云南某水电站面板堆石坝坝体填筑施工工艺

水电站面板堆石坝坝体填筑施工工艺

摘要为了加快坝体填筑过程中的沉降量，避免由于坝体填筑速度过快，面板施工没有预留沉降期，坝体施工期沉降对面板造成危害，水电站在施工过程中采取了通过取消次堆石区、设置低压缩区、主堆石料采用进占法卸料、加大洒水力度及增加设备吨位等措施，加大了坝体在施工过程中的沉降量，大大缩减了后期的二次沉降，从而取得了良好的成效，可供其他类似工程施工借鉴。

关键词水利枢纽面板堆石坝坝体填筑施工工艺

1 工程概况

水电站面板堆石坝设计坝高135m，根据其坝体设计，面板堆石坝依次为混凝土面板、混凝土挤压边墙、垫层区、过渡区、堆石区及干砌块石护坡。同时，根据设计文件要求，为避免上游堆石区靠近趾板部位堆石体在后期产生不均匀沉陷，影响面板及周边缝安全，在坝轴线以上左、右岸岸坡部位主堆石料区设置20m宽度低压缩区。为了加快坝体沉降，避免由于坝体填筑速度过快，面板施工没有预留沉降期，坝体施工期沉降对面板造成危害，取消了次堆石区，堆石料填筑标准统一按照主堆石料填筑标准施工。

坝体设计标准见下表。

坝体填筑料设计参数表

序号坝料种类

设计干密

度（g/cm3）

最大粒径

（mm）

铺料厚度

（mm）

孔隙率

（％）

碾压

遍数

渗透系数（cm/s）

1 垫层料（2A） 2.24 80 ≤400 ≤18 6 1×10-3～1×10-4

2 特殊垫层料

（2B）

2.24 30 ≤400 ≤18 6 1×10-3～1×10-4

3 过渡料（3A） 2.18 300 ≤400 ≤20 8 ＞2.36×10-1

4 主堆石料（3B） 2.16 800 ≤800 ≤21 8 ＞1×100

5 低压缩区料 2.22 400 ≤800 ≤19 10～12 —

2 坝体填筑施工工艺

2.1 坝体反渗压水处理布置

为将坝体施工期反渗水及时排出，根据设计文件要求，在在河床趾板下游的垫层和过渡

层区域510.400高程布置一排反渗排水管，排水管共6根，单根长度11.5m，排水管为φ200

普通钢管，靠下游侧为2.5m反滤体，反滤体内部为1.5m有孔花管，外敷1.7m长不锈钢虑

网，花管内填充2～10cm的碎石；反渗排水管上游出口延伸至趾板混凝土面。排水管在坝前

盖重料填筑前，对其进行封堵。

2.2 坝体填筑料碾压试验

在坝体填筑前，首先向监理部提交《大坝填筑料碾压试验大纲》，根据批准的试验大纲

内容，分别选取试验地点采用不同的碾压遍数、碾压机具（其主要技术参数见表2.2-1～2）

对主堆石料、垫层料、过渡料、特殊垫层料及低压缩区料进行碾压试验以验证设计参数合理性、提出试验成果。经对碾压遍数与干密度、碾压遍数与沉降率、加水量与干密度的关系等进行数据分析后，将各填筑料的试验建议参数报监理工程师审核，监理工程师批准的填筑试验参数见下表。

机械型号BW219DH-3 BW222D-4

工作质量19.2T 22.05T

功率145kW 147kW

激振力33.3T/25.5T

碾宽213cm 213cm

碾直径160cm 160cm

速度1档(2.5km/h) 1档(3.0km/h)

振动频率28/35 Hz 26/31Hz

振幅 2.14/1.21mm 2.02/1.1mm

坝体填筑施工参数表2.2-2 填筑料堆石料垫层料特殊垫层料过渡料低压缩区料铺料厚度（cm）80 40 20 40 80

碾压遍数（n）8 8 8 8 10

控制干密度

（g/cm3）

2.16 ≥2.24 ≥2.24 ≥2.18 ≥2.22

孔隙率（%）≤21 ＜18 ＜18 ≤20 ≤19

洒水量（%）(体积

比)

8～10 5～10 5～10 10～20 15～20

振动碾行速（km/h）2～3 2.0 1.0 2.0 2～3 铺料进占法后退法后退法后退法后退法错距（cm）20 20 20 20

渗透系数（cm/s）1×1001×10-3～1×10-41×10-3～1×

10-4

2.36×10-1—

2.3 坝体填筑

大坝施工高峰期设备配备情况为：20T振动碾4台，22T振动碾2台，手扶压路机1台，振动冲击夯2台，液压破碎锤1台，TY320D推土机机2台，SD22推土机1台，TY220推土机2台，D7G推土机1台，ZL50C装载机3台，各型反铲共13台，20T自卸汽车70辆，混凝土搅拌运输车5辆，混凝土挤压边墙机2台。

大坝分区填筑施工程序图

2.3.1 坝料分区填筑顺序

a、坝料标识区分：填筑区的边界线，拉线进行标识，两岸岩坡上标写高程和桩号，并在各填筑区摆放写有相应填筑料名称的标识牌。

b、料填筑的一般次序：砼挤压边墙→垫层料→过渡料→堆石料，特殊垫层料可以提前填筑，但须在垫层料填筑前完成，挤压式边墙砼应在垫层料和特殊垫层料填筑完成。

c、接触设计要求：

——料与垫层料：特殊垫层料最小宽度应满足图纸所示尺寸，特殊垫层料可以侵入垫层料200mm。

——料与过渡料：过渡料不容许侵入垫层料，垫层料可侵入过渡料200mm。

——料与堆石料：堆石料不容许侵入过渡料，过渡料可侵入堆石料任意宽度。

2.3.2 坝料运输

a、上坝料运输采用20t自卸汽车运输。

b、上坝料运输前对不同料源进行标识区分，不同料源选定不同类型车辆进行运输予以区分。

c、运输车辆保持车厢、轮胎的清洁，防止残留在车厢和轮胎上的泥土料源带入填筑区。

2.3.3 坝料卸料、摊铺

主堆石料、次堆石料采用进占法卸料（见图a）卸料平台是该填筑层已经初步推平但尚未碾压的填筑面，有利于工作面的推平整理，提高碾压质量；同时，细颗粒与大颗粒石料间的嵌填作用，有利于提高干密度，确保填筑质量。由于本工程坝体沉降期短，为保证坝体填筑质量，次堆石区铺料时铺料厚度及料源采用与主堆石料相同的参数进行施工。

3A、2A料以及与过渡料相邻的3B料，采用后退法卸料（见图b），即在已压实的层面上后退卸料形成密集料堆，再反铲平料。这种卸料方式可减少填筑料的分离，对防渗、减少渗流量有利。2B料区紧贴趾板砼边，采用人工摊铺；3B、3C区料采用推土机进行平料，铺料过程中采用水准仪来控制高程，以免出现超厚或不足现象。