泸定水电站大坝填筑的特殊问题及解决办法

李明辉，杨作才

（中国人民武装警察部队水电第三总队第九支队，四川 成都 611130）

1 大坝设计概况

1.1 坝体填筑设计概况

泸定水电站大坝为黏土心墙堆石坝，坝顶高程1 385.50 m，最大坝高81.5 m，坝顶长526.7 m，宽12.0 m，上、下游坝坡均为1∶2，填筑方量约730万m3。心墙顶高程1 383.00 m，顶宽4.0 m，上、下游坡度均为1∶0.25。心墙上、下游侧均设有反滤层，上游设两层厚度均为3.0 m的F1、F2反滤层，下游设两层厚度均为4.0 m的F1、F2反滤层。心墙上、下游反滤层与坝壳堆石间设过渡层，宽度均为12.0 m，与坝壳堆石接触面坡度为1∶0.25。上、下游过渡层外侧为堆石区，上游堆石区外设置上游压重区。

1.2 灌浆廊道设计概况

灌浆廊道位于心墙高塑性黏土区内，由坝基河床段和右岸斜坡段组成。坝基河床段灌浆廊道坡度为0.5%，长231.42 m，桩号0+052（现场实际地形）～0+308.17，起坡点底板高程1 310.5 m，终坡点底板高程1 311.8 m，断面净空尺寸3.5 m×4.5 m（宽×高）；右岸边坡斜坡段灌浆廊道长195.39 m，桩号为0+308.17～0+497.25，起坡点底板高程1 311.8 m，终坡点底板高程1 374.0 m， 断面净空尺寸3 m×4 m（宽×高）。

2 填筑过程中遇到的特殊问题及解决办法

2.1 灌浆廊道混凝土施工与坝体填筑相互干扰问题

灌浆廊道位于坝体的高塑性黏土区内，其浇筑必须先于坝体填筑，且灌浆廊道混凝土浇筑完成后，表面需涂刷赛博丝防水堵漏剂，之后还需铺设土工膜。而右岸斜坡段灌浆廊道无施工道路及平台，只能将坝体填筑面作为施工道路及平台，即斜坡段灌浆廊道浇筑时无法进行右岸心墙的填筑。因此，灌浆廊道混凝土施工与坝体填筑相互制约、相互影响。经过现场多次调整和试验，摸索并确定了 “合理布置、灵活机动”的施工方针。即，在材料堆放方面，将钢筋、脚手架等大件在加工厂制作好后临时堆放于过渡料区，绑扎安装时再采用吊车吊至仓面；模板、扣件等小件就近存放于斜坡面上，材料堆放量仅需满足当天使用量即可；在斜坡面上采用反铲修出一平台，吊车置于平台上吊装钢筋、模板等材料，不占压填筑工作面，直至仓面准备好；混凝土浇筑采用泵车，泵车置于过渡料或反滤料填筑面上。采用这样的布置方式后，廊道所用施工设备、材料均布置于反滤料、过渡料区，反滤料、过渡料区填筑进度比黏土快，故在每一段灌浆廊道施工过程中，黏土填筑均可连续进行，且反滤料、过渡料区先于黏土填筑，高程高于黏土区，可扩大设备的控制范围。

2.2 廊道施工进度滞后影响坝体填筑速度问题

大坝填筑至1 340 m高程后，右岸斜坡段灌浆廊道的施工进度已无法满足大坝填筑的施工进度要求，但大坝又不能停止填筑，因此只能将右岸一定范围内的黏土心墙区及反滤区和左岸大面积进行分区填筑。根据设计要求，心墙本身铺土面应尽量平起，以免在心墙区造成过多的接缝，若由于施工需要进行分区填筑时，其横向接缝坡度不得陡于1∶3。在实际施工过程中，根据实践经验提出：①过渡料和堆石料可以连续上升，但反滤料和黏土料必须平起填筑，以保证黏土心墙区的有效填筑宽度；②考虑到黏土运输车辆要进入右岸滞后填筑区，黏土心墙区及反滤区进行分区填筑的横向接缝坡度应不陡于1∶8，最好是1∶10；③右岸心墙滞后填筑区的长度控制在50 m以上，以便卸料均匀，保证推平及碾压质量。

2.3 下游坝料穿越心墙运输问题

大坝填筑所用的石料场和反滤料料场均位于大坝上游，心墙防渗黏土料位于大坝下游，坝区右岸无跨坝运输道路，右岸灌浆廊道的施工工期又非常紧，需要连续性施工，左岸虽然有0号跨坝运输道路，但该道路承担着国道318的通行任务，通行压力非常大；并且填筑料若通过该道路运至上下游，工程成本将大大增加，施工进度也无法保证，且道路布置困难，安全隐患严重。因此，根据类似工程的施工经验，泸定水电站大坝填筑至1 324 m高程以上时采取了在坝面布置穿越防渗体的临时道路的措施。

2.3.1 铺筑坝料形成穿越防渗体临时道路

此方案为原方案，穿越防渗体临时道路由两层组成，即50 cm厚的黏土料缓冲垫层和100 cm厚的过渡料路基、路面层。为了确保能大流量通车，黏土料缓冲垫层铺设宽度为13 m，过渡料路基和路面层底宽12 m，顶宽10 m。为将穿心墙临时道路对心墙区的影响降至最低，跨心墙临时道路垂直于坝轴线布置，并延伸至上下游过渡料区。

穿越防渗体临时道路应尽可能靠近两岸布置（除埋设有大坝观测仪器的位置和坝体集中受力区的位置），这样可以将心墙区、反滤料区分为左右两个填筑区，即左岸区和右岸区，先填筑面积较大区域，预留靠近岸坡的区域和临时道路占压部位，待另外一条穿越防渗体临时道路形成后，再对预留的填筑部位进行填筑，这样既不会对黏土填筑强度造成太大影响，又可以减少黏土心墙的横向接缝数量，提高心墙填筑强度的均衡性。如果确实需要在坝体中部布置穿越防渗体的临时道路，为了不过多减少黏土填筑面积，影响黏土料的上坝强度，可以先进行穿越防渗体临时道路两侧的坝体填筑，最后进行穿越防渗体临时道路占压部位的填筑，即将心墙区分为左岸区、道路占压区、右岸区三个区。与两岸布置穿越防渗体临时道路相比，中间布置临时道路增加了一条横向接缝，对大坝填筑质量控制不利。究竟采用哪种填筑方式，以穿越防渗体临时道路布置位置一侧心墙的填筑长度占总长度比例作为选择依据，小于30%时，心墙分成两个区进行填筑；大于或等于30%时，可在中间布置临时道路，分三个区填筑。

穿越防渗体临时道路随着大坝的填筑在空间上不断上升，高程范围为1 323～1 380 m，大坝填筑过程中，控制相邻的两条穿越防渗体临时道路的高差不大于3 m，且在平面投影上应错开布置。

2.3.2 铺设钢板桥形成穿越防渗体临时道路

铺筑坝料形成穿越防渗体临时道路的方案实施一个月后，发现该方案比较繁琐，铺筑道路时要严格控制所铺料的厚度，铺填时间较长，且在挖除时难以清除干净，对大坝填筑干扰较大。因此对原方案进行了优化，采取铺设钢板桥形成穿越防渗体临时道路的方案。钢板桥采用特别定做的80 t全电子汽车衡面板，其面板钢材为Q235，尺寸3 m×9 m×10 mm（宽×长×厚），焊接28号槽钢作为肋骨，以降低面板的变形，增加其寿命。由于其宽度只有3 m，因此铺设双排方可保证车辆双向通行。钢板桥两边防渗心墙黏土和反滤料区每上升2层（约60 cm）后必须将其移换位置重新铺设，以防止被钢板桥占压部位的黏土发生超压。注意在铺设前其底部松铺50 mm厚黏土，以缓冲过往车辆对黏土防渗体的碾压。该方案的优点是铺设方便，移动灵活，既保证了施工进度，又节约了施工成本，还不会对坝料造成污染和对其他部位填筑造成施工干扰。

2.3.3 质量控制

在以上两种穿越防渗体临时道路移除清理后，必须对临时道路占压部位黏土层是否发生剪切破坏或出现超压等情况进行判断，必要时可挖坑检查剖面结构，确保道路占压部位黏土层的质量满足要求。现场多次检查试验表明，临时道路占压部位未出现超压情况，接缝部位亦未出现剪切破坏。

另外，在处理临时道路占压部位接缝时，必须将临时道路两边横向接缝处的坡面采用反铲逐层削坡至压实层，并且坡度不陡于1∶3，取样检测合格后，洒水、刨毛之后再铺填新的黏土料。

2.4 如何确保临时断面接缝处施工质量的问题

泸定水电站大坝有效填筑工期为9个月，总填筑方量约730万m3，平均月填筑强度约81万m3，高峰月填筑强度达110万m3。若采取全断面上升填筑，则无法达到在2011年4月底填筑至顶的进度目标，从而无法确保5月底具备下闸蓄水条件。因此，大坝填筑时采取临时断面上升、预留断面跟进的办法，以保证上游坝壳料、反滤料、黏土心墙料及下游反滤料、部分坝壳料的填筑强度和进度。预留下游部分坝壳料作为调节工作面填筑。

采取上述方法后，下游堆石料出现大面积的接缝，故需对接缝处严格处理，以确保施工质量。坝壳料接缝处理一般采取留台法和削坡法两种，本工程采取了削坡法，即采用反铲削坡并挖出台阶，将松散或半压实料和较大粒径的块石摊铺至已压实的层面上，台阶宽度控制在2 m以上，每层台阶厚度较新铺层薄约30 cm，在新铺层进行填料时，尽量选择较小粒径的块石料，以确保搭接部位密实，防止出现大块石架空、难以推平及碾压不密实等质量缺陷。

3 结语

泸定水电站大坝施工过程中遇到的问题都得到了很好的解决，确保了大坝安全度汛、按期蓄水，保证了大坝工程进度、质量、效益达标。其施工经验可为其他工程提供参考，总结如下：

（1）黏土心墙堆石坝施工的关键部位是黏土心墙防渗体填筑，施工时要合理进行施工布置，其他项目施工的材料、设备等尽可能不占压防渗体及反滤区，以保证黏土填筑连续，确保心墙防渗体填筑进度。

（2）心墙本身最好是通层平起填筑，若由于施工需要必须进行分区填筑时，横向接缝处的坡度应尽可能放缓，且要经过严格处理，检验合格后才能进行新填料的铺填。

（3）若由于施工需要，临时道路必须穿越防渗体时，可以采取铺设临时钢板桥方案，但必须及时更换铺设位置（钢板桥两边防渗心墙黏土和反滤料区上升2层后），以防防渗体被超压或产生剪切破坏。

（4）为保证黏土防渗体施工进度满足目标进度要求，可采取临时断面先行填筑上升，临时断面较窄时，可采取反铲削坡台阶法进行接缝处理，在搭接部位填筑较小粒径的块石，保证搭接质量。

［1］SL 274—2001 碾压式土石坝设计规范［S］.

［2］DL/T 5129—2001 碾压式土石坝施工技术规范［S］.