桑河二級水電站土壩施工質量控制重難點分析與對策

摘 要：桑河二級水電站工程具有左右岸土壩壩軸線長，施工作業人員普遍技能水平較低，土壩填筑碾壓過程施工強度高、難度大等特點，施工質量難以保證。本文從“人、機、料、法、環”等因素分析，找出了土壩填筑質量控制的重點與難點，在施工過程中采取了行之有效的應對措施，較好地實現了工程質量控制目標。

關鍵詞：土壩填筑；含水率；雨季施工；質量控制

1 概況

桑河二級水電站位于柬埔寨王國上丁省（Stung Treng）西山區境內的桑河（Se San）干流上，水庫正常蓄水位75.00m，相應庫容為17.925億m3，是一等大（1）型水電工程。工程開發任務以發電為主，電站裝機容量400MW，為柬埔寨王國目前在建最大水電站。電站樞紐主要由左右岸土壩、河床擋水重力壩、溢流壩、河床式發電廠房和混凝土側墻等建筑物組成，其中兩岸土壩總長6036m，最大壩高35m，整體填筑方量約460萬m3，左右岸土壩為均質土壩，采用當地材料進行填筑。

2 施工質量控制重難點分析

2.1 壩軸線長、施工作業面分散

桑河二級水電站土壩工程由左岸土壩、導流明渠段土壩、右岸主壩及右岸副壩組成，其中左岸土壩壩頂總長3375m，導流明渠段土壩長386m，右岸主壩主壩長1467.0m、副壩長9900m。加上混凝土壩段，整個桑河二級水電站壩軸線總長約為6800m，為亞洲目前在建水電站工程“第一長壩”。同時根據施工組織設計，土壩填筑按5個施工分區同時進行填筑。整個土壩工程施工存在施工戰線長、作業面分散的特點，對現場施工質量管控帶來較大的難度。

2.2 料源分布廣、土料均勻性差

左岸壩體填筑的均質土料料源除少部分來自于導流明渠開挖土料，主要來自壩前300米以外的靠江側條帶區域坡積土開采料，全強風化填筑料源選擇左岸土料場開采有用料。右岸壩體填筑的全風化料料源選擇壩前300米以外的靠江側條帶區域坡積土開采料，及右岸棄渣場下游開采有用料。導流明渠段土料場所需用料開采自大壩0+800～1+500上游300m外EL58.5m高程以上部位。所有料源開采面積總計在200萬m2左右，分散在電站左右岸岸坡及大壩上游側部位，料源分布范圍廣，且土料的天然含水率、干密度等存在較大的差異性。

2.3 作業人員勞動技能普遍偏低

因工程所在地處于柬埔寨欠發達的西北部內陸地區，從事土料開采、運輸、碾壓等土壩填筑各個環節的作業人員均來自當地，普遍存在勞動技能水平不高、質量安全意識薄弱等問題。作業人員勞動技能普遍偏低，給土壩施工質量保證帶來了一定的難度。

2.4 軟硬壩結合

電站樞紐主要由左右岸土壩、河床擋水重力壩、溢流壩、河床式發電廠房和混凝土側墻等建筑物組成，均質土壩與混凝土建筑物結合部位均為最大壩高位置，工作水頭相對較高，該部位的土壩填筑質量是整個大壩工程施工質量控制的重點。

2.5 雨季持續時間長，旱季蒸發量大

桑河二級水電站項目所在地為典型的亞熱帶季風氣候，一年分為明顯的干濕兩季。通常5到10月為雨季，降雨強度大、持續時間長；11月到次年4月為旱季，高溫少雨、蒸發量大。針對當地氣候特點、如何科學合理安排施工計劃、采取有效措施來減少各種天氣情況下對料場開采、填筑碾壓作業、土料含水率波動等各方面的負面影響，是土壩施工質量控制的重點與難點。

3 主要對策

3.1 科學制定碾壓工藝方案

土壩填筑施工啟動前，根據各分區填筑壓實指標及料源種類、碾壓設備型號參數等不同，制定了較為嚴謹碾壓試驗大綱，左右岸土壩工程施工啟動前共計完成碾壓工藝試驗35場，覆蓋了全部的施工分區及料源類型，以及常用的施工參數，最終根據施工質量保證及經濟技術指標，確定用于各部位各分區的填筑碾壓工藝參數。

3.2 嚴格料源質量把關

鑒于本工程料場分布范圍較廣，土料存在一定的不均勻性，需重點加強料源質量的把關。

（1）實行料場驗收制度。在料場覆蓋層大規模剝離前，按照一定的比率在料場各個部位選取探坑進行土料取樣，對土的顆粒級配、天然含水率、最優含水率、最大干密度等指標進行檢測，各主要指標滿足設計要求后料場方可進行開采。

（2）加強上壩土料檢測。填筑料必須經檢驗合格并由監理工程師確認后才能裝運，挖裝時實行分選挖裝，不合格的料不準上壩。現場滲透試驗如發現滲透系數大于設計要求值時，對該部位進行補碾處理或挖除不合格料源。土料施工填筑含水率按最優含水率偏干2%～最優含水率偏濕3%標準控制。

3.3 加強松鋪層厚控制

作為碾壓施工中的一個重要參數，松鋪厚度對碾壓壓實效果有著直接的影響。為減少施工中的人為因素，確保按照既定的厚度進行土料的攤鋪，施工過程中主要采取了增加厚度標尺、測量驗收等措施。鋪料過程中利用填筑區兩側厚度標桿（間距10m）控制層厚，發現超厚時，立即指揮推土機輔以人工減薄超厚部位。在每倉土料鋪筑前，測量人員在該倉位采用10m×10m網格控制進行放樣，松鋪完成后，再次測量松鋪高程，層厚偏差按-5～0cm控制，不得超厚。對超出松鋪高程部位采用推土機推平，待測量結果合格后方可進行碾壓施工。

3.4 含水率控制

（1）旱季土料含水量偏低時，可在料場采用溝畦蓄水的方式補水。當風力或日照較強時，在填筑工作面采用灑水車進行連續補水。

（2）在旱季進行大規模填筑作業時，為減少倉面土料松鋪后的水分蒸發，本工程對倉面面積進行了嚴格控制，按照單倉面積不大于2000m2進行倉面規劃，倉面土料可在3小時之內完成攤鋪，隨后立即進行碾壓作業，減少了受風力和日曬等造成的含水量損失。

（3）雨晴后，及時清除填筑面上積水。壩料含水量較高時，進行晾曬降低含水量。局部浸泡軟化嚴重的土料應挖除。當填筑面的壩料含水率滿足要求后，經監理工程師驗收合格后方可恢復施工。

3.5 雨季施工措施

（1）土料填筑雨天應停止施工。降雨時及雨后，已碾壓面上禁止車輛通行。

（2）在壩體填筑作業面上，降雨前，采用光面振動碾碾壓2遍使土料填筑層表面封閉，以利于自然排水。雨停后填筑前，先晾曬或去掉表層土，待含水率達到要求后，鋪設新土。

（3）在多雨季節停工填筑時，采用光面振動碾及時壓實作業面表層的松土，將填筑面形成頃向上游的坡面，坡度為2%～3%，以利排泄雨水。旱季恢復施工時，采用推土機清除表面受沖刷影響的土料，進行壓實度、滲透系數的復檢，不合格土料清除完全后方可繼續進行鋪料填筑。

3.6 接頭部位施工質量控制

導流明渠段土壩、右岸土壩與混凝土側墻之間的接觸部位承載水頭高、是整個擋水建筑物的薄弱部位，為防止水庫蓄水后形成滲透通道、造成滲透破壞，需高度重視土壩與混凝土交接部位施工質量控制。本工程主要采取了以下措施：

（1）壩體與混凝土結合部位處理嚴格按照設計要求進行施工，先對混凝土表面進行深鑿毛，以形成凹凸不平的粗糙結合面，然后接觸部位涂刷濃泥漿，再進行填筑碾壓。

（2）嚴格控制接觸粘土質量，挑選高塑性粘土進行該部位的填筑，并對與混凝土交界面土料中土團清除，避免集中造成碾壓不密實。

（3）在振動碾無法碾壓部位采用蛙夯機進行碾壓。每倉填筑、碾壓安排專職人員進行旁站監控，碾壓合格后可進行后續施工。

3.7 碾壓過程實施監控系統

為對大壩填筑碾壓施工環節進行有效監控，減少人為因素影響，本工程引入了大壩填筑碾壓過程實時監控系統。從大壩填筑碾壓過程實時監控系統在桑河二級水電站工程的運行情況來看，該系統在碾壓機運行速度、激振力及碾壓遍數達標率等施工質量控制方面起到了較好的監控作用，大大提高了質量驗收的一次通過率，減少了因質量不合格而返工的現象，克服了施工戰線長、柬埔寨籍勞工作業技能水平低、施工條件差等不利因素的影響，達到了輔助控制土壩填筑施工質量的目標。

3.8 作業人員教育與培訓

作為工程實施環節的主體，現場作業人員的技能水平及質量意識是影響土壩填筑質量的關鍵。針對目前現場作業人員多為柬籍勞務、技能水平及質量意識較差的實際情況，本工程主要采取了以下措施：

（1）編制柬文作業指導書，通過圖文結合的資料結合現場指導，不斷加強工人的技能水平。

（2）每個班組配置一定數量的中國籍熟練工人，通過現場傳幫帶，促進柬籍工人技能水平的提升，同時對工序施工質量把關。

（3）積極推行樣板單元創建和觀摩活動。在各個施工段內，針對各典型施工工藝創建了一大批樣板施工單元，通過各作業班組、施工隊之間的互相觀摩和交流、促進了現場作業人員操作技能水平及質量意識的提高。

4 小結

柬埔寨桑河二級水電站作為中國企業在柬埔寨投資建設的最大水電站工程，在整個東南亞水電站建設行業有著“窗口工程”的特殊意義，其工程質量的重要性不言而喻。通過對土壩工程施工質量的重難點分析，并采取了一系列行之有效的應對措施，對保證土壩工程施工質量起到重要作用。目前，桑河二級水電站已經按計劃實現了下閘蓄水，從現場安全監測及巡視檢查來看，目前各擋水建筑物穩定，土壩穩定、滲漏量滿足設計要求，未發生任何有害變形，土壩工程施工質量可靠。

參考文獻：

[1]劉少新.淺析土壩填筑施工程序及方法[J].四川水泥，2016，（06）：233.

[2]賴歷青.小型水庫土壩施工中除險加固研究與探討[J].河南水利與南水北調，2016，（03）：58-59.

作者簡介：

楊鑫（1985-），男，湖南長沙人，工程師，現從事建設工程監理工作。