋪層厚53 cm，摻礫土料鋪層厚27 cm。反濾料采用26 t自行式振動(dòng)碾靜碾6遍，搭接碾壓，搭接寬度30 cm，碾壓時(shí)速小于3 km/h，碾壓方向平行于壩軸線。摻礫土料采用20 t自行式凸塊振動(dòng)碾進(jìn)退錯(cuò)距法碾壓10遍，錯(cuò)距寬20 cm，振動(dòng)碾平行于壩軸線碾壓，行進(jìn)速度小于3 km/h。接觸粘土料與同層的摻礫土料同期碾壓，靠近墊層混凝土80～100 cm寬采用18 t輪式裝載機(jī)輪胎碾壓10遍。振動(dòng)碾碾壓過(guò)程中，采用 “數(shù)字大壩系統(tǒng)”全過(guò)程實(shí)時(shí)監(jiān)控。

每個(gè)單元碾壓經(jīng)取樣檢測(cè)合格后，才進(jìn)行上層料的鋪填。上層料鋪料前，采用推土機(jī)對(duì)碾壓層表面做刨毛處理。

3.2 特殊情況的處理

（1）心墻防滲土料層間補(bǔ)水處理。當(dāng)風(fēng)力或日照較強(qiáng)，填筑層表面失水較多時(shí)，在鋪料前或碾壓前，作業(yè)面上采用20 t灑水車灑水，保持填筑面上表面防滲土料濕潤(rùn)，確保層間粘接緊密。

（2）心墻區(qū)埋設(shè)的檢測(cè)儀器及其他埋件周邊，由人工薄層鋪料，手扶式振動(dòng)夯夯實(shí)，逐層上升。

（3）心墻防滲土料每層分倉(cāng)按鋪料、平倉(cāng)、碾壓、驗(yàn)收等工序循環(huán)作業(yè)進(jìn)行，每層每倉(cāng)分界線進(jìn)行搭接碾壓，搭接長(zhǎng)度1.0～1.5 m。

3.3 雨季施工控制

大壩心墻防滲土料填筑盡量安排在旱季施工，但特殊情況，如度汛、進(jìn)度要求等也有安排在雨季時(shí)段施工的。雨季施工主要采取以下控制措施：

（1）隨時(shí)掌握天氣預(yù)報(bào)信息。在壩區(qū)設(shè)置了雨量預(yù)報(bào)站，準(zhǔn)確預(yù)報(bào)工區(qū)的天氣信息。

（2）采用斜面施工法，斜面坡度一般為1%～3%，有利于降雨后積水排除。當(dāng)作業(yè)面上、下游方向?qū)挾却笥?0 m時(shí)，一般形成中間高兩側(cè)低的作業(yè)面；當(dāng)作業(yè)面上、下游方向?qū)挾刃∮?0 m時(shí)，形成上游側(cè)低下游側(cè)高的作業(yè)面。

（3）心墻土料填筑作業(yè)面采用光面振動(dòng)碾碾壓，封閉填筑層表面，使填筑層表面平順，積水流淌順暢，減少雨水滲入填筑層內(nèi)。

（4）雨晴后，立即排除填筑層面的積水，然后清除表層含水量較大的土料。經(jīng)晾曬，檢測(cè)土料含水率滿足要求，經(jīng)監(jiān)理工程師驗(yàn)收合格后，才能恢復(fù)填筑施工。

3.4 心墻防滲土料含水量調(diào)節(jié)

在土料場(chǎng)開(kāi)采前，對(duì)土料場(chǎng)進(jìn)行較詳細(xì)的復(fù)勘，根據(jù)含水量分布的情況，選擇合適的區(qū)域進(jìn)行開(kāi)采。

（1）土料含水量降低的措施。土料含水量較大的區(qū)域，采用挖溝、槽、井等降低地下水位線的方式降低土料含水量；在存料場(chǎng)或在填筑作業(yè)面上的防滲土料，由于雨水或其他積水導(dǎo)致含水量偏大時(shí)，采用薄層攤鋪、晾曬的方式減少其含水量。

（2）天然土料補(bǔ)水措施。接觸粘土料含水量偏低時(shí)，在土料場(chǎng)附近合適的位置設(shè)置土料轉(zhuǎn)存場(chǎng)，開(kāi)采的土料運(yùn)至轉(zhuǎn)存場(chǎng)按1.5～2.0 m的堆高松鋪，并在料堆面層設(shè)置淺水坑，均勻注水至淺水坑內(nèi)。土料堆采用塑料薄膜覆蓋，浸悶7～10 d。土料堆淺水坑水浸干后，再采用反鏟混合均勻，并經(jīng)含水量檢測(cè)合格后，挖運(yùn)到填筑作業(yè)面填筑。摻礫土料在摻合場(chǎng)備料過(guò)程中進(jìn)行補(bǔ)水處理。每個(gè)料倉(cāng)備料時(shí)，在第2層礫石料鋪筑完成后，第2層土料鋪筑前，人工在第2層礫石層面上均勻?yàn)⑺?，然后再鋪筑?層土料；第3層土料鋪筑前，人工在第3層礫石層面上均勻?yàn)⑺?。每個(gè)料倉(cāng)備料完成后，料堆頂部采用塑料布覆蓋，防止土料水分損失。

4 堆石壩料加水技術(shù)

根據(jù)壩料碾壓試驗(yàn)成果，堆石壩料在填筑碾壓前需加水5%～10% （體積比），加水量大。按照以往的壩內(nèi)人工灑水或壩外上壩路口設(shè)置固定加水站加水的方式，難以滿足高強(qiáng)度填筑施工需要。因此，需要尋求新的堆石壩料加水技術(shù)。

根據(jù)大壩結(jié)構(gòu)和布置特點(diǎn)，研制了壩內(nèi)移動(dòng)加水站施工技術(shù)。 移動(dòng)加水站是利用1臺(tái)斯太爾自卸車，在其上安裝進(jìn)水管、閥門 （包括氣動(dòng)管路、氣動(dòng)開(kāi)關(guān)）和出水灑水管路，并用桁架支撐，1側(cè)上水、2側(cè)單獨(dú)或同時(shí)給運(yùn)料自卸車貨箱上的石料均勻?yàn)⑺脑O(shè)備。移動(dòng)加水站可移至填筑作業(yè)面較近的部位給運(yùn)料車輛加水，并可隨填筑作業(yè)面的變動(dòng)而移動(dòng)，操作簡(jiǎn)單，大大縮短了加水后車輛行駛的距離。這樣，既滿足了高強(qiáng)度施工需要，又保證了壩料加水的質(zhì)量。移動(dòng)加水站安裝感應(yīng)電磁閥后，與數(shù)字大壩監(jiān)控系統(tǒng)信息聯(lián)網(wǎng)，可監(jiān)控每輛堆石壩料運(yùn)輸車加水的情況。

5 “數(shù)字大壩”管理

“數(shù)字大壩”監(jiān)控系統(tǒng)是由云南華能瀾滄江水電有限公司委托天津大學(xué)根據(jù)糯扎渡水電站樞紐工程特點(diǎn)，結(jié)合施工和運(yùn)行研發(fā)的系統(tǒng)管理技術(shù)。利用該技術(shù)可以監(jiān)控各分區(qū)壩料每個(gè)作業(yè)面的上料情況、碾壓遍數(shù)及碾壓設(shè)備的行走速度、激振力和壩料上壩加水情況，對(duì)大壩填筑的施工全過(guò)程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和反饋控制。

（1）填筑壩料運(yùn)輸監(jiān)控。所有運(yùn)輸壩料上壩的車輛上都安裝車載GPS，通過(guò)車載GPS發(fā)送車輛狀態(tài)的信息，可實(shí)現(xiàn)施工車輛從料場(chǎng)到壩面的全程監(jiān)控。該系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)以下功能：①料場(chǎng)料源匹配動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)及報(bào)警；②各分區(qū)不同來(lái)源的各種性質(zhì)料源的上壩強(qiáng)度統(tǒng)計(jì)；③道路行車密度統(tǒng)計(jì)；④車輛空滿載監(jiān)視；⑤堆石壩料運(yùn)輸車輛滿載加水量監(jiān)測(cè)。通過(guò)數(shù)字大壩監(jiān)控系統(tǒng)，可隨時(shí)監(jiān)測(cè)每個(gè)單元填筑上壩料質(zhì)量。一旦出現(xiàn)混料，通過(guò)報(bào)警信息，立即對(duì)錯(cuò)卸料區(qū)域的壩料挖除。

（2）壩體填筑碾壓監(jiān)控。所有碾壓設(shè)備都安裝高精度GPS移動(dòng)終端，通過(guò)信息傳送，可實(shí)現(xiàn)對(duì)碾壓設(shè)備施工過(guò)程實(shí)時(shí)監(jiān)控。該系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)以下功能：①實(shí)時(shí)監(jiān)控碾壓軌跡、行走速度、激振力。當(dāng)行走速度超標(biāo)時(shí)，通過(guò)監(jiān)控終端及手機(jī)PDA短信自動(dòng)報(bào)警。②監(jiān)測(cè)碾壓遍數(shù)。每個(gè)單元碾壓結(jié)束后，計(jì)算碾壓遍數(shù)。當(dāng)碾壓遍數(shù)不達(dá)標(biāo)時(shí)，通過(guò)監(jiān)控終端及手機(jī)PDA短信自動(dòng)報(bào)警，及時(shí)補(bǔ)碾。③監(jiān)測(cè)壓實(shí)厚度，推算沉降率。④提供大壩施工質(zhì)量過(guò)程控制的手段，實(shí)現(xiàn)大壩填筑質(zhì)量 “雙控制”。通過(guò)數(shù)字大壩監(jiān)控系統(tǒng)，可隨時(shí)監(jiān)測(cè)到每個(gè)填筑單元振動(dòng)碾運(yùn)行的狀態(tài)和碾壓區(qū)域情況。一旦出現(xiàn)振動(dòng)碾運(yùn)行錯(cuò)誤或碾壓區(qū)域漏碾等現(xiàn)象，通過(guò)報(bào)警信息，現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)檢員立即督促操作手糾正錯(cuò)誤，確保每個(gè)單元的碾壓質(zhì)量。

6 三級(jí)配混凝土泵送施工

糯扎渡水電站大壩心墻區(qū)墊層混凝土為三級(jí)配溫控混凝土，厚度為1.2～3.0 m，混凝土澆筑溫度不大于19℃，允許最高溫度不大于38℃。大壩心墻墊層混凝土順?biāo)鞣较蜃畲髮挾?32.2 m，兩岸最大坡度1∶0.78，最緩坡度1∶2，且一坡到頂，無(wú)法形成施工臨時(shí)道路到心墻區(qū)。如何解決混凝土入倉(cāng)問(wèn)題是施工的關(guān)鍵。

大壩心墻區(qū)墊層混凝土施工中，引進(jìn)了三一重工生產(chǎn)的先進(jìn)的三級(jí)配混凝土輸送設(shè)備（HBT120A-1613D），采用三級(jí)配混凝土泵泵送入倉(cāng)，混凝土入倉(cāng)速度均勻、連續(xù)，平均強(qiáng)度約60 m3/h。大壩心墻區(qū)左岸560～710 m高程和右岸560～610 m高程的混凝土也采用三級(jí)配混凝土泵泵送入倉(cāng)?；炷翝仓偭考s5萬(wàn)m3，占心墻區(qū)墊層混凝土總量約30%。

三級(jí)配泵在大壩心墻區(qū)墊層混凝土施工運(yùn)行期間，沒(méi)有出現(xiàn)由于混凝土本身的原因發(fā)生堵管。采用三級(jí)配泵送技術(shù)，快捷、省時(shí)、經(jīng)濟(jì)、高效，更有利于溫控混凝土澆筑前的溫控措施的落實(shí)。

7 直徑600 mm超大型擊實(shí)儀

糯扎渡水電站大壩心墻防滲土料采用摻礫土料，混合土料允許最大粒徑150 mm，摻碎石最大粒徑120 mm，設(shè)計(jì)壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)按修正普氏2 690 kJ/m3功能下全料壓實(shí)度應(yīng)達(dá)到95%以上。心墻摻礫土料最大粒徑為150 mm，遠(yuǎn)超規(guī)范，需要研制超大型擊實(shí)儀研究全料的擊實(shí)特性。

根據(jù)擊實(shí)功能及儀器規(guī)格確定了相應(yīng)的擊實(shí)參數(shù)，并委托專業(yè)廠家生產(chǎn)了3臺(tái)直徑600 mm超大型擊實(shí)儀。超大型擊實(shí)試驗(yàn)全面、真實(shí)地反映了摻礫土料擊實(shí)特性，確定了全料壓實(shí)度與細(xì)料 （20 mm以下）壓實(shí)度的對(duì)應(yīng)關(guān)系，為三點(diǎn)快速擊實(shí)法檢測(cè)細(xì)料壓實(shí)度提供了控制標(biāo)準(zhǔn)。

8 結(jié) 語(yǔ)

（1）糯扎渡水電站超高心墻堆石壩心墻防滲土料的摻礫和填筑的成功經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)可為今后同類壩型的設(shè)計(jì)和施工提供借鑒。

（2）堆石壩料移動(dòng)加水站加水設(shè)備移動(dòng)靈活，操作簡(jiǎn)單，既能保證高強(qiáng)度填筑壩料加水，又能保證壩料加水的質(zhì)量。同時(shí)，更有利于現(xiàn)場(chǎng)文明施工。

（3）應(yīng)用 “數(shù)字大壩”監(jiān)控管理技術(shù)，對(duì)壩料運(yùn)輸、碾壓實(shí)行全過(guò)程、全天候的實(shí)時(shí)監(jiān)控，進(jìn)一步提高和保障了大壩填筑施工質(zhì)量。

（4）采用了三級(jí)配泵送技術(shù)，解決了墊層混凝土施工入倉(cāng)難的問(wèn)題。

（5）采用直徑600 mm超大型擊實(shí)儀進(jìn)行了大量的擊實(shí)試驗(yàn)，全面、真實(shí)地反映了摻礫土料全料擊實(shí)的特性。

［1］ 黃宗營(yíng)，吳桂耀，葉曉培.糯扎渡大壩心墻摻礫土料填筑施工工藝及方法［J］.水利水電技術(shù)， 2009（6）:7-10.

［2］ 唐儒敏，方德?lián)P，寧占金.泵送混凝土在糯扎渡大壩心墻墊層中的應(yīng)用［J］.人民長(zhǎng)江， 2009， 40（10）:8-9.