面板堆石壩210MPa硬巖石填筑施工經驗

靳永強，李宜田，呂 斌

（中國水電十五局 苗家壩水電站工程技術部，甘肅 文縣 746412）

面板堆石壩210MPa硬巖石填筑施工經驗

靳永強，李宜田，呂 斌

（中國水電十五局 苗家壩水電站工程技術部，甘肅 文縣 746412）

如何確保采用干抗壓強度為210MPa的硬巖石填筑碾壓施工質量是工程施工中的一個疑難課題。文中對苗家壩水電站標段大壩填筑所用的主堆石、過渡料、墊層料、特殊墊層料，進行了與施工過程相同的填筑和碾壓試驗，在試驗過程中對210MPa面板堆石壩的硬巖石填筑碾壓施工操作及施工參數標準，進行了客觀評價，并對超硬巖石填筑施工提出了建議。

面板堆石壩；210MPa硬巖石；填筑施工

1 工程簡介

苗家壩水電站位于白龍江下游甘肅省文縣境內，距下游已建成的碧口水電站31.5km。甘川公路（212國道）沿白龍江上行經碧口至關頭壩，關頭壩至苗家壩壩址18.0km，新修建有對外專用公路。電站尾水與碧口水電站水庫回水銜接。

混凝土面板堆石壩壩頂長度為348.20m，壩頂寬度為10.0m，最大壩高111m；上游邊坡1∶1.4，下游邊坡1∶1.35和1∶1.4，壩后設有“之”字型上壩公路，寬度9.0m；壩頂設有高度為5.2m的“L”墻與面板相接，壩頂高程805.0m。

大壩壩體根據填筑料不同，其結構型式從上游到下游依次為：面板上游面下部上游鋪蓋及蓋重區、混凝土防滲墻、混凝土連接板、混凝土趾板、混凝土面板、墊層區、過渡層區、主堆石區及下游次堆石區。

壩體填筑塊石料主要采用斜坡里—圈灣料場人工開采料。斜坡里—圈灣料場位于壩址下游右岸，距壩址0.5～4km，主要為厚層塊狀變質凝灰巖，間夾少量砂質、泥質板巖，一般不存在強風化帶，風化帶厚度20～30m，巖體中層間斷層和擠壓帶等發育。變質凝灰巖的物理力學試驗指標，比重值2.72～2.74，干密度2.70～2.72g/cm3，飽和密度2.71～2.73g/cm3，吸水率0.14%～0.12%， 飽和吸水率0.16%～0.13%， 孔隙率0.51%～0.8%，干抗壓強度212～209MPa，飽和抗壓強度129～155MPa，而一公司已完建的同類型大壩，如積石峽、公伯峽水電站大壩填筑所用的塊石料抗壓強度為70MPa，本標段大壩填筑所用塊石料的抗壓強度在施工歷史上屬首次。從試驗成果來看，本標段變質凝灰巖的抗壓強度高于規范規定的技術要求，不易破碎，壓碎指標偏低外，因而對施工碾壓機具和填筑質量都是一個前所未有的考驗。

2 210MPa硬巖石填筑碾壓施工及參數

如何確保采用干抗壓強度為210MPa的硬巖石填筑碾壓施工質量是工程施工中的一個疑難課題。對本標段大壩填筑所用的主堆石、過渡料、墊層料、特殊墊層料，已進行了與施工過程相同的填筑和碾壓試驗，在試驗過程中，提出了施工建議參數。

2.1 主堆石

鋪料厚度85cm，最好不低于85cm，采用進占法鋪料，以YZT25Y振動碾碾壓10遍為宜，施工過程中可以不灑水。

2.2 過渡料

鋪料厚度45cm，最好不低于45cm，采用進占法或后退法鋪料均可，以YZ20C振動碾碾壓8遍為宜，進退均要振動，施工過程中如遇到連續晴天，氣候干燥，可以適當灑水，不灑水的情況下碾壓8遍即可滿足規范要求。

2.3 墊層料

鋪料厚度45～50cm，液壓反鏟攤鋪，人工輔助整平，以YZ20C振動碾碾壓8遍為宜，施工過程中可以適當灑水，有利于碾壓密實，雨天可不灑水。

在后續的大壩填筑過程中發現，因巖石硬度太大，導致YZT25Y拖式碾在碾壓過程中損耗太大，主堆石碾壓出現回彈現象，造成干密度取樣合格率較低，影響大壩填筑施工進度，對此項目部增添了1臺新的中大牌32T自行式振動碾，以加強對硬巖石的碾壓效果。質檢站在壩軸線下游進行了32T自行碾對主堆石的碾壓試驗。鋪料厚度85cm，以32T自行振動碾碾壓8遍為宜，施工過程中可以不灑水。 碾子行駛速度1檔，1.5～2.5km，碾壓中保持強震，工作質量32T，振動頻率28/33Hz。

壩基碾壓處理完成并通過聯合驗收后，大壩填筑于2009年9月11日在壩軸線下游左岸正式開始施工。

大壩填筑用料來源于斜坡料場爆破開采的石料，液壓反鏟裝料，20自卸汽車上壩，山推220/320/410推土機平料，進占法鋪料，采用帶刻度花桿做為鋪料厚度標識，間距30m×20m布置；大壩填筑至今使用YZ26C/YZ20C自行碾碾壓主堆石10遍，YZ32C自行碾碾壓主堆石8遍，YZT25Y拖式碾碾壓主堆石10遍，配置監碾人員4人，碾壓遍數計數牌4套，嚴控鋪料厚度，及時剔除超徑石和不合格壩料，并安排設備隨時進行摻配處理，確保填筑質量。

在主堆石填筑過程中，因巖石太硬，大塊石較多，導致鋪料和碾壓設備磨損較為嚴重，部分區域碾壓效果不佳，也增加了設備維修的費用。2009年5月購買了1臺YZ26C自行碾（價值85萬元人民幣），2010年1月1日購買了1臺YZ20CT自行碾 （價值72萬元人民幣），租賃協作隊伍1臺32T自行碾以提高硬巖石碾壓效果和干密度取樣合格率，減少設備損耗和維修頻率，提高碾壓工序的進度，從而加快填筑施工的速度。

3 施工效果評價

從大壩填筑初期使用的YZ20Y和YZT25Y拖式碾到目前使用的26T和32T自行式振動碾來看，26T和32T自行式振動碾的耗油量雖然大，但是其碾壓效率高，有利于提高填筑產量，加快施工進度，而且維修頻率小，對于硬巖石的碾壓效果好。

對于210MPa硬巖石填筑碾壓而言，性能良好的大型碾壓機具和鋪料設備是實現大壩填筑優質高效的必要條件，其次是現場技術管理人員要統籌安排，交底明確，監控到位，合理、有效的配置和利用優秀的設備資源，才能將設備的性能發揮到最佳狀態，進而不斷提高大壩填筑碾壓的質量。

4 超硬巖石填筑施工建議

截止目前，苗家壩水電站工程面板堆石壩大壩填筑已完成300萬m3，無論是施工質量還是進度方面都取得了顯著成效。對于超硬巖石填筑施工總結了幾點建議：

4.1 嚴格按規范要求做好各種壩料碾壓試驗

試驗材料一定要質地新鮮、堅硬，無任何裂紋。做好鋪料、碾壓、放點、取樣等每一步工序，做到準確無誤，詳細記錄試驗經過，數據整理分析應科學嚴謹，提供施工建議參數應滿足規范要求。

4.2 施工前的技術交底

無論是對于技術管理人員、機械操作手還是協作隊伍都必須做到交底詳細明確，從壩面分區、卸料、平料到碾壓每一道工序都必須嚴格按照規范和技術標準要求施工，做好質量和安全交底。

4.3 料源供應地持續性和穩定性

對于苗家壩水電站斜坡里料場——圈灣溝這樣復雜的地形環境，必須統籌安排，計劃周密，合理布置施工道路，爆破試驗不斷優化爆破參數，做好現場鉆孔裝藥這一過程控制，減少大孤石，保證提供級配良好的上壩料。

4.4 選擇好施工設備是超硬巖石大壩填筑的關鍵

苗家壩水電站大壩填筑所使用的碾壓設備有YZT25Y、

YZT20Y、YZ20C、YZ26C和YZ32C，都是在施工過程中經過多次試驗對比分析所選用的碾壓設備，其施工效率高，碾壓效果好，發生故障率低，在大壩填筑高峰期間發揮了事半功倍的作用，有利地促進了大壩填筑的強度和進度，確保了填筑的質量，滿足規范要求。

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TV52

A

1672-9900（2011）01-0080-02

2010－12－23

靳永強（1984－），男（漢族），陜西鎮安人，助理工程師，從事水利水電建筑工程工作，（Tel）0773－2607377。