桑河二级水电站土坝施工质量控制重难点分析与对策

摘 要：桑河二级水电站工程具有左右岸土坝坝轴线长，施工作业人员普遍技能水平较低，土坝填筑碾压过程施工强度高、难度大等特点，施工质量难以保证。本文从“人、机、料、法、环”等因素分析，找出了土坝填筑质量控制的重点与难点，在施工过程中采取了行之有效的应对措施，较好地实现了工程质量控制目标。

关键词：土坝填筑；含水率；雨季施工；质量控制

1 概况

桑河二级水电站位于柬埔寨王国上丁省（Stung Treng）西山区境内的桑河（Se San）干流上，水库正常蓄水位75.00m，相应库容为17.925亿m3，是一等大（1）型水电工程。工程开发任务以发电为主，电站装机容量400MW，为柬埔寨王国目前在建最大水电站。电站枢纽主要由左右岸土坝、河床挡水重力坝、溢流坝、河床式发电厂房和混凝土侧墙等建筑物组成，其中两岸土坝总长6036m，最大坝高35m，整体填筑方量约460万m3，左右岸土坝为均质土坝，采用当地材料进行填筑。

2 施工质量控制重难点分析

2.1 坝轴线长、施工作业面分散

桑河二级水电站土坝工程由左岸土坝、导流明渠段土坝、右岸主坝及右岸副坝组成，其中左岸土坝坝顶总长3375m，导流明渠段土坝长386m，右岸主坝主坝长1467.0m、副坝长9900m。加上混凝土坝段，整个桑河二级水电站坝轴线总长约为6800m，为亚洲目前在建水电站工程“第一长坝”。同时根据施工组织设计，土坝填筑按5个施工分区同时进行填筑。整个土坝工程施工存在施工战线长、作业面分散的特点，对现场施工质量管控带来较大的难度。

2.2 料源分布广、土料均匀性差

左岸坝体填筑的均质土料料源除少部分来自于导流明渠开挖土料，主要来自坝前300米以外的靠江侧条带区域坡积土开采料，全强风化填筑料源选择左岸土料场开采有用料。右岸坝体填筑的全风化料料源选择坝前300米以外的靠江侧条带区域坡积土开采料，及右岸弃渣场下游开采有用料。导流明渠段土料场所需用料开采自大坝0+800～1+500上游300m外EL58.5m高程以上部位。所有料源开采面积总计在200万m2左右，分散在电站左右岸岸坡及大坝上游侧部位，料源分布范围广，且土料的天然含水率、干密度等存在较大的差异性。

2.3 作业人员劳动技能普遍偏低

因工程所在地处于柬埔寨欠发达的西北部内陆地区，从事土料开采、运输、碾压等土坝填筑各个环节的作业人员均来自当地，普遍存在劳动技能水平不高、质量安全意识薄弱等问题。作业人员劳动技能普遍偏低，给土坝施工质量保证带来了一定的难度。

2.4 软硬坝结合

电站枢纽主要由左右岸土坝、河床挡水重力坝、溢流坝、河床式发电厂房和混凝土侧墙等建筑物组成，均质土坝与混凝土建筑物结合部位均为最大坝高位置，工作水头相对较高，该部位的土坝填筑质量是整个大坝工程施工质量控制的重点。

2.5 雨季持续时间长，旱季蒸发量大

桑河二级水电站项目所在地为典型的亚热带季风气候，一年分为明显的干湿两季。通常5到10月为雨季，降雨强度大、持续时间长；11月到次年4月为旱季，高温少雨、蒸发量大。针对当地气候特点、如何科学合理安排施工计划、采取有效措施来减少各种天气情况下对料场开采、填筑碾压作业、土料含水率波动等各方面的负面影响，是土坝施工质量控制的重点与难点。

3 主要对策

3.1 科学制定碾压工艺方案

土壩填筑施工启动前，根据各分区填筑压实指标及料源种类、碾压设备型号参数等不同，制定了较为严谨碾压试验大纲，左右岸土坝工程施工启动前共计完成碾压工艺试验35场，覆盖了全部的施工分区及料源类型，以及常用的施工参数，最终根据施工质量保证及经济技术指标，确定用于各部位各分区的填筑碾压工艺参数。

3.2 严格料源质量把关

鉴于本工程料场分布范围较广，土料存在一定的不均匀性，需重点加强料源质量的把关。

（1）实行料场验收制度。在料场覆盖层大规模剥离前，按照一定的比率在料场各个部位选取探坑进行土料取样，对土的颗粒级配、天然含水率、最优含水率、最大干密度等指标进行检测，各主要指标满足设计要求后料场方可进行开采。

（2）加强上坝土料检测。填筑料必须经检验合格并由监理工程师确认后才能装运，挖装时实行分选挖装，不合格的料不准上坝。现场渗透试验如发现渗透系数大于设计要求值时，对该部位进行补碾处理或挖除不合格料源。土料施工填筑含水率按最优含水率偏干2%～最优含水率偏湿3%标准控制。

3.3 加强松铺层厚控制

作为碾压施工中的一个重要参数，松铺厚度对碾压压实效果有着直接的影响。为减少施工中的人为因素，确保按照既定的厚度进行土料的摊铺，施工过程中主要采取了增加厚度标尺、测量验收等措施。铺料过程中利用填筑区两侧厚度标杆（间距10m）控制层厚，发现超厚时，立即指挥推土机辅以人工减薄超厚部位。在每仓土料铺筑前，测量人员在该仓位采用10m×10m网格控制进行放样，松铺完成后，再次测量松铺高程，层厚偏差按-5～0cm控制，不得超厚。对超出松铺高程部位采用推土机推平，待测量结果合格后方可进行碾压施工。

3.4 含水率控制

（1）旱季土料含水量偏低时，可在料场采用沟畦蓄水的方式补水。当风力或日照较强时，在填筑工作面采用洒水车进行连续补水。

（2）在旱季进行大规模填筑作业时，为减少仓面土料松铺后的水分蒸发，本工程对仓面面积进行了严格控制，按照单仓面积不大于2000m2进行仓面规划，仓面土料可在3小时之内完成摊铺，随后立即进行碾压作业，减少了受风力和日晒等造成的含水量损失。

（3）雨晴后，及时清除填筑面上积水。坝料含水量较高时，进行晾晒降低含水量。局部浸泡软化严重的土料应挖除。当填筑面的坝料含水率满足要求后，经监理工程师验收合格后方可恢复施工。

3.5 雨季施工措施

（1）土料填筑雨天应停止施工。降雨时及雨后，已碾压面上禁止车辆通行。

（2）在坝体填筑作业面上，降雨前，采用光面振动碾碾压2遍使土料填筑层表面封闭，以利于自然排水。雨停后填筑前，先晾晒或去掉表层土，待含水率达到要求后，铺设新土。

（3）在多雨季节停工填筑时，采用光面振动碾及时压实作业面表层的松土，将填筑面形成顷向上游的坡面，坡度为2%～3%，以利排泄雨水。旱季恢复施工时，采用推土机清除表面受冲刷影响的土料，进行压实度、渗透系数的复检，不合格土料清除完全后方可继续进行铺料填筑。

3.6 接头部位施工质量控制

导流明渠段土坝、右岸土坝与混凝土侧墙之间的接触部位承载水头高、是整个挡水建筑物的薄弱部位，为防止水库蓄水后形成渗透通道、造成渗透破坏，需高度重视土坝与混凝土交接部位施工质量控制。本工程主要采取了以下措施：

（1）坝体与混凝土结合部位处理严格按照设计要求进行施工，先对混凝土表面进行深凿毛，以形成凹凸不平的粗糙结合面，然后接触部位涂刷浓泥浆，再进行填筑碾压。

（2）严格控制接触粘土质量，挑选高塑性粘土进行该部位的填筑，并对与混凝土交界面土料中土团清除，避免集中造成碾压不密实。

（3）在振动碾无法碾压部位采用蛙夯机进行碾压。每仓填筑、碾压安排专职人员进行旁站监控，碾压合格后可进行后续施工。

3.7 碾压过程实施监控系统

为对大坝填筑碾压施工环节进行有效监控，减少人为因素影响，本工程引入了大坝填筑碾压过程实时监控系统。从大坝填筑碾压过程实时监控系统在桑河二级水电站工程的运行情况来看，该系统在碾压机运行速度、激振力及碾压遍数达标率等施工质量控制方面起到了较好的监控作用，大大提高了质量验收的一次通过率，减少了因质量不合格而返工的现象，克服了施工战线长、柬埔寨籍劳工作业技能水平低、施工条件差等不利因素的影响，达到了辅助控制土坝填筑施工质量的目标。

3.8 作业人员教育与培训

作为工程实施环节的主体，现场作业人员的技能水平及质量意识是影响土坝填筑质量的关键。针对目前现场作业人员多为柬籍勞务、技能水平及质量意识较差的实际情况，本工程主要采取了以下措施：

（1）编制柬文作业指导书，通过图文结合的资料结合现场指导，不断加强工人的技能水平。

（2）每个班组配置一定数量的中国籍熟练工人，通过现场传帮带，促进柬籍工人技能水平的提升，同时对工序施工质量把关。

（3）积极推行样板单元创建和观摩活动。在各个施工段内，针对各典型施工工艺创建了一大批样板施工单元，通过各作业班组、施工队之间的互相观摩和交流、促进了现场作业人员操作技能水平及质量意识的提高。

4 小结

柬埔寨桑河二级水电站作为中国企业在柬埔寨投资建设的最大水电站工程，在整个东南亚水电站建设行业有着“窗口工程”的特殊意义，其工程质量的重要性不言而喻。通过对土坝工程施工质量的重难点分析，并采取了一系列行之有效的应对措施，对保证土坝工程施工质量起到重要作用。目前，桑河二级水电站已经按计划实现了下闸蓄水，从现场安全监测及巡视检查来看，目前各挡水建筑物稳定，土坝稳定、渗漏量满足设计要求，未发生任何有害变形，土坝工程施工质量可靠。

参考文献：

[1]刘少新.浅析土坝填筑施工程序及方法[J].四川水泥，2016，（06）：233.

[2]赖历青.小型水库土坝施工中除险加固研究与探讨[J].河南水利与南水北调，2016，（03）：58-59.

作者简介：

杨鑫（1985-），男，湖南长沙人，工程师，现从事建设工程监理工作。