【摘 要】新疆開都河柳樹溝電站102m大壩通過施工方案優(yōu)化及施工質量控制等方式，確保了壩體填筑的進度及質量，單元工程全部合格，大壩沉降量僅381mm，為同類型壩體填筑施工提供了借鑒和參考。
【關鍵詞】面板堆石壩；填筑；施工優(yōu)化；質量控制
1、基本資料
新疆開都河柳樹溝水電站混凝土面板堆石壩為2級建筑物。壩高102.0m，壩頂長186.4m，壩頂寬10.0m，正常蓄水位1494.50m，總庫容約7710×104m3，裝機容量180MW。上游壩坡1：1.4，下游壩坡馬道以上1：1.3，馬道以下坡比1：1.5，綜合坡比1：1.77。壩址區(qū)為典型的峽谷地形，河谷呈基本對稱的“V”型。兩岸均為基巖邊坡，山勢高陡，自然邊坡坡度一般50°～75°，局部近直立。壩體防滲結構為鋼筋砼面板，壩體主要受力結構為堆石料填筑體。壩體填筑從上游到下游依次分為面板上游面粉質壤土鋪蓋（1A）及石渣蓋重區(qū)（1B）、墊層區(qū)（2A）、過渡層區(qū)（3A）、主堆石區(qū)（3B）、下游堆石區(qū)（3C）及干砌石護坡（3D），與趾板結合處填筑長0.3H的墊層小區(qū)料（2B），壩體填筑總量166.33萬m3。
2、施工方案優(yōu)化
在壩體填筑前期，就對上游圍堰防滲方式進行了優(yōu)化，將原來的高壓旋噴防滲方式改為控制性灌漿，全力保證了基坑開挖及壩體填筑的干地施工環(huán)境，后提出利用壩肩及壩基開挖石料進行下游小斷面回填、上壩石料不加水碾壓、料場及上壩道路優(yōu)化等方案，在保證了施工節(jié)點目標與經濟效益的前提下確保了施工質量。
�。�1）、挖填平衡，采用下游小斷面回填
在壩肩開挖未完成、全斷面壩體填筑無法實現的情況下，提出先進行下游小斷面回填，充分利用壩肩開挖石渣料及上游基坑開挖可利用料，直接運至下游進行回填，減少二次倒運工程量[1]，既節(jié)約了成本又保證了施工進度。
�。�2）、上壩石料不加水碾壓
合同文件對堆石料的材質、粒徑、施工方法提出了明確要求，未明確加水事宜，但根據規(guī)范“壩體堆石料填筑宜加水碾壓，加水量宜通過碾壓試驗分析確定”、“天然砂礫石的加水量宜為填筑方量的10%～20%，爆破石料的加水量以為10%～25%”[2][4]、“在無試驗資料情況下，砂礫料加水量宜為填筑量的20%，堆石料……一般不超過填筑量的15%”[3]的要求，針對本工程的石渣料主要為凝灰質巖及結晶灰?guī)r，屬堅硬巖類，巖石致密堅硬，具有強度高、吸水率低等特點，通過認真研究土石壩設計及施工規(guī)范，經過碾壓試驗的充分論證，提出壩料不加水碾壓的施工工藝，確保了施工質量及進度。
�。�3）、料場及上壩道路優(yōu)化
進場后，對獨樹溝料場施工道路進行了現場勘察，發(fā)現必須修筑近2km的石渣道路，修筑成本較高，故放棄修筑，僅修筑料場底部至主路之間的道路；前期只修筑人工、慢性機械道路，提供料場開挖施工人員機械使用，分臺階對料場進行爆破，由推土機、挖機集中至料場底部供上壩時直接裝車使用。
針對施工場地狹小、相鄰標段施工干擾大、施工道路難以布置的特點，對上壩道路進行了優(yōu)化。前期將下游小斷面回填面積加大，直接填筑至1442高程，在填筑過程中上游預留“之”路直接與從4號洞出口相接（原來需通過下游圍堰、廠房布置施工道路，后經壩后“之”路方可上壩），直接到達壩體填筑區(qū)，以便全斷面填筑使用，節(jié)約運距近1km，既節(jié)約了上壩料運輸時間，保證了施工進度，又創(chuàng)造了很好的經濟效益。
3、施工質量控制
（1）、壩體填筑的流水作業(yè)[1][4]
壩體填筑作業(yè)包括各種壩料鋪填、推平、灑水（本工程取消）、碾壓等主要工序，還包括超徑石處理、上游墊層坡面整理、邊角處理、斜坡碾壓及防護、下游護坡鋪設等項工作。填筑過程中必須采用流水作業(yè)法組織施工，既將整個壩面根據實際情況劃分為若干個面積大致相等的工作面，在各工作面依次完成填筑的各個工序，使各個工作面上所有的工序能夠連續(xù)進行，同高程上升，后進行接縫處理，避免超壓或漏壓現象，確保壩體填筑質量與進度。
�。�2）料源質量控制[1][3]
面板壩主要的壩料為墊層料、過渡料及堆石料，主要從壩料的料源及制備控制，主要在級配、粒徑入手，把好質量關。
墊層料的級配是在面板壩的壩料中是要求最為嚴格的。其集中表現在謝臘德級配界限，這個界限的關鍵是保證5mm以下的組份不小于35%～55%。最大粒徑為80mm，粒徑≤5mm含量為35%～50%，粒徑≤0.1mm含量為2%～7%，在制備過程中往往摻加一定含量的細沙，以確保級配的連續(xù)性。過渡料最大粒徑為300mm，粒徑小于5mm含量為14%～25%，小于0.1mm含量小于7%，級配連續(xù)，不得有斷徑，不得有樹根、雜草等雜物。
堆石料主要采用臺階深孔微差擠壓爆破法制備，必須在施工過程中嚴格控制，特別是要做好爆破參數的選擇。最大粒經為800mm，粒徑小于5mm含量≤20%，小于0.1mm含量小于5%，級配連續(xù)，不得斷徑，不得有樹根、雜草等雜物。
�。�3）壩料鋪填及碾壓[2]
在壩體填筑前，按照設計圖紙施放出各壩料分界線，由自卸車將合格壩料運至壩面填筑區(qū)，3m寬墊層料采用1.2m3反鏟的斗子沿上游邊線進行鋪填，并輔以人工整理，考慮到碾壓安全一般向上游超填30cm，水準儀校核整平；墊層小區(qū)料人工鋪填，其余各料按照“先粗后細”的原則采用進占法進行壩料鋪填，下游次堆石向下游方向超填1m。鋪填完成后16T自行碾按照碾壓參數平行于壩軸線進行碾壓，與趾板結合處墊層料和小區(qū)墊層料、岸坡結合處過渡料采用4kw（激振力30kN）平板振動夯進行夯實（8～10遍）。
（4）壩體各區(qū)的填筑與結合部位的質量控制[1][2]
面板壩堆石壩體各種料的顆粒組成、填筑碾壓參數均不同。在鋪料厚度上，一般墊層、過渡區(qū)層厚取0.4m，主堆石和次堆石區(qū)取0.8m，確保在鋪料時堆石厚度比墊層和過渡料厚2倍，以便過渡區(qū)與堆石區(qū)的良好搭接，保持上游壩面平起填筑。鋪料過程中確保各填筑料的同步上升，人工處理結合部位的超徑石及大塊集中、架空現象，墊層和過渡區(qū)每層（過渡區(qū)2層后和堆石區(qū)）進行一次騎縫碾壓，碾壓遍數在試驗確定的參數基礎上多碾壓2遍。 �。�5）壩體與岸坡結合部位的質量控制[1][2]
按照施工規(guī)范及設計要求面板壩堆石體地基不得存在反坡。一般采用削坡或處理，陽坡一般削為1：0.5的自然順坡，陰坡一般采用填塞混凝土（或漿砌石）至1：0.3～1：0.4的自然順坡。本工程為了考慮施工進度和質量，避免開挖對周圍巖石的再次擾動，經設計提出在反坡部位采用過渡料摻加水泥（摻加標準100kg/m3），加水拌濕后分層碾壓（每層不超過20cm）的方案。
�。�6）壩體分區(qū)分段填筑時結合部位的質量控制[1][2]
考慮施工進度的需要，在不能確保全斷面回填施工時，可根據實際情況進行分區(qū)分段填筑。為了避免超、欠壓，確保碾壓質量和施工安全，靠近外坡都存在約30cm～50cm的虛料無法碾壓密實，在填筑過程中堆石體也無法避免向下滑落，同樣也加大了虛料的厚度，在后期全斷面補填時必須提前采用挖機或推土機將虛料刷為不緩于1：2的坡（至密實狀態(tài)），后分層接縫，騎縫碾壓。
4、效果分析
新疆開都河柳樹溝面板堆石壩填筑從2011年9月1日開始，2012年5月30日結束，共填筑151.01萬m3（未含壩后護坡工程量）。在填筑施工過程中，按設計及規(guī)范要求的頻次對各種壩料檢測干密度、孔隙率、顆粒級配、滲透率數等，均符合設計及規(guī)范要求。各質量評定結果見下表1：混凝土面板堆石壩工程壩體回填質量評定匯總表。
5、結語
新疆開都河柳樹溝面板堆石壩工程在壩體回填過程中，結合工程實際，經過多種方案的優(yōu)化和質量控制，保質保量的完成了壩體回填工作，且取得了較好的經濟效益。102m高大壩累計沉降量僅為381mm，完全達到了設計及規(guī)范要求的小于1%的標準，為后期面板施工奠定了良好的基礎，并為同類型壩體施工提供了很好的借鑒和參考。
參考文獻：
[1]蔣國澄，傅志安，鳳家驥.混凝土面板壩工程.湖北：湖北科技出版社，1997.
[2]中華人民共和國電力行業(yè)標準.混凝土面板堆石壩施工規(guī)范，DL/T5128-2009.北京：中國電力出版社，2009.
[3]中華人民共和國電力行業(yè)標準.碾壓土石壩施工規(guī)范，DL/T5129-2001.北京：中國水利電力出版社，2001.
[4]中華人民共和國電力行業(yè)標準.水電水利工程碾壓式土石壩施工組織設計導則，DL/T 5116-2000.北京：中國電力出版社，2000.
【關鍵詞】面板堆石壩；填筑；施工優(yōu)化；質量控制
1、基本資料
新疆開都河柳樹溝水電站混凝土面板堆石壩為2級建筑物。壩高102.0m，壩頂長186.4m，壩頂寬10.0m，正常蓄水位1494.50m，總庫容約7710×104m3，裝機容量180MW。上游壩坡1：1.4，下游壩坡馬道以上1：1.3，馬道以下坡比1：1.5，綜合坡比1：1.77。壩址區(qū)為典型的峽谷地形，河谷呈基本對稱的“V”型。兩岸均為基巖邊坡，山勢高陡，自然邊坡坡度一般50°～75°，局部近直立。壩體防滲結構為鋼筋砼面板，壩體主要受力結構為堆石料填筑體。壩體填筑從上游到下游依次分為面板上游面粉質壤土鋪蓋（1A）及石渣蓋重區(qū)（1B）、墊層區(qū)（2A）、過渡層區(qū)（3A）、主堆石區(qū)（3B）、下游堆石區(qū)（3C）及干砌石護坡（3D），與趾板結合處填筑長0.3H的墊層小區(qū)料（2B），壩體填筑總量166.33萬m3。
2、施工方案優(yōu)化
在壩體填筑前期，就對上游圍堰防滲方式進行了優(yōu)化，將原來的高壓旋噴防滲方式改為控制性灌漿，全力保證了基坑開挖及壩體填筑的干地施工環(huán)境，后提出利用壩肩及壩基開挖石料進行下游小斷面回填、上壩石料不加水碾壓、料場及上壩道路優(yōu)化等方案，在保證了施工節(jié)點目標與經濟效益的前提下確保了施工質量。
�。�1）、挖填平衡，采用下游小斷面回填
在壩肩開挖未完成、全斷面壩體填筑無法實現的情況下，提出先進行下游小斷面回填，充分利用壩肩開挖石渣料及上游基坑開挖可利用料，直接運至下游進行回填，減少二次倒運工程量[1]，既節(jié)約了成本又保證了施工進度。
�。�2）、上壩石料不加水碾壓
合同文件對堆石料的材質、粒徑、施工方法提出了明確要求，未明確加水事宜，但根據規(guī)范“壩體堆石料填筑宜加水碾壓，加水量宜通過碾壓試驗分析確定”、“天然砂礫石的加水量宜為填筑方量的10%～20%，爆破石料的加水量以為10%～25%”[2][4]、“在無試驗資料情況下，砂礫料加水量宜為填筑量的20%，堆石料……一般不超過填筑量的15%”[3]的要求，針對本工程的石渣料主要為凝灰質巖及結晶灰?guī)r，屬堅硬巖類，巖石致密堅硬，具有強度高、吸水率低等特點，通過認真研究土石壩設計及施工規(guī)范，經過碾壓試驗的充分論證，提出壩料不加水碾壓的施工工藝，確保了施工質量及進度。
�。�3）、料場及上壩道路優(yōu)化
進場后，對獨樹溝料場施工道路進行了現場勘察，發(fā)現必須修筑近2km的石渣道路，修筑成本較高，故放棄修筑，僅修筑料場底部至主路之間的道路；前期只修筑人工、慢性機械道路，提供料場開挖施工人員機械使用，分臺階對料場進行爆破，由推土機、挖機集中至料場底部供上壩時直接裝車使用。
針對施工場地狹小、相鄰標段施工干擾大、施工道路難以布置的特點，對上壩道路進行了優(yōu)化。前期將下游小斷面回填面積加大，直接填筑至1442高程，在填筑過程中上游預留“之”路直接與從4號洞出口相接（原來需通過下游圍堰、廠房布置施工道路，后經壩后“之”路方可上壩），直接到達壩體填筑區(qū)，以便全斷面填筑使用，節(jié)約運距近1km，既節(jié)約了上壩料運輸時間，保證了施工進度，又創(chuàng)造了很好的經濟效益。
3、施工質量控制
（1）、壩體填筑的流水作業(yè)[1][4]
壩體填筑作業(yè)包括各種壩料鋪填、推平、灑水（本工程取消）、碾壓等主要工序，還包括超徑石處理、上游墊層坡面整理、邊角處理、斜坡碾壓及防護、下游護坡鋪設等項工作。填筑過程中必須采用流水作業(yè)法組織施工，既將整個壩面根據實際情況劃分為若干個面積大致相等的工作面，在各工作面依次完成填筑的各個工序，使各個工作面上所有的工序能夠連續(xù)進行，同高程上升，后進行接縫處理，避免超壓或漏壓現象，確保壩體填筑質量與進度。
�。�2）料源質量控制[1][3]
面板壩主要的壩料為墊層料、過渡料及堆石料，主要從壩料的料源及制備控制，主要在級配、粒徑入手，把好質量關。
墊層料的級配是在面板壩的壩料中是要求最為嚴格的。其集中表現在謝臘德級配界限，這個界限的關鍵是保證5mm以下的組份不小于35%～55%。最大粒徑為80mm，粒徑≤5mm含量為35%～50%，粒徑≤0.1mm含量為2%～7%，在制備過程中往往摻加一定含量的細沙，以確保級配的連續(xù)性。過渡料最大粒徑為300mm，粒徑小于5mm含量為14%～25%，小于0.1mm含量小于7%，級配連續(xù)，不得有斷徑，不得有樹根、雜草等雜物。
堆石料主要采用臺階深孔微差擠壓爆破法制備，必須在施工過程中嚴格控制，特別是要做好爆破參數的選擇。最大粒經為800mm，粒徑小于5mm含量≤20%，小于0.1mm含量小于5%，級配連續(xù)，不得斷徑，不得有樹根、雜草等雜物。
�。�3）壩料鋪填及碾壓[2]
在壩體填筑前，按照設計圖紙施放出各壩料分界線，由自卸車將合格壩料運至壩面填筑區(qū)，3m寬墊層料采用1.2m3反鏟的斗子沿上游邊線進行鋪填，并輔以人工整理，考慮到碾壓安全一般向上游超填30cm，水準儀校核整平；墊層小區(qū)料人工鋪填，其余各料按照“先粗后細”的原則采用進占法進行壩料鋪填，下游次堆石向下游方向超填1m。鋪填完成后16T自行碾按照碾壓參數平行于壩軸線進行碾壓，與趾板結合處墊層料和小區(qū)墊層料、岸坡結合處過渡料采用4kw（激振力30kN）平板振動夯進行夯實（8～10遍）。
（4）壩體各區(qū)的填筑與結合部位的質量控制[1][2]
面板壩堆石壩體各種料的顆粒組成、填筑碾壓參數均不同。在鋪料厚度上，一般墊層、過渡區(qū)層厚取0.4m，主堆石和次堆石區(qū)取0.8m，確保在鋪料時堆石厚度比墊層和過渡料厚2倍，以便過渡區(qū)與堆石區(qū)的良好搭接，保持上游壩面平起填筑。鋪料過程中確保各填筑料的同步上升，人工處理結合部位的超徑石及大塊集中、架空現象，墊層和過渡區(qū)每層（過渡區(qū)2層后和堆石區(qū)）進行一次騎縫碾壓，碾壓遍數在試驗確定的參數基礎上多碾壓2遍。 �。�5）壩體與岸坡結合部位的質量控制[1][2]
按照施工規(guī)范及設計要求面板壩堆石體地基不得存在反坡。一般采用削坡或處理，陽坡一般削為1：0.5的自然順坡，陰坡一般采用填塞混凝土（或漿砌石）至1：0.3～1：0.4的自然順坡。本工程為了考慮施工進度和質量，避免開挖對周圍巖石的再次擾動，經設計提出在反坡部位采用過渡料摻加水泥（摻加標準100kg/m3），加水拌濕后分層碾壓（每層不超過20cm）的方案。
�。�6）壩體分區(qū)分段填筑時結合部位的質量控制[1][2]
考慮施工進度的需要，在不能確保全斷面回填施工時，可根據實際情況進行分區(qū)分段填筑。為了避免超、欠壓，確保碾壓質量和施工安全，靠近外坡都存在約30cm～50cm的虛料無法碾壓密實，在填筑過程中堆石體也無法避免向下滑落，同樣也加大了虛料的厚度，在后期全斷面補填時必須提前采用挖機或推土機將虛料刷為不緩于1：2的坡（至密實狀態(tài)），后分層接縫，騎縫碾壓。
4、效果分析
新疆開都河柳樹溝面板堆石壩填筑從2011年9月1日開始，2012年5月30日結束，共填筑151.01萬m3（未含壩后護坡工程量）。在填筑施工過程中，按設計及規(guī)范要求的頻次對各種壩料檢測干密度、孔隙率、顆粒級配、滲透率數等，均符合設計及規(guī)范要求。各質量評定結果見下表1：混凝土面板堆石壩工程壩體回填質量評定匯總表。
5、結語
新疆開都河柳樹溝面板堆石壩工程在壩體回填過程中，結合工程實際，經過多種方案的優(yōu)化和質量控制，保質保量的完成了壩體回填工作，且取得了較好的經濟效益。102m高大壩累計沉降量僅為381mm，完全達到了設計及規(guī)范要求的小于1%的標準，為后期面板施工奠定了良好的基礎，并為同類型壩體施工提供了很好的借鑒和參考。
參考文獻：
[1]蔣國澄，傅志安，鳳家驥.混凝土面板壩工程.湖北：湖北科技出版社，1997.
[2]中華人民共和國電力行業(yè)標準.混凝土面板堆石壩施工規(guī)范，DL/T5128-2009.北京：中國電力出版社，2009.
[3]中華人民共和國電力行業(yè)標準.碾壓土石壩施工規(guī)范，DL/T5129-2001.北京：中國水利電力出版社，2001.
[4]中華人民共和國電力行業(yè)標準.水電水利工程碾壓式土石壩施工組織設計導則，DL/T 5116-2000.北京：中國電力出版社，2000.
