关于抽水蓄能电站上水库坝体填筑施工主要工序探讨

杨杰

摘要：抽水蓄能电站上水库工程施工项目现场管理是为实现项目要求的质量、规定的工期、所批准的费用预算而进行的全过程、全方位的规划、组织、控制和协调管理，其内容是研究如何高效益地实现项目目标，以项目经理负责制为基础，对项目按照其内在逻辑规划进行有效地计划、组织、协调和控制。

关键词：工程概况;主要施工工序;施工方案要点分析;分区分块施工管理

引言

参加工作以来，我先后参加了深圳抽水蓄能电站，阳江抽水蓄能电站等电站的建设，从项目的技术招投标至项目建设，全过程负责现场的施工管理工作。本文以某项目工程实例，介绍了施工现场的施工技术及施工工序控制要点，积累了一些工程施工经验与各位工程技术人员共享。

某抽水蓄能电站是日调节纯抽水蓄能电站，安装4台375MW立轴单级混流可逆式水轮发电机组，总装机容量为1500MW，年平均发电量为25.125亿kW·h，年平均抽水电量32.63亿kW·h。枢纽工程主要由上水库、输水系统、地下厂房、地面开关站及下水库等建筑物组成。上水库工程主要建筑物包括一座主坝、一座副坝、库盆清理及库盆防滲、上库进/出水口及闸门井等建筑。

上水库主坝坝址位于上水库库盆西北侧主冲沟口处，坝型为混凝土面板堆石坝。副坝位于西库岸垭口，坝型也采用混凝土面板堆石坝。主、副坝坝体填筑量为229.97万 m3。

坝体填筑施工主要工序为：测量放样→坝料运输→卸料→铺料→洒水→碾压→质量检查→不合格区域处理，而关键线路是铺料、洒水碾压和验收检查。以下就现场施工工序的几个主要工序进行分析研究：

1.卸料

主堆石料和下游堆石料采用“进占法”卸料，即自卸汽车行走平台及卸料平台是该填筑层已经初步推平但尚未碾压的填筑面，有利于工作面的推平整理，提高碾压质量;同时，细颗粒与大颗粒石料间的嵌填作用，有利于提高干密度，确保填筑质量。下图为进占法卸料方法图：

过渡料、垫层料、反滤料及全强风化料采用“后退法”或 “混合法”卸料，即在已压实的层面上后退或混合卸料形成密集料堆，再用推土机平料。这种卸料方式可减少填筑料的分离，对防渗、减少渗流量有利。下图为后退法卸料方法图：

2.铺料

（1）铺料厚度和方法

1）根据设计施工图纸的要求，结合以往施工经验，每层铺料厚度比压实厚度多填2～6cm，经碾压后达到技术要求层厚。

2）铺层厚度及层厚控制

铺料层厚层的控制误差不超过10%的设计层厚，铺料前，根据各料区厚度，在回填区周边测量高程，标注填筑区等高线，铺料时，前进方向用高度标志控制推土机平料厚度。推土机在平料时，推刀从料堆一侧最底处逐步向另一侧前方推料，并保持平整，每卸一车料后及时摊铺，坝料与两岸山坡接合面，推土机沿山坡线平整。

对于特殊垫层料区紧贴趾板混凝土边，推土机摊铺不到的部位，采用人工摊铺。

（2）超径石处理

1）对于过渡料在推土机平料过程中，出现个别超径石（大于30cm）时，由反铲将超径石清理到主堆石料区填筑面上，用作主堆石区填料。

2）根据本工程设计要求，主堆石和下游堆石石料粒径大于800mm即为超径石，超径石应在料场内解小，有夹杂少量的超径石也可在坝面用液压破碎锤冲击解小。若超径石过多，应装车运至坝外，解小后方可上坝。

3.坝料加水

采用以坝外加水和坝面洒水相结合的方式。

（1）坝外加水：随着坝体上升，分别在主、副坝填筑临时道路进行坝体路口设置加水龙门架，坝料上坝前，通过加水站加水，然后再运输到填筑工作面上，加水量以汽车在爬坡时，车尾不流水为准。加水站由专人负责控制。

（2）坝面洒水：主要利用供水主管连接移动式高压喷射枪进行洒水，洒水喷射枪由人工控制。补水量由水表计量控制。也可在在坝体局部部位采用大吨位的洒水车，在供水点处接水，运至工作面洒水。

（3）加水量控制：按照已经批准的碾压试验确定的加水量，在加水站加一部分水量，在坝面上补充剩余的水量。初步确定主次堆石料在加水站加水5～7%;在填筑作业面补充加水13～15%;过渡料在加水站及填筑作业各加水5%左右;对垫层料先作含水量检测，当含水量大于最佳含水量时，在料场脱水;当含水量小于最佳含水量时，拟在坝面铺料区进行洒水，使垫层料碾压时符合最佳含水量。

4.坝料碾压

（1）碾压设备配置：

1）堆石料：主要采用27t自行式振动碾碾压;垫层料、过渡料、反滤料采用20～21t自行式振动碾碾压;

2）特殊垫层料靠近趾板周边缝1m范围，为保护趾板混凝土，采用液压平板夯击实碾压，同时大坝周边与岸坡相接处无法采用大型振动碾碾压的部位，采用液压平板夯进行压实处理。

3）斜坡碾压：采用10t索引式斜坡碾压机，垫层料上游1：1.405的斜坡，为保证振动碾行走安全，滚筒上游侧边距垫层料上游边线30cm的安全距离碾压不到，在水平碾压完成后，用振动夯板补压。

4）全、强风化料区碾压：采用14t自行式凸块压路机进行碾压。

（2）主要碾压方法：

1）振动碾行走方向：与坝轴线平行，靠岸边处可顺岸行驶;前进和后退均为强振碾压。

2）振动碾行走速度：1.5～2km/h。

3）碾压方法：

①堆石、过渡料、反滤料或小区料碾压：主要采用错距法，即在同一条条带来回振动碾压达到规定遍数后再错距，相邻条带宽度不小于20cm。每个单元从上游或下游的一侧到下游或上游另一侧一次碾压完成。

在堆石料与岸坡结合处，沿坝轴线碾压后，再沿岸坡碾压相同遍数，因地形条件限制振动压实不到的死角，采用液压振动夯夯实至规定遍数，夯板错距搭接不小于15cm。

特殊垫层料靠近趾板周边缝1m范围，采用液压平板错距搭接夯击实碾压直规定的遍数，夯板错距搭接不小于15cm。

②全、强风化料碾压：用前进、后退错距法依次碾压直到规定遍数，两相邻带重叠搭接，为计数和行驶操作方便，错轮搭接重叠不小于50cm。

③斜坡碾压：垫层料的斜坡碾压机械采用10T斜坡振动碾，斜坡振动碾由挖掘机牵引和移位。斜坡碾压时上振下不振，上、下坡各一次算一遍，振动碾在同一条带连续完成指定遍数的碾压作业后，再移动到另一条带进行碾压作业，相邻两条带碾迹重叠10～15cm。

4）跨区碾压：坝体采用平起上升，对不同坝料分区接缝的部位采用骑缝碾压，骑缝碾压最小宽度不小于50cm。

5）碾压参数：各区填筑料的碾压参数由碾压试验确定。

以上施工过程中，当填筑作业面面积较大时，可将填筑区域划分成若干个区块，各区块间按工序组织流水作业，以提高坝面上各类施工机械的使用效率，提高上坝强度。

在每个区块的大小设计时，要根据项目现场的施工设备的类型、型号和数量而定。区块太小，会给车辆卸料、洒水及碾压造成困难;区块太大，单元数则减少，会给单元的循环造成困难。根据类似工程经验，每个分区分块面积控制在3000～5000m2为宜。

区块流水作业的原则是：第一区块在铺料平料，第二个区块洒水碾压，第三个区块在进行质量检查验收，照此循环往复。这三个环节须衔接有序，若有一个环节衔接不上，就会影响上坝产量。

坝顶和坝底狭长断面，垂直于坝轴线方向宽度小于40m时，填筑流水作业方向平行于坝轴线;其余大断面填筑流水作业方向垂直于坝轴线。