靳永強(qiáng)，李宜田，呂 斌

（中國水電十五局 苗家壩水電站工程技術(shù)部，甘肅 文縣 746412）

面板堆石壩210MPa硬巖石填筑施工經(jīng)驗(yàn)

靳永強(qiáng)，李宜田，呂 斌

（中國水電十五局 苗家壩水電站工程技術(shù)部，甘肅 文縣 746412）

如何確保采用干抗壓強(qiáng)度為210MPa的硬巖石填筑碾壓施工質(zhì)量是工程施工中的一個疑難課題。文中對苗家壩水電站標(biāo)段大壩填筑所用的主堆石、過渡料、墊層料、特殊墊層料，進(jìn)行了與施工過程相同的填筑和碾壓試驗(yàn)，在試驗(yàn)過程中對210MPa面板堆石壩的硬巖石填筑碾壓施工操作及施工參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行了客觀評價，并對超硬巖石填筑施工提出了建議。

面板堆石壩；210MPa硬巖石；填筑施工

1 工程簡介

苗家壩水電站位于白龍江下游甘肅省文縣境內(nèi)，距下游已建成的碧口水電站31.5km。甘川公路（212國道）沿白龍江上行經(jīng)碧口至關(guān)頭壩，關(guān)頭壩至苗家壩壩址18.0km，新修建有對外專用公路。電站尾水與碧口水電站水庫回水銜接。

混凝土面板堆石壩壩頂長度為348.20m，壩頂寬度為10.0m，最大壩高111m；上游邊坡1∶1.4，下游邊坡1∶1.35和1∶1.4，壩后設(shè)有“之”字型上壩公路，寬度9.0m；壩頂設(shè)有高度為5.2m的“L”墻與面板相接，壩頂高程805.0m。

大壩壩體根據(jù)填筑料不同，其結(jié)構(gòu)型式從上游到下游依次為：面板上游面下部上游鋪蓋及蓋重區(qū)、混凝土防滲墻、混凝土連接板、混凝土趾板、混凝土面板、墊層區(qū)、過渡層區(qū)、主堆石區(qū)及下游次堆石區(qū)。

壩體填筑塊石料主要采用斜坡里—圈灣料場人工開采料。斜坡里—圈灣料場位于壩址下游右岸，距壩址0.5～4km，主要為厚層塊狀變質(zhì)凝灰?guī)r，間夾少量砂質(zhì)、泥質(zhì)板巖，一般不存在強(qiáng)風(fēng)化帶，風(fēng)化帶厚度20～30m，巖體中層間斷層和擠壓帶等發(fā)育。變質(zhì)凝灰?guī)r的物理力學(xué)試驗(yàn)指標(biāo)，比重值2.72～2.74，干密度2.70～2.72g/cm3，飽和密度2.71～2.73g/cm3，吸水率0.14%～0.12%， 飽和吸水率0.16%～0.13%， 孔隙率0.51%～0.8%，干抗壓強(qiáng)度212～209MPa，飽和抗壓強(qiáng)度129～155MPa，而一公司已完建的同類型大壩，如積石峽、公伯峽水電站大壩填筑所用的塊石料抗壓強(qiáng)度為70MPa，本標(biāo)段大壩填筑所用塊石料的抗壓強(qiáng)度在施工歷史上屬首次。從試驗(yàn)成果來看，本標(biāo)段變質(zhì)凝灰?guī)r的抗壓強(qiáng)度高于規(guī)范規(guī)定的技術(shù)要求，不易破碎，壓碎指標(biāo)偏低外，因而對施工碾壓機(jī)具和填筑質(zhì)量都是一個前所未有的考驗(yàn)。

2 210MPa硬巖石填筑碾壓施工及參數(shù)

如何確保采用干抗壓強(qiáng)度為210MPa的硬巖石填筑碾壓施工質(zhì)量是工程施工中的一個疑難課題。對本標(biāo)段大壩填筑所用的主堆石、過渡料、墊層料、特殊墊層料，已進(jìn)行了與施工過程相同的填筑和碾壓試驗(yàn)，在試驗(yàn)過程中，提出了施工建議參數(shù)。

2.1 主堆石

鋪料厚度85cm，最好不低于85cm，采用進(jìn)占法鋪料，以YZT25Y振動碾碾壓10遍為宜，施工過程中可以不灑水。

2.2 過渡料

鋪料厚度45cm，最好不低于45cm，采用進(jìn)占法或后退法鋪料均可，以YZ20C振動碾碾壓8遍為宜，進(jìn)退均要振動，施工過程中如遇到連續(xù)晴天，氣候干燥，可以適當(dāng)灑水，不灑水的情況下碾壓8遍即可滿足規(guī)范要求。

2.3 墊層料

鋪料厚度45～50cm，液壓反鏟攤鋪，人工輔助整平，以YZ20C振動碾碾壓8遍為宜，施工過程中可以適當(dāng)灑水，有利于碾壓密實(shí)，雨天可不灑水。

在后續(xù)的大壩填筑過程中發(fā)現(xiàn)，因巖石硬度太大，導(dǎo)致YZT25Y拖式碾在碾壓過程中損耗太大，主堆石碾壓出現(xiàn)回彈現(xiàn)象，造成干密度取樣合格率較低，影響大壩填筑施工進(jìn)度，對此項(xiàng)目部增添了1臺新的中大牌32T自行式振動碾，以加強(qiáng)對硬巖石的碾壓效果。質(zhì)檢站在壩軸線下游進(jìn)行了32T自行碾對主堆石的碾壓試驗(yàn)。鋪料厚度85cm，以32T自行振動碾碾壓8遍為宜，施工過程中可以不灑水。 碾子行駛速度1檔，1.5～2.5km，碾壓中保持強(qiáng)震，工作質(zhì)量32T，振動頻率28/33Hz。

壩基碾壓處理完成并通過聯(lián)合驗(yàn)收后，大壩填筑于2009年9月11日在壩軸線下游左岸正式開始施工。

大壩填筑用料來源于斜坡料場爆破開采的石料，液壓反鏟裝料，20自卸汽車上壩，山推220/320/410推土機(jī)平料，進(jìn)占法鋪料，采用帶刻度花桿做為鋪料厚度標(biāo)識，間距30m×20m布置；大壩填筑至今使用YZ26C/YZ20C自行碾碾壓主堆石10遍，YZ32C自行碾碾壓主堆石8遍，YZT25Y拖式碾碾壓主堆石10遍，配置監(jiān)碾人員4人，碾壓遍數(shù)計(jì)數(shù)牌4套，嚴(yán)控鋪料厚度，及時剔除超徑石和不合格壩料，并安排設(shè)備隨時進(jìn)行摻配處理，確保填筑質(zhì)量。

在主堆石填筑過程中，因巖石太硬，大塊石較多，導(dǎo)致鋪料和碾壓設(shè)備磨損較為嚴(yán)重，部分區(qū)域碾壓效果不佳，也增加了設(shè)備維修的費(fèi)用。2009年5月購買了1臺YZ26C自行碾（價值85萬元人民幣），2010年1月1日購買了1臺YZ20CT自行碾 （價值72萬元人民幣），租賃協(xié)作隊(duì)伍1臺32T自行碾以提高硬巖石碾壓效果和干密度取樣合格率，減少設(shè)備損耗和維修頻率，提高碾壓工序的進(jìn)度，從而加快填筑施工的速度。

3 施工效果評價

從大壩填筑初期使用的YZ20Y和YZT25Y拖式碾到目前使用的26T和32T自行式振動碾來看，26T和32T自行式振動碾的耗油量雖然大，但是其碾壓效率高，有利于提高填筑產(chǎn)量，加快施工進(jìn)度，而且維修頻率小，對于硬巖石的碾壓效果好。

對于210MPa硬巖石填筑碾壓而言，性能良好的大型碾壓機(jī)具和鋪料設(shè)備是實(shí)現(xiàn)大壩填筑優(yōu)質(zhì)高效的必要條件，其次是現(xiàn)場技術(shù)管理人員要統(tǒng)籌安排，交底明確，監(jiān)控到位，合理、有效的配置和利用優(yōu)秀的設(shè)備資源，才能將設(shè)備的性能發(fā)揮到最佳狀態(tài)，進(jìn)而不斷提高大壩填筑碾壓的質(zhì)量。

4 超硬巖石填筑施工建議

截止目前，苗家壩水電站工程面板堆石壩大壩填筑已完成300萬m3，無論是施工質(zhì)量還是進(jìn)度方面都取得了顯著成效。對于超硬巖石填筑施工總結(jié)了幾點(diǎn)建議：

4.1 嚴(yán)格按規(guī)范要求做好各種壩料碾壓試驗(yàn)

試驗(yàn)材料一定要質(zhì)地新鮮、堅(jiān)硬，無任何裂紋。做好鋪料、碾壓、放點(diǎn)、取樣等每一步工序，做到準(zhǔn)確無誤，詳細(xì)記錄試驗(yàn)經(jīng)過，數(shù)據(jù)整理分析應(yīng)科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)，提供施工建議參數(shù)應(yīng)滿足規(guī)范要求。

4.2 施工前的技術(shù)交底

無論是對于技術(shù)管理人員、機(jī)械操作手還是協(xié)作隊(duì)伍都必須做到交底詳細(xì)明確，從壩面分區(qū)、卸料、平料到碾壓每一道工序都必須嚴(yán)格按照規(guī)范和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求施工，做好質(zhì)量和安全交底。

4.3 料源供應(yīng)地持續(xù)性和穩(wěn)定性

對于苗家壩水電站斜坡里料場——圈灣溝這樣復(fù)雜的地形環(huán)境，必須統(tǒng)籌安排，計(jì)劃周密，合理布置施工道路，爆破試驗(yàn)不斷優(yōu)化爆破參數(shù)，做好現(xiàn)場鉆孔裝藥這一過程控制，減少大孤石，保證提供級配良好的上壩料。

4.4 選擇好施工設(shè)備是超硬巖石大壩填筑的關(guān)鍵

苗家壩水電站大壩填筑所使用的碾壓設(shè)備有YZT25Y、

YZT20Y、YZ20C、YZ26C和YZ32C，都是在施工過程中經(jīng)過多次試驗(yàn)對比分析所選用的碾壓設(shè)備，其施工效率高，碾壓效果好，發(fā)生故障率低，在大壩填筑高峰期間發(fā)揮了事半功倍的作用，有利地促進(jìn)了大壩填筑的強(qiáng)度和進(jìn)度，確保了填筑的質(zhì)量，滿足規(guī)范要求。

［1］陸希.公伯峽水電站面板堆石壩應(yīng)力應(yīng)變計(jì)算［J］.西北水電，2005（1）：56－57.

［2］肖浩波，顧沖時，張燕.面板堆石壩施工期沉降二維時空分析模型［J］.水電自動化與大壩監(jiān)測，2005（6）：78－79.

［3］徐健，閻宗嶺.堆石體粒徑的概率分布特征［J］.重慶建筑，2003（1）：34－35.

［4］張社榮，何輝.改進(jìn)的遺傳算法在堆石體參數(shù)反演中的應(yīng)用［J］.巖土力學(xué)，2005（2）：54－55.

［5］邱賢德，閻宗嶺，劉立，等.堆石體粒徑特征對其滲透性的影響［J］.巖土力學(xué)，2004（6）：43－44.

［6］唐彤芝，時淑貞，徐竹青.碾壓堆石壩堆石壓實(shí)性檢測與分析［J］.水電能源科學(xué)，2003（3）：89－90.

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1672-9900（2011）01-0080-02

2010－12－23

靳永強(qiáng)（1984－），男（漢族），陜西鎮(zhèn)安人，助理工程師，從事水利水電建筑工程工作，（Tel）0773－2607377。