西藏结巴水库工程大坝干砌石护坡施工技术

何 桓，罗小和，杨金华

(1.中国水电基础局有限公司西藏分公司，拉萨，850000；2.西藏自治区重点水利建设项目管理中心，拉萨，850000)

1 前言

在水利水电工程施工中，土石坝、堆石坝坝面护坡通常会设计采用砌筑干砌石，坝面干砌石施工工序简单，并且节约成本[1]。坡度较大时，挖机等设备无法在坡面行走，通常要求干砌石施工稍落后坝体填筑同步进行施工，利用大坝填筑面平台进行作业面的修坡、整坡及供料并夯实等；坡度较小时，可利用挖机等设备在坡面行走进行修坡、整坡、夯实及供料等作业。当大坝坡面坡度很大时，大坝干砌石由于某些制约原因导致无法与大坝同步进行施工，并落后大坝填筑进度很多，与大坝填筑作业面高差很大，此时大坝干砌石施工面临着极大的困难：施工至一定高程后，无法使用大型机械进行修坡、整坡，原材料难以运送至作业面，对施工进度及质量非常不利。以往对干砌石质量保证的研究已经相当成熟，但是对于施工方式的研究，特别是陡边坡及与坝体未同步填筑的施工方式的研究几乎没有。因此，以西藏结巴水库工程大坝上游坝面干砌石施工为依托，对于这些施工难题，采用了一种创新的施工方法，有效解决了施工面临的难题，并确保了施工质量、进度和安全，为今后类似施工提供经验借鉴。

2 工程概况

结巴水库位于西藏中南部地区，海拔4100m，大坝为沥青混凝土心墙堆石坝，坝顶高程为4179.35m，最大坝高67.6m，坝顶长335.00m。上游坝坡坡度为1∶1.7，坡面设计采用干砌石护坡，干砌块石层厚0.5m，其底部为碎石垫层，厚度为0.3m，在4149.35m设一个马道，宽2.0m。

3 施工面临的难题

目前，国内大坝干砌石常见的施工方法是：干砌石施工稍微落后大坝填筑施工，在挖机臂长范围内利用大坝填筑坝面进行坡面修整，运送垫层料及砌石料至工作面以及坡面夯实。但是常规的施工方法对于干砌石护坡的施工进度存在较大的制约，并且这种施工方式并不能满足坝体的沉降，大坝施工期的沉降是比较明显的，这就很有可能导致砌筑的干砌石由于坝体的沉降而产生拉裂，错位等现象，一方面坝体填筑的时候很容易产生滚石，这些滚石对已完成的干砌石将会造成结构及材质的破坏，修复起来相当困难，而且修复后很难达到稳、紧、平的效果；另一方面，堆石坝的坝面填筑前期料场施工面一般较小，而坝体下部分的填筑量又相当大，所以前期施工在竖直方向进度相当缓慢，干砌石施工经常出现停等的情况，这对于施工质量和成本节约相当的不利。所以在条件允许情况下如果给予坝体足够的沉降时间，给予坝体填筑一定的优先填筑条件，在坝体填筑达到一定高度后再进行干砌石护坡的施工，对于实际的施工进度和施工资源节约是很有好处的。结合该工程的施工经验，希望得出一种保证安全和质量的前提下最大限度地节约成本，提高施工进度的施工方法。该工程由于前期限制条件太多，大坝填筑至接近40m高时才开始上游坝面干砌石护坡施工，施工存在如下难题：

(1)挖掘机、平板夯等机械设备无法在坡面站立和行走，无法进行作业。开始采取从底部修坡并供料的方式进行施工，底部施工一段高程后，挖机无法向坡面继续送垫层料及砌石料，垫层料及砌石料无法通过挖机等机械运送至作业面，而采用人工搬运这种最原始的施工方式实施起来非常困难，将耗费大量的人力和时间，不符合时代发展的规律，不能最大限度地解放生产力和提高施工效益。

(2)工程地处高寒高海拔地区，天气恶劣、缺氧，施工人员身体机能下降，工作效率相当低，然而干砌石护坡的砌筑属于人工手工作业，砌筑质量和进度与砌筑工人的技术差异相关，有较大的不稳定性[2]。聘用本地施工人员，体力和适应性相对好很多，但存在语言沟通困难，技术不娴熟，管理存在一定难度；聘用非本地施工人员，高原环境对其产生较大影响，身体机能下降明显，施工效率不高。因此，在如何做好人员选择、配置和调整施工方法上需要思考的因素太多，对于确保施工人员发挥最大的施工效率的工作方式及管理制度的制定显得非常的困难。

(3)由于大坝填筑与干砌石砌筑存在较大高差，且交叉作业，存在很大的安全隐患，大坝填筑时石块滚落会伤及下部干砌石施工作业人员。因此，施工安全保障成为一大难题。

目前，对于该水库所面临的干砌石护坡施工难题，国内外均鲜有人员对其进行研究，大家关注的基本都是如何保证施工质量，然而很少有人将施工方式、人员配置等因素考虑进去。基本上没有可参考的施工案例及施工技术经验。结巴水库项目结合本工程实际，对施工方法进行改进创新，力求从现有条件出发，以最小的代价，最优的资源配置达到预期的进度、质量和安全目标。

4 施工技术创新

4.1 施工技术方案比选

针对目前干砌石护坡施工存在的难题：机械在坡面无法作业，碎石垫层料及砌石料无法通过设备运送至作业面。初选了几种方案，均可以进行施工，主要为以下几种：

记者毕竟是记者，遇到冷场和尴尬的情况，知道如何巧妙化解。周围的人听见记者换了一种说法对牛黄丸说，看得出来这位英雄是一个很低调的人，你见义勇为的行为，值得全市人民好好学习！还请英雄简单谈谈今后如果再遇到类似事情发生，你还会挺身而出吗？

方案1：创造挖机、装载机能在坡面施工的条件，通过挖机、装载机等将垫层料及砌石料运送至作业面，并能对作业坡面进行修坡和夯实。

方案2：创造垫层料及砌石料从外部输送至作业面的条件，采用坝面安置溜槽、安置推车轨道、长臂挖机等进行垫层料及砌石料等必须的原材料输送至作业面的方式，采用桶、铁锹、锄头等方式进行碎石垫层的铺筑，用手持打夯机对坡面进行夯实。

方案3：以最原始的方式，采用大量的人工将垫层料及砌石料从坡面外部向作业面搬运，采用桶、铁锹、锄头等方式进行碎石垫层的铺筑，用手持打夯机对坡面进行夯实。

方案2中，坡面安置溜槽，对于300多米坝轴线，需安置大量的溜槽或频繁移动溜槽，溜槽在输送垫层料时可行，但输送砌石料时，砌石料短边≥25cm，长边≥35cm，很容易出现卡住的情况，大粒径砌石料通过溜槽输送时，对溜槽尺寸、质量要求很高，同时，作业面处需设置有效的挡坎，防止石块砸坏已砌筑好的护坡面。然而加入挡板或缓冲材料之后石材的取用相当麻烦，且溜槽输送石块存在很大安全隐患；安置轨道，随着作业面上升，轨道需频繁拆卸和安装，频繁移动，造价成本很高；长臂挖机输送效率低，成本高，而且相当容易损坏。

方案3中，人工运输垫层料及砌石料功效极低，并没有解放生产力，对于长久的发展相当不利，不满足施工进度要求。

以上分析，采取方案1较为合理，创造挖机、装载机能在坡面施工作业的条件，通过挖机、装载机等将垫层料及砌石料运送至作业面，并能对作业坡面进行机械修坡和夯实。

4.2 施工方法

在前一层马道回填时，按照80cm一层逐层填筑，用振动碾和平板夯按照大坝填筑标准压实，与坝体搭接宽度符合大坝填筑搭接设计要求，并于上级马道进行坡面修整后采用平板夯夯实。

由于高程4160m至4174m段大坝铺设了5层抗震土工格栅，采用临时马道施工方法将严重破坏抗震土工格栅完整性，此段施工无法采用临时马道施工方法，针对该段施工，采取了上下分区交替施工的方法进行，方法如下：

图1 上游干砌石抗震土工格栅段施工示意

(1)高程4160m处，从左岸至右岸修筑一条临时马道，临时马道标准为确保能使运料重车把石料运送至临时马道。

(2)为确保单个作业面能在挖机操作范围内，以宽15m，高7m划分为一个作业面，挖掘机1进行作业面1修坡，修坡完成后进行作业面1碎石垫层铺设和砌石施工，利用挖机1对作业面1进行供料。

(3)作业面1砌至可以从上往下供料后，挖机1进行作业面3修坡，同时挖机2对作业面2进行修坡。

(4)作业面2和作业面3修坡完成后，作业面2和作业面3同时进行垫层铺设和砌石作业。

(5)以此类推，挖机1以15m一段不断向右岸修坡创造工作面，上部工作面和下部工作面交替进行施工。

此施工方法有效解决了抗震土工格栅段干砌石护坡施工难题。

4.3 人员选择、配置优化

该工程地处高寒高海拔地区，天气恶劣、缺氧，施工人员身体机能下降，工作效率相当低，然而干砌石护坡的施工方式决定了这是一项更偏向于体力劳动的工作方式，这对施工人员的身体素质是一项重大考验。经过综合考虑，本工程选择当地施工人员进行施工，当地施工人员更能适应高海拔的环境，施工效率更高，但是，由于语言不同，沟通、管理存在一定困难。

因此，结巴水库工程在干砌石施工中，采取了分组带班制进行管理，即现场选取几名会说、会听普通话的本地人为带班组长，让其分别带领一组人员进行施工，再选一名现场总负责，技术人员直接与总负责沟通，总负责与带班组长直接沟通，以此解决了语言不通造成的沟通困难问题。同时，通过多次组织施工人员进行技术交底，以图片等通俗易懂的方式确保施工人员能掌握施工技术要点。除此之外，确定了明确的施工进度计划，根据进度计划和施工功效配备足量的施工人员，确保工期计划满足要求。

4.4 安全保障措施

结合本工程干砌石施工特点分析，安全形势较严峻，主要存在的安全隐患如下：

(1)与大坝填筑存在上下交叉作业，干砌石作业面与大坝填筑作业面高差大，大坝填筑时存在石块从坡面滚落砸伤下部干砌石作业人员的隐患；

(2)临时马道修筑时与砌石作业存在交叉，临时马道修筑时可能产生滚石砸伤作业人员，临时马道回填碾压时，振动可能引起临时马道上部坡面垮塌砸坏机械设备。

针对以上安全隐患，为保障施工安全，采取了如下安全措施：

(1)大坝填筑面靠近上游坡面处设立拦渣坎，坝面推土机推料时靠内侧推料，靠近上游边缘处利用挖机进行补充和修复，防止石块滚落，大坝上游填筑时，坝面和下部干砌石施工均指派专人进行指挥，利用对讲机保持联系；

(2)临时马道修筑时间安排在砌石施工下班后进行，临时马道碾压时派专人进行坡面观察，随时关注坡面稳定情况，并与设备操作人员保持联系。

5 施工成果

截止2018年6月，西藏结巴水库工程大坝上游干砌石护坡施工3个月时间，已完成干砌石施工面积13000余平方米，确保了工程施工进度，截止目前，安全控制良好，未发生一起安全事故。

6 结语

西藏结巴水库大坝上游坝面干砌石护坡施工，在面对干砌石护坡坡度大、未与大坝同步进行施工导致的难题时，积极分析问题，寻找对策。结合工程实际，采取了临时马道法、上下分区交替施工的创新施工方法，有效解决了干砌石施工难题，提高了施工进度，从而确保了施工质量。同时，面对高原地区人员身体机能下降较大，工作效率低，本地施工人员沟通困难等问题，通过采用当地施工人员和采取分组带班制进行人员选择和人员配置，有效确保了施工进度和施工质量；通过采取修筑拦渣坎、上下专人指挥等方式确保施工作业安全，取得了一定的施工成果，以期能够为今后类似施工提供经验借鉴。