混凝土面板堆石坝施工质量控制——以洮水水库为例

向 洪 聂永华

（湖南省水利电力工程建设监理咨询公司 长沙市 410007）

1 工程概况

洮水水库位于湖南省株洲市茶陵县境内的洣水河一级支流—沔水河下游出口区。枢纽区主要建筑物有混凝土面板堆石堆，设计最大坝高为102.5 m，堆石填筑167.5万m3。正常蓄水位205.00 m、相应库容为5.15×108m3。开敞式溢洪道布置在左岸，右岸有导流、放空兼引水隧洞，坝后电站厂房，电站总装机69 MW。是一座以防洪为主，兼有发电、灌溉、养殖等综合效益的大Ⅱ型水利水电工程。

坝区枯水期河水面宽度（47~55）m，左岸为一条形山脊，略显单薄最高山顶标高263.79m，岸坡平均坡度为46°~49°；右岸山体较雄厚，平均地形坡度为27°~29°。坝址所处构造部位为倒转背斜的SW翼，岩层倒转产出，横切~斜切河谷，产状变化较大。出露地层有奥陶系上统砂、泥质板岩和浅变质砂岩，泥盆系中统石英砾岩、石英砂岩、含铁砂岩等。调查发现有大小断层30余条，以NEE、NNW和NWW三组为主。其中对工程影响比较大的主要是F1断层，顺河床贯穿整个坝区，断层倾角 72°~82°，破碎带宽度（3~10）m，影响带宽度（5~10）m，水平断距（140~180）m。

工程于2005年2月开始施工，2007年7月开始大坝堆石体填筑，至2008年12月完成，2009年1月开始混凝土浇筑，至2010年7月全部完成，2011年9月1日下闸蓄水，运行至今，大坝没有发生过渗流异常的现象。

2 施工质量控制总体思路

施工是决定水利水电工程质量的关键环节，但监理的指导、检查、监督也十分必要。洮水水库工程监理部对大坝工程施工质量控制总体思路是：严格施工技术文件审批，建立质量检验工作制度及工作程序，坚持现场跟踪检查，采用多种手段严把质量验收关。施工质量控制要点如下：

（1）重视施工测量控制，保证测量的准确性。

水利工程建设中，施工测量是施工的第一步，测量的准确性直接影响到一些施工工序乃至整个工程的综合质量，因此搞好施工测量工作，保证测量的准确性是确保水利工程整体施工质量的基础。

（2）加强原材料、中间产品的质量控制。

原材料的质量是工程施工质量的保障和基础，加强原材料的质量控制是提高工程施工质量的重要前提条件。为确保洮水大坝工程质量，配备了负责试验的监理工程师，重点跟踪检查，并对原材料及混凝土中间产品的质量检测与控制工作作了规定。

（3）加强施工工序质量控制。

为保证施工工序质量，一是对影响工程质量的因素，从人、材料、机械、工艺和方法、环境五个方面，在施工过程中进行全面控制；二是明确质量控制点，如坝体垫层、过渡层、主堆石的填筑、面板、趾板、接缝止水等分部工程作为质量控制点，重点加以控制；三是督促施工单位严格实行施工工序自检 “三检制”；四是未经监理部检查认证或检查不合格的，不得进行下一道工序的施工。

（4）加强工程质量检验检测。

工程质量检验检测是控制工程施工质量的重要手段。为此要求施工单位加强原材料的质量控制，对不合格材料不得使用；强化关键工序和重点部位的工程质量的检验检测；严格监理对施工质量进行复检或跟班监督制度，确认合格后方能签证认可。

3 大坝填筑的施工质量控制

3.1 筑坝材料质量控制

大坝填筑料料源主要来自石料场、天然砂砾料场及枢纽建筑物开挖可利用料三部分。垫层料中的粗粒料采用爆破石料进行破碎、筛分，细粒料不足部分采用下游天然砂补充，粗、细粒料通过掺配获得合格的垫层料；特殊垫层料全部采用天然砂砾料进行筛分、掺配；过渡料部分可利用隧洞洞挖合格料，其余从石料场开采；主堆石料、过渡料和垫层料中的粗骨料要求为新鲜、微风化石料，次堆石区的开挖利用料要求采用弱风化石料。

在筑坝材料正式开采、加工前，根据主堆石料、过渡料的设计级配要求在石料场进行了堆石料爆破试验，以确定石料场开采炮孔直径、孔深、间距及装药量等爆破参数；对垫层料、特殊垫层料加工、掺配进行了工艺性试验。为防止坝料在开挖运输过程中发生粗料集中现象，安排专人负责料场的检查、监控，严格区分各分区坝料，并进行定期或不定期抽检，从而保证筑坝料源的质量。

3.2 坝体填筑工序质量控制

3.2.1 坝料运输与卸料质量控制

坝料运输以20 t自卸车为主，对运输与卸料质量控制的具体措施主要有：

（1）在装运坝料的自卸车上悬挂各分区坝料的标识牌，填筑作业面派专人指挥车辆卸料。

（2）上坝车辆轮胎应经水槽清洗或冲洗干净，以免夹带泥块进入坝内。

（3）严格控制上坝料的质量，特别注意垫层料和过渡料的质量，及时检查坝料的粒径、含水量及含泥量等，不符合要求的石料不得上坝。

3.2.2 坝料摊铺厚度控制

（1）在每层料铺料时，应在推土机前方设置层厚标杆，方便推土机操作手控制好层厚。

（2）填筑铺料方向要求平行于坝轴线，特殊垫层料、垫层料、过渡料及两岸接坡料采用后退法卸料，主、次堆石料采用进占法卸料。

（3）主、次堆石料的铺料厚度根据现场碾压试验成果，按压实后每层厚80 cm控制，垫层料、过渡料按压实后每层厚40 cm控制，每层铺料厚度应进行检查，控制误差不超过压实层厚的10%。

3.2.3 洒水质量控制

堆石料加水碾压是提高压实效果的重要措施。本工程坝体填筑各区洒水量根据现场碾压试验确定。堆石料加水碾压采用坝面洒水方式为主，在大坝两岸分别布设供水管路，用软管接至坝面。高强度填筑时，可增加洒水车配合洒水，保证洒水量满足要求。

3.2.4 压实质量控制

填筑压实采用18 t自行式振动碾进退错距法碾压，坝料碾压行进方向平行于坝轴线，速度控制在2 km/h左右；靠近岸坡、施工道路边坡处除增加顺向碾压外，碾压不到的边角部位采用液压振动夯夯实。根据碾压试验成果，碾压遍数为8遍，压实过程中设专人监控，严格控制碾压遍数及错距，并振动碾的激振力和行走速度是否达到规定要求，以防止漏振或欠碾。

3.3 坝体分区填筑质量控制

（1）垫层区填筑质量控制。

垫层料和过渡料的填筑须与临近的主堆石区同步进行，且填筑时垫层料、特别垫层料与过渡料之间的填筑高差不允许超过40 cm。垫层料采用天然砂与级配碎石料在掺配场掺混而成，最大粒径不大于80 mm。施工中，严格控制垫层料的铺料宽度、铺料厚度、加水量、碾压机具和碾压遍数等参数，专职质检员跟班记录，发现问题及时处理；并按规范规定进行填筑质量检测工作。

（2）过渡层区填筑质量控制。

过渡料填筑前，必须把与主堆石区交接界面上所有大于300 mm的已分离的块石清除干净。用推土机摊铺，人工辅助平整。过渡料填筑时与同层垫层料和相邻主堆石料一并进行碾压，施工中，严格控制过渡料的铺料宽度、铺料厚度、加水量、碾压机具和碾压遍数等参数。

（3）主、次堆石区填筑质量控制。

主、次堆石区填筑施工前，须进行测量放样划分填筑界限，在左、右岸岸坡标明高程及桩号，在填筑区域设置铺料层厚标志。

分段分区进行填筑时，各碾压段之间的搭接不小于1.0 m；要求铺筑碾压层次分明，做到平起平升，以防碾压时漏振欠碾。对于分段分区结合部位填筑层坡面的松动不密实部分挖到后填筑区域，待后填筑层碾压时一并进行搭接处理，骑缝碾压密实，以保证先填层与后填层结合良好。

主堆石区与岸坡结合部位要求采用粒径较小且级配良好的过渡料填筑，宽度不小于（1～2）m。对振动碾控制不到的边角部位，采用液压振动夯夯实。

4 混凝土面板、趾板施工质量控制

面板、趾板是面板堆石坝坝体防渗的主要防线，其混凝土施工质量的好坏优劣，与坝体的挡水性能及使用寿命有着决定性的关系。因此，面板、趾板的施工是洮水混凝土面板堆石坝施工质量控制的关键点。

4.1 混凝土配合比设计试验质量控制

（1）面板混凝土要求采用42.5普通硅酸盐水泥，最少水泥用量应满足水工混凝土结构设计规范要求。

（2）严格限制水灰比，本工程水灰比要求不超过0.45。

（3）掺加不低于Ⅱ级的优质粉煤灰替代部分水泥，以提高混凝土的耐久性和抗裂性。

（4）掺高效减水剂和引气剂，可提高混凝土的抗冻、抗渗和抗裂性。外加剂和掺合料种类及掺量通过试验确定。

4.2 原材料质量控制措施

要求用于面板混凝土的细骨料吸水率不应大于3%，含泥量不应大于2%，细度模数宜在（2.4～2.8）范围内。粗骨料的吸水率不应大于2%，含泥量不应大于1%。在计量控制上，则要求对混凝土系统全部试验仪器和计量设备按计量部门的规定定期校验，以确保计量精度满足规范要求。

4.3 混凝土拌制质量控制措施

在拌制混凝土过程中，必须控制好坍落度、出机口温度、拌合时间等各项指标。每班中抽取一组进行抗压试块，适当的留取抗渗、抗冻试块。为了使混凝土有着较好的均匀性，拌合时间不能超出（2~3）min。对砂石料中的含水量进行严格的测量，确保拌合用水量的适当。每4 h进行一次坍落度测量。

4.4 混凝土浇筑的质量控制

趾板、面板在混凝土过程中，为确保质量。要求做到：

（1）合理安排面板混凝土浇筑时机；

（2）要求施工准备充分，包括现场验仓、止水系统检查、设备配置、人员分工、混凝土生产、运输、质量检测、工艺流程、技术保障等内容；

（3）建立一套完善的验仓制度以及值班制度；

（4）严格垫层坡面修整工序施工质量；

（5）严格混凝土浇筑工艺。

4.5 混凝土养护的质量控制

本工程面板混凝土第一次收面后即采用随滑模前行的塑料薄膜覆盖保湿，二次收面后覆盖双布一膜土工布保湿保温；待混凝土面可承受人工踩踏后，改用麻袋或草袋进行覆盖混凝土表面，并及时采用水管进行洒水养护；待一块面板浇筑完成后，采用布置在面板顶部沿坝轴线向设一水平养护专用水管进行长流水养护，保证表面连续保温保湿，养护时间28 d以上。

5 工程质量检测与效果分析

5.1 混凝土质量检验

在混凝土浇筑施工过程中，认真执行规范和设计中的指标，严格各项检验制度，严把质量关。将部分原材料及混凝土试验检测成果汇于表1～表4。

表1 砂质量检测成果表

表2 粗骨料质量检测成果表

表3 水泥检测结果表

表4 混凝土试块强度检测成果表

从上述检查检测结果显示，大坝各类混凝土质量均满足设计要求。

5.2 大坝填筑质量检验检测

在坝体填筑过程中，根据工程具体情况，压实质量检测方法采用常规的挖坑检测试验，大坝坝体各区压实质量检测成果见表5。

表5 坝体填筑压实质量抽检成果统计表

大坝填筑质量检验检测结果表明，洮水面板坝坝体填筑质量满足设计要求。

6 结 语

根据洮水水库面板坝具体的建设特点，结合国内面板坝施工经验和教训，监理单位通过制定有针对性的质量控制制度和措施，并与各参建单位一起对大坝施工质量进行了严格控制与管理，使大坝施工全过程均在受控状态下进行，从而达到了大坝单位工程质量良好的结果。

该工程自2011年9月下闸蓄水运行以来，大坝下游设置的量水堰观测结果显示，没有发生过渗流异常的现象，进而说明大坝设计、施工质量优良。该工程面板坝施工质量控制措施做法对类似工程具有一定的参考意义。