李 強(qiáng)，張 光 生，王 鐵

(中國(guó)水利水電第十工程局有限公司，四川 都江堰 611830)

1 概 述

南湃水電站位于老撾萬(wàn)象省北部，距萬(wàn)象市249.5 km。壩址位于湄公河的Ⅰ級(jí)支流南俄河支流——南湃河上游峽谷中。整個(gè)樞紐由面板堆石壩(CFRD)、開(kāi)敞式溢洪洞、電站進(jìn)水口、引水隧洞、壓力鋼管、電站廠房等組成，總庫(kù)容2.059億m3,總裝機(jī)容量86 MW?；炷撩姘宥咽瘔巫畲髩胃?7 m，壩頂高程1 145 m，壩頂長(zhǎng)度為230.5 m,壩體填筑總量約131萬(wàn)m3。

2 壩體填筑料設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

壩體分為上游鋪蓋區(qū)(1A)、蓋重區(qū)(1B)、特殊墊層區(qū)(2B)、墊層區(qū)(2A)、過(guò)渡區(qū)(3A)、主堆石區(qū)(3B)、次堆石區(qū)(3C)、下游塊石護(hù)坡(3D)及混凝土面板(F)。填筑料設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表1。

3 填筑施工參數(shù)的確定及控制

表1 壩體主填筑料設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)表

3.1 大壩填筑施工參數(shù)的確定

根據(jù)面板堆石壩的相關(guān)規(guī)范和設(shè)計(jì)要求，大壩正式填筑前必須進(jìn)行生產(chǎn)性復(fù)核試驗(yàn)，按照試驗(yàn)成果確定大壩各種壩料的施工參數(shù)，從而確定壩體填筑設(shè)計(jì)壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)的最優(yōu)參數(shù)，檢驗(yàn)規(guī)定的壓實(shí)干密度、空隙率等參數(shù)是否滿足設(shè)計(jì)要求；選擇適宜各種填料的機(jī)械組合確定鋪層厚度、壓實(shí)厚度、振動(dòng)碾重量、碾壓遍數(shù)、行車速度、振動(dòng)頻率等參數(shù)；研究并完善填筑的施工工藝和措施，制定填筑施工的實(shí)施細(xì)則；確定壩體填筑施工質(zhì)量控制和質(zhì)量檢測(cè)的方法和要求。南湃水電站生產(chǎn)性試驗(yàn)成果見(jiàn)表2。

3.2 大壩填筑施工質(zhì)量的控制

3.2.1 嚴(yán)格控制分區(qū)

面板堆石壩不同的區(qū)域由不同的材料構(gòu)成，不同的材料在不同的區(qū)域起著不同的作用。因此，控制壩體分區(qū)填料尤為重要。一定要加強(qiáng)測(cè)量放樣工作，只有正確合理的放樣才能確保分區(qū)的準(zhǔn)確性，放線后采用明顯的標(biāo)志固定好分區(qū)并做好技術(shù)交底工作。

3.2.2 卸料和攤鋪

主堆石料、次堆石料采用進(jìn)占法卸料，將壩料卸在推平但尚未碾壓平臺(tái)的前沿1.2～1.5 m 范圍內(nèi)，該方法的實(shí)施有利于工作面的推平整理，以提高碾壓質(zhì)量；同時(shí)，細(xì)顆粒與粗顆粒料間的嵌填作用有利于提高壓實(shí)干密度。特殊墊層料、墊層料、過(guò)渡料采用后退法卸料，以減少物料分離。施工過(guò)程中采用推土機(jī)推平料堆，對(duì)局部分離的骨料利用挖土機(jī)配合人工清除。

表2 生產(chǎn)性試驗(yàn)成果表

3.2.3 層厚控制

在鋪料過(guò)程中，通過(guò)尺量控制鋪料厚度。主、次堆石料鋪設(shè)完成后采用定點(diǎn)方格網(wǎng) (20 m ×20 m)測(cè)量控制鋪料的層厚及平整度；對(duì)超厚部位須推薄處理，鋪料厚度要求不超過(guò)設(shè)計(jì)鋪料厚度的±10%。

3.2.4 壩料加水

根據(jù)設(shè)計(jì)要求和生產(chǎn)性試驗(yàn)確定的特殊墊層料(2B)、墊層料(2A)的加水量為7%。采用堆料場(chǎng)加水滿足設(shè)計(jì)和試驗(yàn)要求的加水量后裝車至施工現(xiàn)場(chǎng)；過(guò)渡料(3A)加水量為 10%，其中壩外加水7%，壩內(nèi)灑水3%，采用移動(dòng)灑水車在壩面推平后進(jìn)行灑水補(bǔ)充，根據(jù)灑水車裝水量確定灑水面積；主堆石料(3B)、次堆石料(3C)加水量為 15%，其中壩外加水 10%，壩內(nèi)灑水5%，采用移動(dòng)灑水車在壩面推平后進(jìn)行灑水補(bǔ)充，根據(jù)灑水車裝水量確定灑水面積。

3.2.5 碾壓施工

碾壓采用進(jìn)退錯(cuò)距法，在主堆石料區(qū)標(biāo)識(shí)出明顯的碾壓軌跡，以方便振動(dòng)碾操作人員參照標(biāo)識(shí)進(jìn)行碾壓；同時(shí)，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)指揮和建設(shè)與監(jiān)測(cè)信息管理系統(tǒng)，做到壩面碾壓區(qū)域無(wú)漏碾、欠碾，嚴(yán)格控制碾壓機(jī)具的行走速度和振動(dòng)頻率。

4 填筑施工質(zhì)量的控制

4.1 料源質(zhì)量控制

4.1.1 壩料的開(kāi)采和利用

(1)有用料的鑒定。覆蓋層剝離完成后，根據(jù)設(shè)計(jì)壩料地質(zhì)特性要求，由監(jiān)理單位組織參建各方進(jìn)行有用填料的鑒定，按界定的渣料種類在開(kāi)挖現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置有用料、無(wú)用料標(biāo)識(shí)牌并進(jìn)行分類挖裝運(yùn)至堆料場(chǎng)分類堆存。

(2)堆石料開(kāi)采爆破試驗(yàn)。通過(guò)爆破試驗(yàn)獲得適用各種壩料級(jí)配的鉆爆參數(shù)。各種料源爆破施工后、上壩前必須檢查其是否滿足級(jí)配要求，裝車時(shí)對(duì)少量超大直徑的塊石需要剔除并用于壩后坡護(hù)坡使用，分類堆存。

(3)超徑石料的處理。超徑石料須進(jìn)行二次處理，盡可能采用液壓沖擊錘解小，然后與新爆破的合格石料混合裝車。

(4)試驗(yàn)檢測(cè) 。定期對(duì)開(kāi)挖料進(jìn)行篩分試驗(yàn)，檢測(cè)其級(jí)配是否滿足設(shè)計(jì)要求。如發(fā)現(xiàn)不滿足設(shè)計(jì)要求時(shí)，則須及時(shí)調(diào)整鉆爆參數(shù)，使開(kāi)采的壩料級(jí)配達(dá)到要求。

4.1.2 壩料回采質(zhì)量控制

(1)壩料回采采用的施工方法。料場(chǎng)有用料采用自下而上分層的方式堆存，嚴(yán)格按照渣料管理辦法在指定地點(diǎn)進(jìn)行有用料的回采，回采料分層取用，嚴(yán)防顆粒分離，確保有用料回采的質(zhì)量。

(2)回采料采用的質(zhì)量控制措施。①粗細(xì)料分離處理。針對(duì)部分3D料場(chǎng)壩料存在粗細(xì)料分離的情況，為滿足設(shè)計(jì)技術(shù)要求，在3D料回采過(guò)程中將原堆存料進(jìn)行混合摻拌后再進(jìn)行上壩，對(duì)每車摻拌料進(jìn)行跟蹤，料源級(jí)配不合格絕不允許上壩。②超徑石的處理。對(duì)料場(chǎng)超徑石采用破碎錘解小分散后混合裝車的方式。③壩料的運(yùn)輸管理。上壩料按不同料場(chǎng)和壩料分區(qū)對(duì)每臺(tái)運(yùn)輸車輛設(shè)置壩料標(biāo)識(shí)牌，防止不同上壩料混裝、誤裝。同時(shí)，充分利用運(yùn)輸車輛監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)不同取料部位、不同上壩料的車輛進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃 ，由現(xiàn)場(chǎng)分控站實(shí)時(shí)監(jiān)控運(yùn)輸情況，保證上壩料運(yùn)輸?shù)臏?zhǔn)確性 。

4.1.3 墊層料的加工與質(zhì)量控制

大壩2A特殊墊層料、2B墊層料從壩前凝灰?guī)r料場(chǎng)開(kāi)采，經(jīng)左岸砂石加工系統(tǒng)加工生產(chǎn)。墊層料的質(zhì)量控制措施主要有：按規(guī)范對(duì)加工形成的墊層料進(jìn)行檢測(cè)，如果篩分級(jí)配不滿足設(shè)計(jì)要求的指標(biāo)則需進(jìn)行進(jìn)一步的處理，適量摻和細(xì)顆粒料(或)粗顆粒料，直到加工料達(dá)到設(shè)計(jì)指標(biāo)。

4.2 壩體分區(qū)及岸坡結(jié)合部的處理

4.2.1 壩體分區(qū)交界面

對(duì)于壩體各種填料分段填筑的結(jié)合部位，采用反鏟或裝載機(jī)剔除結(jié)合部的超徑石，將集中的粗顆粒進(jìn)行分散處理；碾壓時(shí)，進(jìn)行跨縫碾壓并將碾壓遍數(shù)控制在10遍。

4.2.2 岸坡結(jié)合部位

(1)反 坡。岸坡局部出現(xiàn)反坡時(shí)，盡量將其處理成順坡后再填筑；對(duì)于不易處理的局部反坡 ，按設(shè)計(jì)要求先填混凝土或采用漿砌石修復(fù)成順坡后，再進(jìn)行壩料填筑。

(2)堆石體與岸坡或混凝土建筑物接合部位。按設(shè)計(jì)要求填筑岸坡過(guò)渡料，碾壓時(shí)增加2遍，盡可能地使振動(dòng)碾沿岸坡方向碾壓；對(duì)于振動(dòng)碾難以碾壓到的部位，采用平板振動(dòng)器或小型打夯機(jī)夯實(shí)。

(3)岸坡夾層。首先挖除岸坡夾層中的沖積雜物，然后用墊層料分層填筑并用平板振動(dòng)器夯實(shí)，再填墊層料和過(guò)渡料，最后進(jìn)行堆石料的填筑。

4.2.3 壩體分期分段結(jié)合部位

壩體新老填筑層和大壩料區(qū)交接縫的結(jié)合部位是大壩填筑的薄弱環(huán)節(jié)，必須重點(diǎn)進(jìn)行控制。所采取的處理措施：對(duì)因設(shè)計(jì)需要而分期填筑形成的先期塊與后期塊施工結(jié)合縫，先期填筑區(qū)塊的坡面采取臺(tái)階收坡方法施工；先期填筑料在保證安全的條件下盡量碾壓到邊，使邊坡上的松散填筑料減小到最低限度；后期填筑時(shí)，將先期填筑體坡面用反鏟清除其表面的松散料，并將其與新填筑料混合，然后一并碾壓。

5 試驗(yàn)檢測(cè)

5.1 試坑灌水法檢測(cè)

大壩填筑施工過(guò)程中，采用試坑灌水法對(duì)各種分區(qū)的壩料進(jìn)行干密度、孔隙率(根據(jù)干密度及比重關(guān)系式換算得出)、顆粒級(jí)配及滲透系數(shù)等項(xiàng)目的檢測(cè)。各種壩料檢測(cè)項(xiàng)目、檢測(cè)頻率均按照規(guī)范和設(shè)計(jì)要求執(zhí)行。一旦發(fā)現(xiàn)檢測(cè)指標(biāo)未達(dá)到設(shè)計(jì)要求時(shí)，分析并查找原因，包括碾壓設(shè)備性能、鋪料厚度、粗粒料集中或料性改變等，及時(shí)采取相應(yīng)的處理措施，如補(bǔ)壓、減薄鋪料厚度、粗粒料挖除處理或根據(jù)料性重新測(cè)定堆石料干密度等。

檢測(cè)結(jié)果表明：大壩從2014年10月正式開(kāi)工填筑至2015年10月全部完成填筑至1 141.5 m高程，大壩各種壩料填筑質(zhì)量經(jīng)檢驗(yàn)試驗(yàn)后均滿足設(shè)計(jì)及規(guī)范要求。

5.2 參數(shù)控制法

由于面板堆石壩主、次堆石料試驗(yàn)挖坑耗時(shí)長(zhǎng)、影響填筑施工進(jìn)度，且因檢測(cè)點(diǎn)數(shù)較少而造成檢測(cè)代表性不足，為進(jìn)一步加強(qiáng)和加快大壩堆石體壓實(shí)質(zhì)量檢測(cè)，大壩填筑施工的同時(shí)采用了參數(shù)控制法加強(qiáng)流程管理和過(guò)程控制，實(shí)行專人負(fù)責(zé)，從制度抓起，充分利用控制信息系統(tǒng)，嚴(yán)格控制每一個(gè)施工參數(shù)。從施工檢測(cè)結(jié)果分析看，只要各項(xiàng)施工參數(shù)控制到位，大壩堆石體密度、孔隙率等各項(xiàng)指標(biāo)均能滿足要求。參數(shù)控制法具有實(shí)施簡(jiǎn)單、可操作性強(qiáng)、效率高等特點(diǎn)，配合試驗(yàn)檢測(cè)能快速達(dá)到極佳效果。通過(guò)對(duì)填筑驗(yàn)收單元跟蹤檢測(cè)，檢測(cè)時(shí)逐層分單元進(jìn)行，合格率達(dá)到100%。

6 結(jié) 語(yǔ)

南湃水電站建設(shè)形成了程序化、規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化的施工及管理體系。通過(guò)對(duì)壩料開(kāi)采、加工過(guò)程進(jìn)行嚴(yán)格的質(zhì)量控制，保證了生產(chǎn)出的各種壩料質(zhì)量達(dá)到設(shè)計(jì)要求；經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)性試驗(yàn)，確定了科學(xué)合理的施工工藝和施工參數(shù)，為大壩填筑質(zhì)量提供了技術(shù)保證。通過(guò)以上措施的實(shí)施，有效保證了南湃水電站面板堆石壩的施工質(zhì)量。目前電站已蓄水發(fā)電，壩體的滲水、沉降等指標(biāo)滿足設(shè)計(jì)要求，電站運(yùn)行正常。