混凝土面板堆石坝垫层区施工控制浅析

混凝土面板堆石坝垫层区施工控制浅析摘要：新疆温泉电站大坝属百米高坝，垫层是坝体的重要组成部分，面板底部的垫层不仅具有反滤作用（弱透水体），更为重要的是它为砼面板提供了均匀可靠的柔性基础，能把面板传递过来的荷载均匀合理地传递到坝体中，其施工质量直接关系到坝体的运行安全.为此，在垫层料填筑施工过程中，对其开采与填筑、质量控制与检测的工艺和方法进行了总结。

关键词：混凝土面板堆石坝、垫层料、开采、填筑与检控、总结
abstract: the hot spring power station dam in xinjiang is meters high dam, cushion is an important part of the dam body, panel at the bottom of the cushion layer has not only filtrate (weak through water), more important is it for tongmianban provides uniform reliable flexible foundation, can make the panel of load transfer over uniform and reasonable to transfer to the dam, the construction quality directly related to the safe operation of the dam body. this, in the cushion material filling construction process, the mining and filling, quality control and inspection process and methods are summarized.
keywords: concrete face rockfill dam, cushion material, mining, filling and prosecuted, summary
中图分类号：tv641.4文献标识码：a 文章编号：
1.工程概况
温泉水电站位于新疆伊犁哈萨克自治州伊宁县境内，是新疆伊犁喀什河规划中的梯级电站之一，位于喀什河中游马扎尔峡谷，下游是已建的托海电站，上游是拟建的尼勒克二级电站。

温泉水电站主要任务是发电，属大(ⅱ)型二等工程。

电站装机容量135mw，水库总库容2.07亿m3，正常蓄水位955m。

挡水建筑物钢筋混凝土面板堆石坝为1级建筑物。

抗震设计烈度为8度，最大坝高102m，坝顶高程960.0m，正常蓄水位955.0m，坝顶宽12m，坝体上游设置钢筋砼面板，其后依次为垫层区、过渡区、上游主堆石区垫层区水平宽3 m，需填筑垫层料7.63万m3。

2.垫层区设计要求
由于垫层区设置主要是为砼面板提供一个均匀的、稳定的、低压缩性的优良基础，因此，在大坝设计时，对垫层区石质、级配和孔隙率要求尤为严格。

颗粒级配按工程类比法基本符合谢纳德建议的颗粒大小级配曲线。

垫层宽设计在满足坝体的渗透性和渗透变形前提，为了便于机械化施工，垫层料的水平宽度3m垫层位置见下图。

垫层区设计要求：垫层料最大粒径为80 mm，小于5mm含量
25~40%，小于0.075mm≤含量8%，渗透系数1×10-3。

3.垫层料生产
3.1垫层料来源料场
根据垫层区设计要求，垫层料必须选择质地新鲜、坚硬且具有较好耐久性的石料，且具有良好的连续级配，以满足较高的变形模量和抗剪强度。

垫层料采用c1砂砾石料场，剔出80mm以上粒径的全料。

3.2.料场的开采
料场开采坝料的好坏直接影响上坝材料的质量，对设计规划的砂砾料场，在开采前进行料场复查，掌握其可用料的深度和范围，划分开采区域，进行有选择性的合理、有序的开采，取料之前现对表面植被，覆盖层进行剥离处理。

料场分层开采的高差过大影响坝体的填筑质量,使坝料分离,其级配不均一,时好时差。

因此,料场开采分层高度不宜过大,并应按高程顺序自上而下分级开采。

3.3垫层料加工
垫层料采用车载篦条筛进行加工，对成品垫层料进行颗粒级配检测，检测成果统计表见表1，合格的垫层料运上坝面。

垫层料必须具有半透水性及较小的渗透系数，以防面板及接缝一旦开裂其可以起到较小坝体渗漏量的作用，而影响渗透性的因素垫层料的颗粒级配及小于5mm的含量。

在垫层料开采过程中重点控制小于5mm含量，且含泥量不得超标，颗粒级配符合设计要求。

4.碾压试验
填筑前的碾压试验主要为核实垫层料设计压实标准的合理性、选择实际压实施工机械和确定经济合理的碾压参数而进行的模拟
施工。

通过碾压试验经设计指标和经济合理性分析，确定垫层料填筑施工参数为铺料层厚40cm，采用20t自行式振动碾碾压6遍，行车速度≤4km/h，采用后退法卸料。

垫层料、含泥量偏大，透水性较差，无须加水。

碾压过程工艺：场地布置和场地准备→作铺料厚度的控制基准→铺料推平→人工整平→碾压前铺料厚度检测→碾压→碾压后厚度检测→试验及成果分析。

5.填筑控制
5.1 运输与铺料
在填筑前对已碾压垫层料层表面进行洒水，补给损失的水分，使上下层间更好的结合。

为了减少颗粒分离，垫层料在上坝前先洒水湿润，然后由自卸汽车运料上坝，采用后退法卸料，1 m3反铲挖土机按40 cm厚沿已成型的混凝土挤压边墙边线摊铺，严格控制垫层料的宽度由于垫层料处于坝体填筑的关键部位，填筑宽度过窄，将影响到坝体的防渗效果和坝体运行安全；过宽则不经济，因此必需满足设计要求，下游侧以过渡料不侵占垫层料位置为原则。

控制办法就是设立专人负责，加大测量控制力度，每一填筑前用白灰线标示填筑范围，做到分界限清晰，整齐。

5.3 洒水与碾压
为确保垫层料的填筑质量，应严格控制垫层料的含水量使其在最佳含水量范围内，更好的达到压实效果。

碾压前应对垫层料进行洒水处理，坝面由人工用橡胶管对垫层料表面均匀洒水，使其表面处于湿润状态。

垫层碾压采用20t自行振动碾错距法与过渡料一起
碾压，平行于坝轴线方向行走，进退错距法碾压，行走速度为2～3 km/h，碾压遍数为6遍。

两岸边角部位由2.5平板夯按20 cm厚摊铺、夯实8遍。

碾压应严格执行碾压参数，上游侧碾压时振动碾应在确保安全的前提下尽量靠边作业，对于振动碾碾不到的部位采用小型振动碾或夯板进行压实并多洒水。

5.4垫层料质量控制
垫层料填筑施工后，按规定进行抽样检测，其主要的检测项目为干密度、相对密度、颗粒级配。

垫层坝面采用挖坑灌水法试验，检测成果见表2。

按照规范和设计要求，对每一填筑层都应进行严格的验收，验收合格方能进行下一层施工，对于边角部位应作为重点控制，必要时应进行加密测试。

6.结语
（1）采用车载筛生产垫层料直接上坝减少垫层料含水量的损失，降低了垫层料的生产成本。

施工质量检测结果表明，使用该法生产的垫层料质量指标能满足设计要求。

（2）垫层碾压洒水量主要与垫层料中小于5 mm的细粒含量有关，通过碾压试验和填筑质量检测分析，温泉电站大坝工程垫层料天然含水水量较大，小于0.075mm含量较大，透水性较差不易洒水。

（3）通过试验与理论分析得出，填料的级配主要由最大粒径和不均匀系数表达，若在同样的压实能量下，不均匀系数越大，反而孔隙率越小，就越易获得大的压实
（4）影响渗透性的主要因素为垫层料级配，一方面必须保证其级配连续性，不能缺少任何颗粒组分，其次要保证5mm以下的含量在25~40%，且小于0.075mm含量不超过8%，只有同时满足以上条件，经碾压后才能保证其渗透性和渗透稳定性。

参考文献：：
1、卫瑞岗,比较混凝土面板堆石坝垫层区上游坡面碾压与防护施工方法[j]；山西水利科技；2011年第02期
2、张胜利;小粒径石料填筑混凝土面板堆石坝技术研究[d];西安理工大学;2006年
注：文章内所有公式及图表请以pdf形式查看。