面板堆石坝210MPa硬岩石填筑施工经验

靳永强，李宜田，吕 斌

（中国水电十五局 苗家坝水电站工程技术部，甘肃 文县 746412）

面板堆石坝210MPa硬岩石填筑施工经验

靳永强，李宜田，吕 斌

（中国水电十五局 苗家坝水电站工程技术部，甘肃 文县 746412）

如何确保采用干抗压强度为210MPa的硬岩石填筑碾压施工质量是工程施工中的一个疑难课题。文中对苗家坝水电站标段大坝填筑所用的主堆石、过渡料、垫层料、特殊垫层料，进行了与施工过程相同的填筑和碾压试验，在试验过程中对210MPa面板堆石坝的硬岩石填筑碾压施工操作及施工参数标准，进行了客观评价，并对超硬岩石填筑施工提出了建议。

面板堆石坝；210MPa硬岩石；填筑施工

1 工程简介

苗家坝水电站位于白龙江下游甘肃省文县境内，距下游已建成的碧口水电站31.5km。甘川公路（212国道）沿白龙江上行经碧口至关头坝，关头坝至苗家坝坝址18.0km，新修建有对外专用公路。电站尾水与碧口水电站水库回水衔接。

混凝土面板堆石坝坝顶长度为348.20m，坝顶宽度为10.0m，最大坝高111m；上游边坡1∶1.4，下游边坡1∶1.35和1∶1.4，坝后设有“之”字型上坝公路，宽度9.0m；坝顶设有高度为5.2m的“L”墙与面板相接，坝顶高程805.0m。

大坝坝体根据填筑料不同，其结构型式从上游到下游依次为：面板上游面下部上游铺盖及盖重区、混凝土防渗墙、混凝土连接板、混凝土趾板、混凝土面板、垫层区、过渡层区、主堆石区及下游次堆石区。

坝体填筑块石料主要采用斜坡里—圈湾料场人工开采料。斜坡里—圈湾料场位于坝址下游右岸，距坝址0.5～4km，主要为厚层块状变质凝灰岩，间夹少量砂质、泥质板岩，一般不存在强风化带，风化带厚度20～30m，岩体中层间断层和挤压带等发育。变质凝灰岩的物理力学试验指标，比重值2.72～2.74，干密度2.70～2.72g/cm3，饱和密度2.71～2.73g/cm3，吸水率0.14%～0.12%， 饱和吸水率0.16%～0.13%， 孔隙率0.51%～0.8%，干抗压强度212～209MPa，饱和抗压强度129～155MPa，而一公司已完建的同类型大坝，如积石峡、公伯峡水电站大坝填筑所用的块石料抗压强度为70MPa，本标段大坝填筑所用块石料的抗压强度在施工历史上属首次。从试验成果来看，本标段变质凝灰岩的抗压强度高于规范规定的技术要求，不易破碎，压碎指标偏低外，因而对施工碾压机具和填筑质量都是一个前所未有的考验。

2 210MPa硬岩石填筑碾压施工及参数

如何确保采用干抗压强度为210MPa的硬岩石填筑碾压施工质量是工程施工中的一个疑难课题。对本标段大坝填筑所用的主堆石、过渡料、垫层料、特殊垫层料，已进行了与施工过程相同的填筑和碾压试验，在试验过程中，提出了施工建议参数。

2.1 主堆石

铺料厚度85cm，最好不低于85cm，采用进占法铺料，以YZT25Y振动碾碾压10遍为宜，施工过程中可以不洒水。

2.2 过渡料

铺料厚度45cm，最好不低于45cm，采用进占法或后退法铺料均可，以YZ20C振动碾碾压8遍为宜，进退均要振动，施工过程中如遇到连续晴天，气候干燥，可以适当洒水，不洒水的情况下碾压8遍即可满足规范要求。

2.3 垫层料

铺料厚度45～50cm，液压反铲摊铺，人工辅助整平，以YZ20C振动碾碾压8遍为宜，施工过程中可以适当洒水，有利于碾压密实，雨天可不洒水。

在后续的大坝填筑过程中发现，因岩石硬度太大，导致YZT25Y拖式碾在碾压过程中损耗太大，主堆石碾压出现回弹现象，造成干密度取样合格率较低，影响大坝填筑施工进度，对此项目部增添了1台新的中大牌32T自行式振动碾，以加强对硬岩石的碾压效果。质检站在坝轴线下游进行了32T自行碾对主堆石的碾压试验。铺料厚度85cm，以32T自行振动碾碾压8遍为宜，施工过程中可以不洒水。 碾子行驶速度1档，1.5～2.5km，碾压中保持强震，工作质量32T，振动频率28/33Hz。

坝基碾压处理完成并通过联合验收后，大坝填筑于2009年9月11日在坝轴线下游左岸正式开始施工。

大坝填筑用料来源于斜坡料场爆破开采的石料，液压反铲装料，20自卸汽车上坝，山推220/320/410推土机平料，进占法铺料，采用带刻度花杆做为铺料厚度标识，间距30m×20m布置；大坝填筑至今使用YZ26C/YZ20C自行碾碾压主堆石10遍，YZ32C自行碾碾压主堆石8遍，YZT25Y拖式碾碾压主堆石10遍，配置监碾人员4人，碾压遍数计数牌4套，严控铺料厚度，及时剔除超径石和不合格坝料，并安排设备随时进行掺配处理，确保填筑质量。

在主堆石填筑过程中，因岩石太硬，大块石较多，导致铺料和碾压设备磨损较为严重，部分区域碾压效果不佳，也增加了设备维修的费用。2009年5月购买了1台YZ26C自行碾（价值85万元人民币），2010年1月1日购买了1台YZ20CT自行碾 （价值72万元人民币），租赁协作队伍1台32T自行碾以提高硬岩石碾压效果和干密度取样合格率，减少设备损耗和维修频率，提高碾压工序的进度，从而加快填筑施工的速度。

3 施工效果评价

从大坝填筑初期使用的YZ20Y和YZT25Y拖式碾到目前使用的26T和32T自行式振动碾来看，26T和32T自行式振动碾的耗油量虽然大，但是其碾压效率高，有利于提高填筑产量，加快施工进度，而且维修频率小，对于硬岩石的碾压效果好。

对于210MPa硬岩石填筑碾压而言，性能良好的大型碾压机具和铺料设备是实现大坝填筑优质高效的必要条件，其次是现场技术管理人员要统筹安排，交底明确，监控到位，合理、有效的配置和利用优秀的设备资源，才能将设备的性能发挥到最佳状态，进而不断提高大坝填筑碾压的质量。

4 超硬岩石填筑施工建议

截止目前，苗家坝水电站工程面板堆石坝大坝填筑已完成300万m3，无论是施工质量还是进度方面都取得了显著成效。对于超硬岩石填筑施工总结了几点建议：

4.1 严格按规范要求做好各种坝料碾压试验

试验材料一定要质地新鲜、坚硬，无任何裂纹。做好铺料、碾压、放点、取样等每一步工序，做到准确无误，详细记录试验经过，数据整理分析应科学严谨，提供施工建议参数应满足规范要求。

4.2 施工前的技术交底

无论是对于技术管理人员、机械操作手还是协作队伍都必须做到交底详细明确，从坝面分区、卸料、平料到碾压每一道工序都必须严格按照规范和技术标准要求施工，做好质量和安全交底。

4.3 料源供应地持续性和稳定性

对于苗家坝水电站斜坡里料场——圈湾沟这样复杂的地形环境，必须统筹安排，计划周密，合理布置施工道路，爆破试验不断优化爆破参数，做好现场钻孔装药这一过程控制，减少大孤石，保证提供级配良好的上坝料。

4.4 选择好施工设备是超硬岩石大坝填筑的关键

苗家坝水电站大坝填筑所使用的碾压设备有YZT25Y、

YZT20Y、YZ20C、YZ26C和YZ32C，都是在施工过程中经过多次试验对比分析所选用的碾压设备，其施工效率高，碾压效果好，发生故障率低，在大坝填筑高峰期间发挥了事半功倍的作用，有利地促进了大坝填筑的强度和进度，确保了填筑的质量，满足规范要求。

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TV52

A

1672-9900（2011）01-0080-02

2010－12－23

靳永强（1984－），男（汉族），陕西镇安人，助理工程师，从事水利水电建筑工程工作，（Tel）0773－2607377。