淺析水電站砼砌石雙曲拱壩施工方法和質量控制要點

鄒憲美

摘 要 我國安徽省潛山縣雷公井水電站位于長江流域皖河水系皖水中上游潛山縣龍潭鄉境內，壩址以上流域面積382km2，總庫容1 593萬m3，總裝機容量2×7 500kW，設計年發電量3 841萬kW·h，工程總投資9 103萬元，電站具有發電、防洪、灌溉、養殖、旅游等綜合效益。電站于1998年4月破土動工建設，于2001年6月竣工投產并網發電。

關鍵詞 砼漿砌石；雙曲拱壩；施工方法；質量控制

中圖分類號 文獻標識碼 A 文章編號 2095-6363（2017）05-0026-01

砼漿砌石壩施工中的諸多工序，主要還是依靠手工操作進行，因此，砼漿砌石壩質量控制，不僅是要有良好的施工方法，而且還要嚴格控制好砼漿砌石拱壩每道工序施工質量和砌筑石料與砼等材料的質量。

本文主要歸納總結了安徽省潛山縣雷公井水電站拱壩各工序施工方法和質量控制要點。

1 工程概況

本水電站壩型為砼砌石拋物線雙曲拱壩，設計壩高57m，設計壩頂中心線弧長201m，壩頂厚度3m，壩底拱冠厚度15.6m、壩底拱端厚度17.2m，溢洪堰頂凈寬105m，壩體中部布設8孔，凈寬80m，其溢流道兩側各布設1孔，凈寬25m，上部設交通橋。大壩設有沖砂孔一個，3個倒垂孔。壩面采用花崗巖粗料石，壩身采用C15砼砌毛石，大壩基礎墊層和拱端采用C15砼墊層（厚50cm），大壩與基礎接觸部位采用接觸灌漿處理。為提高壩基巖體的完整性和強度采用固結灌漿方法處理壩基，壩基防滲采用帷幕灌漿，壩基排水采用下游壩腳設置排水孔。

2 拱壩施工方法

2.1 基礎開挖方法

基礎開挖一般分兩期施工，第一期先開挖兩岸基槽和河床基坑，第二期開挖壩基徑向建基面。第一期兩岸壩基槽和河床基坑的開挖是根據設計施工放樣點的坐標位置進行實地測量放樣，然后根據放樣點自上而下逐層炸出兩岸壩基槽，兩岸基槽炸好后接著進行河床基坑的開挖。第二期壩基徑向建基面的開挖是自下而上每5m～10m開挖一次，每次均以超前砌筑層5m～10m為原則。徑向建基面開挖采用淺孔少藥量爆破，以防振裂建基面。用手風鉆造孔，孔徑為Φ42mm，孔深控制在0.5m～1m內。建基面開挖允許誤差為±0.5m，每層徑向開炸后均進行校對，對欠挖大于0.5m的要求繼續開挖，自至挖到誤差不超過±0.5m止。

2.2 壩體砌筑施工方法

1）拱壩砌筑的放樣是先對上、下游拱圈面石砌筑點的施工放樣，然后再進行壩腹石的砌筑。施工放樣方法：先在壩區左右兩岸上、下游分別設置兩層不同高程的測站，這些測站是用四等水準和四等三角測量測出各測站的高程和坐標。為了使砌筑的壩體體形與設計相吻合，將整個壩體的上、下游面按每米高度為層，每層中各點間距2.0m為一點。這些點通過兩層左右測站得到控制，這樣整個壩形由許多的1m×2m的單元組成壩面的控制網點。放樣采用全站儀測量控制拱壩的體形。

2）面石砌筑要求：面石砌筑超前3層（即超前0.9m～1m高），待面石達到一定強度后（一般超前一天時間）才能進行壩腹石砌筑，這樣對提高壩體的整體性和密實度都是有利。拋物線雙拱壩結構復雜，砌筑施工難度大，在不同層高和水平方向的不同點位的坡度都是不同的。為使壩面的平順度和砌筑質量，面石砌筑施工的具體要求。（1）面石規格為300mm×300mm×600mm，同層面石擺砌形式為三順一丁，膠結材料為M15砌筑砂漿；（2）壩體每砌高1m對樣一次，誤差值超過±2cm以上的應返工調整；（3）同層面石因坡度變化引起的高差值超過±5cm的要求調整面石水平高度；（4）平、豎縫的水泥砂漿應灌飽滿、密實，不允許存在通縫現象；（5）各面石必須錯縫搭砌，錯縫距離應大于10cm；（6）縫寬2.5cm～3.0cm、縫深6cm。（7）面石勾縫：面石采用深勾縫，對壩體防滲有利，上、下游壩面石每砌筑6層（約2m高）用150#水泥砂漿勾縫一次，用手提鉆將面石砌縫清成6cm深的縫槽，并用竹刷清掃和用水沖洗干凈，面石砌縫處理合格后，將水泥砂漿分兩次填塞壓緊，縫口要抹光。

3）壩腹石砌筑：（1）壩腹石砌筑前首先應做好壩體水平層面處理，層面處理工序非常重要，其利害關系往往容易被輕視。浮漿不清除砌底，泥石粉沒有沖洗干凈，層與層之間就結合不緊密，容易形成一條細小的水平滲流面。其處理措施主要是：用壓力水沖毛和沖洗壩面的浮漿殘碴積物，對局部不符合層面處理標準的層面采用人工鋼釬鑿毛、清掃、沖洗處理。塊石采用纜索吊機吊運上壩，并由人工從吊藍逐塊抬下。塊石質量要求無片狀無風化無裂隙，重量不小于75kg，質地堅硬新鮮干凈的石料。（2）砌筑方法：當水平層面和面石砌筑收合格后，開始壩腹石砌筑。首先是鋪6cm厚的砼（二級配），鋪砼的范圍以超前1m為宜，然后是塊石擺砌。塊石采用豎砌，每層高度以80cm為宜，石塊擺砌要最小的面或點朝下，避免面與面排列，石塊之間要求留有三角洞，其洞空間約為10cm～15cm。擺砌振搗一般分兩步進行，第一步用砼控制三角洞的1/3高度，大約25cm，使砼漿充滿石塊的底部縫隙，第二步砼振搗應遵循邊振搗邊填塞片石和快插慢拔的原則，砼振搗以砼不再有顯著的沉落、不冒氣泡、開始泛漿為準。

4）壩體施工橫縫的處理：壩體施工橫縫銜接須錯開2m或砌成凹凸接合面，此施工縫采用鋼釬鑿毛處理，可防止施工縫滲漏。為提高壩體的防滲性，在拱壩上游的壩面石與壩腹石之間預留寬0.5m采用砼回填。

5）拱端壩體與壩端基礎處理：在壩端先預留寬度0.5m，待壩腹石砌筑完二層后再回填下層壩體與壩端砼，回填拱端砼的時間以選擇氣溫較低的晚上22到第二天的6點時段為宜。

6）拱壩開裂措施：為防止拱壩開裂應在靠近拱端1/3處設置左右部位設置預留寬縫，寬縫預留1m寬，距上游面石0.3m在預留寬縫的兩側應設置止水銅片進行止水防滲，待壩體砌筑完畢3個月后進行封拱回填混凝土，每次回填砼高度為9m，逐層回填到壩頂即可。

3 拱壩施工質量控制要點

施工質量控制要點主要包括有壩基開挖要預留保護層，面石砌筑錯縫搭砌和采用深勾縫，壩腹石砌筑要最小的面或點朝下，避免面與面排列，石塊之間要求留有三角洞，砼振搗邊振搗邊填塞片石和快插慢拔，層面處理要砌底干凈、壩體施工橫縫銜接須錯開2m或砌成凹凸接合面，拱端壩體與壩端基礎預回填砼應選擇氣溫較低的夜間封拱施工，防止拱壩開裂采用預留寬縫待壩體砌筑完畢3個月后逐層回填到壩頂，塊石質量要求無片狀無風化無裂隙。

4 結論

本拱壩工程施工中通過良好的施工方法和各施工工序質量的嚴格控制以及砼與面石、塊石、片石等材料質量的嚴格把關，潛山縣雷公井水電站砼砌石拋物線雙曲拱壩從2001年6月開始蓄水運行至今無明顯滲水，質量滿足設計要求，電站效益良好。

參考文獻

[1]水利電力部水利水電建設總局.砌石壩施工[M].北京：水利電力出版社，1983.