长河坝水电站大坝填筑质量控制要点

龙源期刊网长河坝水电站大坝填筑质量控制要点作者：柳启超刘树波来源：《中国科技博览》2013年第36期龙源期刊网[摘要]长河坝水电站拦河大坝为砾石土心墙堆石坝，坝体结构主要分为上游堆石区、上游过度层及反滤层、心墙区、下游反滤层及过渡层、下游堆石区等几个部分，坝体填筑量高达3500万m3，最大坝高240.0m。面对如此高大的巨型土石坝，为了确保实现大坝整体质量优良、确保大坝长期安全稳定的运行；监理工程师如何做好大坝坝体填筑的质量监督管控工作就显得尤为重要。本文从监理控制的角度，根据本工程的具体现实条件并结合以往土石坝工程的相关经验将长河坝水电站大坝坝体填筑质量控制要点进行归纳总结。[关键词]砾石土心墙坝坝体填筑控制要点中图分类号：TV544文献标识码：A文章编号：1009-914X（2013）36-0458-02一、工程概述长河坝水电站位于四川省甘孜藏族自治州康定县境内，为大渡河干流水电梯级开发的第10级电站，工程区地处大渡河上游金汤河口以下约4km～7km河段上，坝址上距丹巴县城82km，下距泸定县城49km。水电站是以单一发电为主的大型水库电站，无航运、漂木、防洪、灌溉等综合利用要求。工程为一等大（1）型工程，挡水、泄洪、引水及发电等永久性主要建筑物为1级建筑物，永久性次要建筑物为3级建筑物，临时建筑物为3级建筑物。电站采用水库大坝、首部式地下引水发电系统开发。电站总装机容量2600MW，水库正常蓄水位1690m.水电站拦河大坝为砾石土心墙堆石坝，建基面高程1457.0m，坝顶高程1697.00m，最大坝高240.0m，坝顶长度502.85m。大坝坝体结构分为上游堆石区、上游过度层、下游反滤层、心墙区、下游反滤层、下游过渡层、下游堆石区等7个主要结构区；坝体填筑量高达3500万m3。二、坝体填筑质量控制要点面对长河坝电站大坝施工工程量大、坝体结构复杂、料源种类繁多等显著特点，在坝体填筑施工过程中，监理工程师如何做好大坝填筑的质量监督管控工作对于实现工程质量目标显得尤为重要。根据本工程的具体现实条件并结合以往土石坝工程的相关经验将长河坝水电站大坝坝体填筑质量控制要点进行归纳总结如下：1、源头控制（1）健全质量管理体系正式开始施工前监理工程师应严格检查施工方质量管理体系是否健全，质量管理机构是否完善、质检人员的数量和素质是否配备到位，质检人员权责是否明确等。须确保质量管理体系健全并运转正常方可允许施工方开展施工。龙源期刊网（2）施工组织设计（施工方案）审查正式开展坝体填筑施工前监理工程师应该认真审查施工方所报的施工组织设计（施工方案），重点检查施工技术参数、施工工艺是否满足设计要求，检查设备及人员配置是否满足施工需要，检查质量、安全保证措施是否完善，检查施工现场是否按照方案所报将相关资源和保证措施落实到位。（3）严格执行设计文件及相关规程、规范严格执行设计文件和相关规程、规范是任何工程质量目标得以实现的根本所在。在接收到设计文件后监理工程师须及时熟悉并吃透设计文件，对于建筑物的结构构成、技术参数、施工参数、工艺要求等都要了然于胸。同时在监理工程师日常的检查巡视中对于不满足设计文件和相关规程、规范要求的施工行为和现象及时进行制止、纠正，并指令施工方立即改正。2、施工过程控制：（1）基础处理与验收俗话说“基础不牢、地动山摇”。土石坝工程中大坝基础多为河床开挖基础，多数情况下存在夹沙层、液化土、腐殖土等软弱层。在基础开挖及验收过程中，在保证大坝基础已经挖到设计建基面的前提下监理工程师须亲自鉴证施工方已经将基础软弱层全部清理完毕。对于坝体心墙区基础，必须保证基础固结灌浆、防渗体（防渗墙）施工完毕并验收合格后才能允许进入坝体填筑施工。对于基础面等重大和关键部位的验收应会同建设单位、设计单位、施工方进行“四方联合验收”。对于基础的处理与验收，必须保证大坝基础牢固、可靠，能够承受来自上部坝体的巨大荷载。（2）填筑料料源质量检查合格的填筑料是坝体填筑质量得以保证的前提条件，监理工程师应该经常检查坝体填筑料料源质量（抗压强度、颗粒级配、粒径要求等）是否满足设计指标，坚决杜绝不满足设计指标的填筑料进入坝体填筑面。同时结合本工程中采用的大坝数字化监控系统密切监控填筑料的来源，对于非指定料场的来料严禁进入坝体填筑面。（3）来料加水控制结合本工程中采用的大坝数字化监控自动加水系统监理工程师要求并监督施工方在坝体填筑料运输上坝之前严格按照设计文件要求的加水量进行料源加水。对于未加水的运料车辆严禁其卸料在坝体填筑面上。（4）铺料过程及填筑厚度控制龙源期刊网土石坝填筑铺料（特别是堆石料）过程中时常会出现骨料分离或粗骨料集中造成的架空现象。对此监理工程师应督促施工方严格按照批准的卸料方式进行卸料，摊铺过程中有意识地将粗料和细料混合摊铺；并辅以机械将局部集中的粗料进行摊铺散开、对进入填筑面的超径石进行清除；同时应对填筑料中夹杂的树根、草皮、铁皮、胶管、水瓶等杂物进行清除。对于堆石料填筑每一层的填筑厚度都将直接影响后续的碾压质量，所以监理工程师应该严格控制每一层的填筑厚度在设计文件要求的厚度范围内。在每一层开始填筑前须通过测量明确上一层碾压后的基础高程、明确本层铺料后松铺面顶部高程，确认铺料厚度在设计铺料厚度范围内才允许施工方开始碾压作业；避免填筑厚度超厚。（5）碾压过程控制如何保证碾压过程的质量是实现坝体填筑质量最关键的一个环节。土石坝填筑碾压过程中往往会出现漏碾、碾压遍数不够、碾压设备行进速度过快等典型情况。本工程中采用的大坝数字化监控系统可以比较形象和直观地反映出每一个碾压仓面的碾压遍数、碾压行进方向与速度、是否漏碾等。监理工程师采用现场人工监控结合数字化监控系统对坝体碾压作业进行全过程监控，要求每一仓的碾压行进方向必须平行于坝轴线，严禁顺水流方向碾压；如若有漏碾、遍数不足、碾压超速、振动不达标等现象的发生立即指令施工方给予纠正，并对漏碾或碾压遍数不足的部位进行有针对性的补充碾压；确保了每一个碾压仓面都安照设计要求进行了全覆盖、全方位的碾压，强有力的保证了碾压过程的质量。（6）岸坡部位（边角部位）施工控制与土石坝坝体两岸接触的山体岸坡由于地形地貌起伏变化较大，同时存在有树根、草皮、浮石、浮渣等；这些部位往往是坝体填筑碾压的软弱部位。在填筑这些部位前，监理工程师严厉要求施工方必须将岸坡上的树根、草皮、浮石、浮渣等杂物全部清理干净。同时坝体与两岸山体接触的部位经常会出现大型设备碾压作业不能到达全覆盖的情况，在碾压过程中对于大型碾压设备碾压不到的岸坡或边角部位，监理工程师严格要求施工方必须配备小型设备专门用于边角部位的碾压施工；确保了碾压作业对岸坡或边角部位的全覆盖。（7）接缝处理控制由于长河坝水电站大坝工程存在填筑量大、工期紧张的显著特点；根据工程推进的进展情况，经建设单位、监理单位、设计单位、施工单位等“四方”共同研究后决定先进行大坝上、下游堆石区先期断面的填筑，随后再进行大把其他结构区域的填筑施工。为保证先期填筑断面与后续填筑断面接缝部位的填筑质量，监理工程师严格要求并监督施工方在接缝部位每层之间必须预留台阶（台阶宽度至少1.0m），且接缝部位不得留有大块石、不得有架空；填筑过程中须将每一层接缝部位都修整平顺并压实。（8）冬、雨季施工龙源期刊网土石坝施工受冬、雨季极端气候的影响比较大；特别是对于坝体心墙区砾石土料和高塑性粘土的影响尤为突出，在冬、雨季施工时常会出现因为心墙填筑料料含水率不达标、来料空隙内部存在冰渣等因素引起填筑质量不达标的现象。本工程中监理工程师严格按照设计要求和相关规范对心墙料的来料含水率进行控制，含水率高的进行适当晾晒，反之则适当加水，直到现场检测心墙料含水率满足设计指标才允许施工方进行铺填；同时在冬季较为寒冷的天气里指令施工方暂停心墙料的填筑施工。（9）实验检测对于坝体填筑质量检测，本工程中采取现场实验检测为主、数字化监控系统监控为辅相结合的方式进行。监理工程师通过数字化监控系统确认每一层填筑面按照设计碾压方式和设计碾压参数达到碾压全覆盖之后，及时会同施工单位、建设单位采用“挖坑灌水法”全过程地参与现场试验检测作业。必须经监理工程师确认实验检测结果满足设计指标并签字后才能进入下一个填筑循环；否则要求施工方对该填筑层进行返工处理。3、现场管理及验收程序控制（1）现场管理方面：结合本工程填筑量大、工期长、坝体结构分区繁多、料源种类多等特点，为了确保不同填筑区域卸料精准、从而实现坝体填筑质量优良的目标。在施工过程中监理工程师要求施工方在进行每一层填筑前必须明确划出坝体结构分区、不同料源卸料区、摊铺区、碾压区、实验检测区（待检区）的等不同区域的分界线。（2）验收程序控制方面：长河坝水电站大坝填筑基本程序如图2所示：施工中监理工程师必须确认上一填筑层按要求铺料和碾压完毕、确认质量检测结果满足设计指标、确认下一层基础面高程明确、确认现场个区域划分明确；然后签发填筑许可证才允许下一层开仓填筑；待下一层铺料完毕后监理工程师必须确认该层铺料厚度没有超厚、过程中没有不合格料进入填筑仓面、碾压条带划分明确、松铺顶面基本找平后才允许进行碾压作业。每一个填筑循环皆是如此，这从根源上确保了每一层已完成的填筑面质量都是合格的。三、结束语监理工程师通过上述主要控制方法和手段在施工过程中对长河坝水电站大坝填筑质量实现了高效、精准的控制；为实现大坝整体质量优良的目标奠定了坚实的基础。目前长河坝水电站大坝填筑已完成约450万m3，已填筑部分质量检测结果均处于优良状态。