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桑河二級(jí)水電站大壩圍堰填筑施工關(guān)鍵技術(shù)

2021-02-14 01:24唐政軍
智能建筑與工程機(jī)械 2021年12期

唐政軍

摘要:桑河二級(jí)水電站二期上、下游圍堰填筑工程量大、施工工期緊、填筑強(qiáng)度高、質(zhì)量要求嚴(yán),因此,切實(shí)抓好填筑施工管控極為關(guān)鍵?;诖?,本文結(jié)合該項(xiàng)目圍堰填筑施工實(shí)際,就水電站大壩圍堰填筑施工關(guān)鍵技術(shù)予以細(xì)致探究,以供眾水電施工同仁借鑒參考。

關(guān)鍵詞:水電站大壩;圍堰填筑;施工關(guān)鍵技術(shù)

中圖分類(lèi)號(hào):TU47文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):2096-6903(2021)12-0010-03

1項(xiàng)目背景

1.1工程概況

柬埔寨桑河二級(jí)水電站二期上游圍堰為土石圍堰,堰體填筑主要采用石渣料、全/強(qiáng)風(fēng)化混合料、粉質(zhì)粘土料、反濾料、塊石料等進(jìn)行填筑,上游圍堰堰頂高程為65m、寬度為8m、長(zhǎng)度為1060m,最大堰高21m。二期下游圍堰為土石圍堰,堰體填筑主要采用石渣料、全/強(qiáng)風(fēng)化混合料、均質(zhì)土料、反濾料、碎石點(diǎn)層高料、塊石料等進(jìn)行填筑,下游圍堰堰頂高程為60.5m、寬度為8m、長(zhǎng)度為890m,最大堰高22.5m。二期上下游圍堰土石方填筑總工程量為91.64萬(wàn)m3,填筑工程量大,工期要求緊,填筑強(qiáng)度高,因此,須全面加強(qiáng)對(duì)圍堰填筑施工的全過(guò)程管控,為項(xiàng)目的順利推進(jìn)奠定基礎(chǔ)。

1.2施工程序

依據(jù)圍堰結(jié)構(gòu)、防滲工期以及填筑工期,將該項(xiàng)目上、下游圍堰填筑各分為4個(gè)階段,具體如下:

(1)上游圍堰施工程序:第一階段為52m高程以下水下拋填,第二階段為52~54.5m高程水上填筑,第三階段為54.5~56.5m高程迎水側(cè)與背水側(cè)堰體填筑,第四階段為54.5~56.5m高程中部防滲堰體與56.5m高程以上堰體填筑。

(2)下游圍堰施工程序:第一階段為51m高程以下水下拋填,第二階段為51~53.5m高程水上填筑,第三階段為53.5~55m高程迎水側(cè)與背水側(cè)堰體填筑,第四階段為53.5~55m高程中部防滲堰體和55m高程以上堰體填筑。

2圍堰填筑施工關(guān)鍵技術(shù)

2.1堰基清理

在進(jìn)行上游圍堰戧堤進(jìn)占、全/強(qiáng)風(fēng)化料填筑前,以及下游圍堰F1區(qū)石渣填筑過(guò)程中、全強(qiáng)風(fēng)化料填筑前,采用PC220LC長(zhǎng)臂反鏟對(duì)全/強(qiáng)風(fēng)化料填筑范圍內(nèi)堰基進(jìn)行細(xì)致清理,將該范圍內(nèi)天然河床覆蓋層中的塊石、卵石以及填筑過(guò)程中的石渣清理干凈,以確保全強(qiáng)風(fēng)化料的填筑質(zhì)量。圍堰堰基清理過(guò)程中,天然河床覆蓋層塊石、卵石清理量約為59398m3。

2.2試驗(yàn)段施工

二期上下游圍堰均為土石圍堰,堰體填筑材料分別為石渣料、全/強(qiáng)風(fēng)化料、全風(fēng)化土料、均質(zhì)土、反濾料、碎石墊層料以及塊石料等組成,全/強(qiáng)風(fēng)化料填筑采用YZK18C凸塊振動(dòng)碾碾壓,石渣料、反濾料、塊石料護(hù)坡等填料采用YZ18C振動(dòng)碾碾壓,填筑前合理選取試驗(yàn)段實(shí)施碾壓并確定各項(xiàng)施工參數(shù),具體如下表1所示。

2.3填筑施工

水電站大壩圍堰總體填筑應(yīng)遵循“由下至上、分層填筑”的流程,在完成圍堰基礎(chǔ)的清理后,應(yīng)結(jié)合實(shí)際地形條件,并根據(jù)試驗(yàn)段填筑與碾壓施工參數(shù)依次進(jìn)行堰體填筑,堰體防滲采用碾壓全/強(qiáng)風(fēng)化混合料的形式[1]。

2.3.1水下堰體填筑

水下堰體填筑通常是位于防滲墻施工平臺(tái)以下的堰體,桑河二級(jí)水電站大壩水下堰體采用后退法卸料填筑(如圖1),水下堰體填筑按照背水堰體向迎水堰體方向依次推進(jìn),水下部分主要分兩個(gè)階段進(jìn)行,具體操作流程如下:

(1)戧堤預(yù)進(jìn)占。為有效確保戧堤進(jìn)占的作業(yè)進(jìn)度與施工安全,跟隨截流戧堤預(yù)進(jìn)占依次進(jìn)行水下部分反濾料、全/強(qiáng)風(fēng)化料以及石渣料的填筑,整個(gè)填筑滯后截流戧堤堤頭約15~20m。此階段的填筑需考慮以下兩方面要求,一是為截流作業(yè)創(chuàng)造足夠的作業(yè)場(chǎng)地,二是有效降低施工段合龍后拋填強(qiáng)度,以為堰基防滲墻施工奠定基礎(chǔ)。

(2)龍口段合龍。完成水下部分的拋填后,按照高出水面1m的高度進(jìn)占進(jìn)行水下拋填,上游圍堰52m高程以下、下游圍堰51m高程以下水下填筑采用長(zhǎng)臂反鏟輔助鋪料,拋填至圍堰體型滿足設(shè)計(jì)要求后,按要求進(jìn)行碾壓密實(shí),并分層填筑碾壓至防滲施工平臺(tái)高程。

2.3.2全/強(qiáng)風(fēng)化料填筑

全/強(qiáng)風(fēng)化料分層填筑施工流程如下圖2所示,具體操作流程如下:

(1)測(cè)量。根據(jù)施工圖紙?jiān)诂F(xiàn)場(chǎng)放出各填筑區(qū)域的層高、分界線,采用安全膠帶隔離標(biāo)識(shí)進(jìn)行標(biāo)記,各個(gè)分區(qū)按照鋪料、碾壓、質(zhì)檢平均分塊,各個(gè)分塊采用白灰分進(jìn)行標(biāo)記。需要注意的是,為確保堰體邊緣碾壓質(zhì)量及接頭碾壓收邊量,應(yīng)在堰體填筑放線的兩側(cè)橫向進(jìn)行適當(dāng)超填,進(jìn)而有效保證邊緣填料的壓實(shí)質(zhì)量。

(2)鋪料。全/強(qiáng)風(fēng)化料采用自卸汽車(chē)沿堰體軸線方向卸料,進(jìn)占法鋪料,推土機(jī)平料,為有效減少填料施工接縫,填筑作業(yè)面按照100~110m分段流水作業(yè),圍堰全/強(qiáng)風(fēng)化料采取大面積鋪筑時(shí),應(yīng)按照中間凸起并向上、下游傾斜1%~2%坡度,以便于排出積水。鋪料時(shí)應(yīng)采用水準(zhǔn)儀或鋼釬對(duì)鋪料層厚度進(jìn)行檢查,對(duì)于厚度超標(biāo)位置及時(shí)整平處理,確保鋪料厚度均勻、不得超厚,對(duì)于全/強(qiáng)風(fēng)化料與岸坡、反濾料交界位置的局部狹小空間,采用人工進(jìn)行鋪填平整;另外,水平方向土料填筑時(shí),應(yīng)向外適當(dāng)超填70~80cm,以確保修整后坡面的壓實(shí)度滿足要求,下層土料鋪筑前,應(yīng)將壓實(shí)合格的面層灑水濕潤(rùn)并刨毛1~2cm,使上下層良好粘結(jié)[2]。

(3)碾壓。填料填鋪平整后,采用18t凸塊碾按照進(jìn)退錯(cuò)距法進(jìn)行碾壓,碾壓遍數(shù)6~8遍(先靜壓2遍,再振壓6遍),擬定壓實(shí)厚度40cm,其中,局部狹小位置采用小型碾壓機(jī)貼邊予以夯實(shí),與岸坡臨近的接觸帶采用夯板、小型振動(dòng)碾或手扶式電動(dòng)夯實(shí)機(jī)予以夯實(shí),碾壓時(shí)碾跡搭接寬度應(yīng)滿足如下要求:垂直碾壓方向碾跡搭接寬度為30~50cm,順碾壓方向碾跡搭接寬度為1m,碾壓時(shí)行車(chē)速度應(yīng)按照不高于2km/h的速度勻速行進(jìn)。全/強(qiáng)風(fēng)化料碾壓施工中,應(yīng)結(jié)合填料實(shí)際情況進(jìn)行適當(dāng)灑水,碾壓前進(jìn)行一次灑水,然后邊灑水邊碾壓,灑水應(yīng)保持均勻、連續(xù)、不間斷,總灑水量應(yīng)控制不得超過(guò)250㎏/m3。

(4)驗(yàn)收。壓實(shí)完成后應(yīng)及時(shí)進(jìn)行檢查驗(yàn)收,對(duì)局部漏壓虛土層、彈簧土、干松土以及剪切破壞位置,組織進(jìn)行返工處理,對(duì)于局部因過(guò)壓而導(dǎo)致的剪切破壞,應(yīng)按要求進(jìn)行換土處理,全/強(qiáng)風(fēng)化料采取分區(qū)分段鋪筑時(shí),橫向接縫坡度應(yīng)不得超過(guò)1∶3,并在接縫坡面適當(dāng)預(yù)留一定厚度的保護(hù)層,保護(hù)層隨各分區(qū)結(jié)合位置的不斷填筑上升進(jìn)行清除至合格層。同時(shí),確保土料填筑及壓實(shí)質(zhì)量滿足如下要求:①全風(fēng)化土料:壓實(shí)度≥96%,滲透系數(shù)≤10~5cm/s;②全/強(qiáng)風(fēng)化料:壓實(shí)度≥96%,滲透系數(shù)≤10~4cm/s。

2.3.3反濾料填筑

(1)堰體填筑所用反濾料自砂石加工廠采購(gòu),采用20t自卸汽車(chē)運(yùn)輸至圍堰位置,在填筑作業(yè)面與端點(diǎn)距離1~2m處卸料,與全/強(qiáng)風(fēng)化料同步填筑,綜合采用進(jìn)占法鋪料,采用后退法鋪料時(shí)應(yīng)防止重車(chē)在下層鋪好的填料上行駛,卸料時(shí)應(yīng)控制卸料高度不得超過(guò)1.5m,以免反濾料顆粒分離而影響堰體填筑質(zhì)量。

(2)反濾料采用CAT320反鏟挖機(jī)推料攤鋪平整,鋪料面起伏高差應(yīng)<10cm,左、右岸邊坡采用人工輔助攤鋪平整,并采用標(biāo)尺對(duì)鋪料層厚進(jìn)行控制。填筑料鋪筑時(shí),應(yīng)采取分區(qū)分層攤鋪,每層攤鋪后須嚴(yán)格依照要求實(shí)施碾壓,壓實(shí)合格后方可進(jìn)行上一層新料的鋪筑作業(yè)。

(3)反濾料與石渣料接茬位置,相鄰層次間應(yīng)嚴(yán)格控制鋪料質(zhì)量,確保材料界限分明,以免層間出現(xiàn)較大錯(cuò)動(dòng)或混雜,同時(shí),做好接縫位置的連接,確保接頭位置連接平整,非接頭做好收坡。鋪料過(guò)程中,應(yīng)由專(zhuān)人負(fù)責(zé)進(jìn)料指揮、層厚控制、標(biāo)尺移動(dòng)及保護(hù),進(jìn)而保證鋪料質(zhì)量,防止出現(xiàn)進(jìn)料、鋪料困難或窩工現(xiàn)象。

(4)大面積反濾料采用YZ18C振動(dòng)碾碾壓,碾壓時(shí)應(yīng)嚴(yán)格按照試驗(yàn)段確定的碾壓參數(shù),采用進(jìn)退錯(cuò)距法碾壓,每次錯(cuò)距為30cm,行車(chē)速度控制在2km/h,靜壓約6~8遍,對(duì)于空間狹小位置無(wú)法使用碾壓設(shè)備時(shí),可采用小型夯機(jī)予以夯實(shí)處理,并適當(dāng)減小填料填筑厚度,以保證填料壓實(shí)效果[3]。YZ18C振動(dòng)碾碾壓施工中,應(yīng)及時(shí)做好設(shè)備工作質(zhì)量、頻率、振幅等各項(xiàng)參數(shù)的標(biāo)定,進(jìn)而保證設(shè)備時(shí)刻保持穩(wěn)定的工作狀態(tài)。

2.3.4石渣料填筑

二期圍堰石渣料從基坑開(kāi)挖的工作面取料或C2標(biāo)右岸石料廠取料,采用液壓反鏟機(jī)挖樁,推土機(jī)配合,20t自卸車(chē)運(yùn)輸至水電站大壩圍堰填筑作業(yè)面鋪料,卸料時(shí)應(yīng)盡量避免從高坡處向下卸料,以免出現(xiàn)材料分離而影響填筑質(zhì)量,臨近岸邊地段優(yōu)先選擇細(xì)石料填筑以免架空。水平方向應(yīng)按要求適當(dāng)向外超填約15~20cm,YZ18C自行式振動(dòng)碾碾壓6~8遍,壓實(shí)厚度為80cm,對(duì)于圍堰邊角等狹小空間位置以及大設(shè)備施工不到的位置,采用HN-60柴油夯土機(jī)進(jìn)行補(bǔ)充夯實(shí)。

2.3.5塊石護(hù)坡施工

用于圍巖堰坡護(hù)坡的石塊料,從右岸2#石料場(chǎng)或基坑開(kāi)挖料中專(zhuān)門(mén)選取,護(hù)坡石塊料質(zhì)地應(yīng)堅(jiān)硬,塊徑應(yīng)滿足施工圖紙要求,石塊料自料場(chǎng)采用20t自卸車(chē)運(yùn)輸至圍堰填筑位置后,采用挖機(jī)進(jìn)行輔助鋪料,塊石護(hù)坡以人工鋪筑為主,機(jī)械輔助進(jìn)行吊運(yùn),按照90cm厚度進(jìn)行填筑,在堰體全/強(qiáng)風(fēng)化料、反濾料填筑三層后,再進(jìn)行圍堰上、下游塊石護(hù)坡料的填筑施工,與堰體第三層鋪料同時(shí)進(jìn)行鋪筑,采用進(jìn)占法施工。塊石護(hù)坡料填筑完成后,采用YZ18C振動(dòng)碾進(jìn)行碾壓,隨堰體的逐步鋪筑上升逐層完成塊石砌筑。需要注意的是,在塊石護(hù)坡料填筑施工時(shí),應(yīng)將塊石料面積較大的一面朝外,塊石邊線與堰體設(shè)計(jì)坡線的誤差不得高于0~+100㎝,且石塊料應(yīng)優(yōu)先選擇較為整齊的塊石砌筑平整。同時(shí),為有效保證沿塊石護(hù)坡全長(zhǎng)的支承性與堅(jiān)固性,所有塊石間的明縫均應(yīng)采用小片石填塞密實(shí)。

2.3.6接縫位置處理

在進(jìn)行圍堰與岸坡結(jié)合位置的施工時(shí),可采取如下措施保證接縫位置填筑質(zhì)量:(1)控制鋪料厚度。適當(dāng)減少臨近岸邊位置的鋪料厚度,進(jìn)而保證圍堰與岸坡結(jié)合處的碾壓質(zhì)量。(2)限制填料粒徑。堰體與岸坡結(jié)合位置,優(yōu)先選擇小粒徑填料,避免大粒徑架空而影響壓實(shí)質(zhì)量。(3)填充細(xì)集料。根據(jù)接縫位置填筑料分離情況以及石料孔隙率,填充一定量的細(xì)集料,并用水沖填以確保填料填充密實(shí)。最后,利用小型壓實(shí)設(shè)備對(duì)接縫位置予以壓實(shí)處理,保證接縫位置壓實(shí)效果。

此外,采取分區(qū)分段填筑時(shí),往往會(huì)形成縱橫向交錯(cuò)的填筑料接縫,對(duì)于形成的填筑接縫,須嚴(yán)格依照要求予以壓實(shí)處理,進(jìn)而保證接縫結(jié)合位置的壓實(shí)質(zhì)量。具體操作如下:橫向接縫使用推土機(jī)按照削坡法進(jìn)行處理,施工時(shí)推土機(jī)逐層進(jìn)行削坡,削坡工作面應(yīng)比新鋪面抬高一層,并將削坡松料削除約1.5~2m的寬度,新填筑料與削坡松料間做好相互接觸,共同實(shí)施碾壓;縱向接縫按照留臺(tái)法進(jìn)行處理,先行進(jìn)行鋪料時(shí),每層預(yù)留約1~1.5m寬度的平臺(tái),新填料與松坡接觸位置,采用振動(dòng)碾騎縫進(jìn)行碾壓密實(shí)[4]。

3結(jié)語(yǔ)

大壩圍堰作為水電站修建時(shí)為創(chuàng)造干地施工環(huán)境而修筑的擋水構(gòu)筑物,其填筑施工極為關(guān)鍵,關(guān)系著后續(xù)工程的順利開(kāi)展與項(xiàng)目施工安全、進(jìn)度。因此,務(wù)必抓好圍堰施工的全程管控,把好質(zhì)量關(guān),嚴(yán)格依循現(xiàn)行施工技術(shù)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)開(kāi)展作業(yè)施工,完善各項(xiàng)質(zhì)量、安全保障措施,為圍堰填筑的順利、優(yōu)質(zhì)完成奠定基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

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KeyTechnologyofDamCofferdamfillingConstructionofSangheIIHydropowerStation

TANGZhengjun

(ShenzhenWaterTechnologyServiceCo.,Ltd.,ShenzhenGuangdong518061)

Abstract:TheupstreamanddownstreamCofferdamsofphaseIIofSanghehydropowerstationhavelargefilling

quantities,tightconstructionperiod,highfillingintensityandstrictqualityrequirements.Therefore,itisvery

importanttopaycloseattentiontothefillingconstructioncontrol.Basedonthis,combinedwiththeactual

cofferdamfillingconstructionoftheproject,thispapermakesadetailedexplorationonthekeytechnologiesof

damcofferdamfillingconstructionofhydropowerstationforreference.

Keywords:hydropowerstationdam;cofferdamfilling;keyconstructiontechnology

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