维普资讯 http://www.cqvip.com 第３３卷第８期 ２００７年８月 水力发电 文章编号：０５５９—９３４２（２００７）０８—００７１－０３ 水布垭水电站面４ｒｘ．堆石坝施工 及质量控制 刘俊峰，王宏飚 （浙江华东工程咨询有限公司，浙江杭州Ｉ ３１００１４） 关键词：面板堆石坝；面板混凝土；质量控制；水布垭水电站 摘要：水布垭水电站混凝土面板堆石坝是目前世界上已建及在建最高的面板堆石坝，最大坝高２３３ ｍ，坝体填料 分７个主要填筑区，从上游至下游分别为盖重区（Ｉ Ｂ）、粉细砂铺盖区（Ｉ Ａ）、垫层区（ⅡＡ）、过渡区（ⅢＡ）、主堆石 区（ⅢＢ）、次堆石区（ⅢＣ）和下游堆石区（ⅢＤ），上游防渗面板厚度为３Ｏ～ｌ１０ ａｍ，最大坡长３９２．１６ ｍ。从监理质量控 制的角度对面板堆石坝施工各关键工序质量控制进行了简要总结，可供参考。 Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ａｎｄ Ｑｕａｌｉｔｙ Ｃｏｎｔｒｏｌ ｏｆ Ｃｏｎｃｒｅｔｅ Ｆａｃｉｎｇ Ｒｏｃｋｆｉｌｌ Ｄａｍ ｏｆ Ｓｈｕｉｂｕｙａ Ｈｙｄｒｏｐｏｗｅｒ Ｓｔａｔｉｏｎ Ｌｉｕ Ｊｕｎｆｅｎｇ，Ｗａｎｇ Ｈｏｎｇｂｉａｏ （Ｚｈｅｊｉａｎｇ Ｈｕａｄｏｎｇ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｃｏｎｓｕｌｔｉｎｇ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｈａｎｇｚｈｏｕ Ｚｈｅｊｉａｎｇ ３１００１４） Ｋｅｙ Ｗｏｒｄｓ：ｆａｃｉｎｇ ｒｏｃｋｆｉｌｌ ｄａｍ；ｆａｃｉｎｇ ｃｏｎｃｒｅｔｅ；ｑｕａｌｉｔｙ ｃｏｎｔｒｏｌ；Ｓｈｕｉｂｕｙａ Ｈｙｄｒｏｐｏｗｅｒ Ｓｔａｔｉｏｎ Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｆａｃｉｎｇ ｒｏｃｋｆｉｌｌ ｄａｍ ｏｆ ｔｈｅ Ｓｈｕｉｂｕｙａ Ｈｙｄｒｏｐｏｗｅｒ Ｓｔａｔｉｏｎ ｉｓ ｔｈｅ ｈｉｇｈｅｓｔ ｃｏｍｐｌｅｔｅｄ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｆａｃｉｎｇ ｒｏｃｋｆｉｌｌ ｄａｍ ｉｎ ｔｈｅ ｗｏｒｌｄ ａｔ ｐｒｅｓｅｎｔ，ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｍａｘｉｍｕｍ ｄａｍ ｈｅｉｇｈｔ ｏｆ ２３３ ｍｅｔｅｒｓ．Ｔｈｅ ｄａｍ ｂｏｄｙ ｉｓ ｄｉｖｉｄｅｄ ｉｎｔｏ ７ ｍａｉｎ ｉｆｌｌｉｎｇ ｚｏｎｅｓ，ｗｈｉｃｈ ａｒｅ ｗｅｉｇｈｔｅｄ ｃｏｖｅｒ ｚｏｎｅ（ＩＢ），ｓｉｌｔ－ｓａｎｄ ｂｌａｎｋｅｔ ｚｏｎｅ（ＩＡ），ｃｕｓｈｉｏｎ ｚｏｎｅ（ＩＩＡ），ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ ｚｏｎｅ（ＩＩＩＡ）， ｍａｉｎ ｒｏｃｋｆｉｌｌ ｚｏｎｅ（ＩＩＩＢ），ｓｕｂ—ｒｏｃｋｆｉｌｌ ｚｏｎｅ（ＩＩＩＣ），ａｎｄ ｄｏｗｎｓｔｒｅａｍ ｒｏｃｋｆｉｌｌ ｚｏｎｅ（ＩＩＩＤ）ｆｒｏｍ ｕｐｓｔｒｅａｍ ｔｏ ｄｏｗｎｓｔｒｅａｍ．Ｔｈｅ ｕｐｓｔｒｅａｍ ｓｅｅｐａｇｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｆａｃｅ—ｓｌａｂ ｉｓ ｔｈｉｃｋ ｉｎ ３０一ｌ １０ ｃｍ，ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｍａｘｉｍｕｍ ｓｌｏｐｅ ｌｅｎｇｔｈ ｏｆ ３９２．１６ ｍ．Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｓｕｍｓ ｕｐ ｔｈｅ ｋｅｙ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ ｏｆ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｑｕＭｉ￣ｃｏｎｔｒｏｌ ｏｆ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｆａｃｉｎｇ ｒｏｃｋｆｉｌｌ ｄａｍ． 中图分类号：ＴＶ６４１．４３（２６３） 文献标识码：Ｂ １工程概况 水布垭混凝土面板堆石坝最大坝高２３３ ｍ，大坝上游坝 坡１：１．４。下游平均坝坡１：１．４．坝顶高程４０９ ｍ，坝轴线长６７５ ｍ，坝顶宽度１２ ｍ。上游防渗面板底部高程１７７ ｍ．顶部高程 ４０５ ｍ．坡度１：１．４，最大坡长３９２．１６ ｍ，面板厚度为３０～ｌ１０ 栖霞组硬岩料。坝体填筑共分六期施工，２００６年１０月上旬 坝体填筑至４０５．５ ｍ高程。 混凝土面板是坝体最重要的防渗结构，其长宽比和长厚 比极大，受温度应力、干缩应力、外部约束条件和坝体沉降等 影响极易产生各种形式的裂缝，因此面板混凝土不仅要具有 一定的强度．更应具有优良的抗裂耐久性能。根据设计技术 ａｍ。面板分三期施工，高程２７８．０ ｍ以下为第一期，高程 ２７８．０ ３４０．０ ｍ为第二期，高程３４０．０～４０５．０ ｍ为第三期。 要求．水布垭堆石坝面板混凝土设计标号一期为 Ｃ３０Ｗ１２ＦＩＯ０、二期为Ｃ３０Ｗ１２Ｆ１５０、三期为Ｃ２５Ｗ１２Ｆ２００，面 对于面板堆石坝而言，堆石坝体是维持大坝稳定的主体 结构，主要承受自重和水荷载。坝体的变形将直接影响到混 板混凝土极限拉伸值大于ｌＯＯｘ１０ ．保证率为９５％。一期面 板 昆凝土在大坝填筑至２８８ ｍ高程、坝体沉降约６个月后开 始进行面板 昆凝土浇筑：二期面板混凝土在大坝填筑至３６０ ｍ高程、坝体沉降约３个月后开始进行面板混凝土浇筑；三 凝土面板等防渗结构的工作可靠性，同时坝体又必须满足 “上截下排”的设计原则．合理分区．以有利于坝体稳定。水布 垭水电站堆石坝坝体分为垫层区（ⅡＡ）、过渡区（ⅢＡ）、主堆 石区（ⅢＢ）、次堆石区（ⅢＣ）和下游堆石区（ⅢＤ），各区料设 收稿日期：２００７—０７—１６ 计技术要求及碾压填筑施工参数见表１。ⅡＡ、ⅢＡ、ⅢＢ料源 均为茅口组硬灰岩，ⅢＣ料源为栖霞组混合料，ⅢＤ料源为 作者简介：刘俊峰（１９８１一），男，湖北潜江人，工程师，主要从事 水利水电建设监理工作． Ｗａｔｅｒ Ｐｏｗｅｒ Ｖｏ１．３３．Ｎｏ．８困 维普资讯 http://www.cqvip.com 小／Ｊ 吧 ＵＵ／耳ｏ／－．－ｄ 期面板混凝土在大坝填筑至４０５．５ ｍ高程、坝体沉降约３个 月后开始进行面板混凝土浇筑。 ２面板堆石坝坝体填筑质量控制 面板堆石坝坝体填筑施工质量取决于施工过程的全面 控制。水布垭面板堆石坝堆石填筑施工质量控制的关键点主 要为：①爆破开采上坝料的质量控制。爆破开采上坝料的质 量控制可以确保上坝料的级配、最大粒径、泥团含量、石料物 理力学指标等满足设计要求。②人工制备垫层料与小区料的 质量控制。控制人工制备垫层料和小区料质量可以确保填筑 料级配（特别是粒径小于５ ｍｍ、０．１ ｍｍ的颗粒含量）满足设 计要求。③填筑施工参数的控制。填筑施工参数控制是指控 制填筑碾压的层厚、碾压遍数、碾压轨迹、洒水量等满足施工 技术要求。④碾压设备工况控制。振动碾的碾重与施工过程 中的激振力、振动频率等指标满足施Ｔ技术要求。⑤填筑质 量检测。坝体填筑施工前，首先根据设计技术要求进行了坝 料的爆破开采试验和碾压试验，以确定各区料爆破开采参数 和碾压参数。坝体填筑施工主要程序为：上坝料开采一挖装、 运输— 摊铺— 碾压。 ２．１上坝料质量控制 上坝料开采严格执行坝料质量鉴定程序．按既定参数进 行爆破开挖．以确保坝料质量满足技术要求。为便于坝面卸 料指挥．避免不同分区的坝料相混淆，运输上坝料的自卸汽 车设有醒目的分区料标识．并在进出每个料场的路１５，设有 坝料检查站。坝料加水量的控制．以洒水均匀、碾压前保证坝 料湿润为原则．堆石体填筑的加水量．分两次进行。坝料运输 过程中在加水站完成７０％的加水量；在坝料摊铺完成后，采 用洒水车进行仓面洒水：对垫层料的洒水，如在加水站加水 将造成颗粒流失，而坝面洒水渗透较慢．洒水过大易造成弹 簧土及板结现象．为此．在砂石料系统出料皮带机上增设了 喷雾装置．使垫层料含水量保持在３％左右．碾压前对垫层料 表面适当洒水。 ２－２各区铺料质量控制 各区料铺料厚度按压实层厚加１０％控制．每个填筑单元 设数个可移动的铺料层厚标志杆、并在岸坡上设置层厚标志 线，以控制各区料铺料层厚不得超过设计技术要求。在铺料 过程中．用液压破碎锥及时将超径石破碎解小．以利于控制 铺料厚度和仓面平整度。 ２。３填筑施工参数及碾压设备工况控制 水布垭堆石坝坝体填筑一期至三期填筑施工中．碾压遍 圜Ｗａｔｅｒ Ｐｏｗｅｒ Ｖｏ１．３３．Ｎｏ．８ 数、碾压轨迹、行走速度由施工质检人员和监理人员现场巡 视、旁站监督。自四期填筑开始，采用ＧＰＳ监控系统对碾压 遍数、碾压轨迹、行走速度进行实时监控。振动碾的频率与激 振力．在每期坝体填筑施工前进行一次检验率定．以保证振 动碾工作参数的稳定。振动碾速度按不大于３ ｋｍ／ｈ控制。 ２．４填筑质量检测 坝体填筑过程中边角部位和结合部位的施工是质量检 查的重点。对于边角部位，大坝迎水面一般先填ⅡＡ料再填 ⅢＡ料．有时也会先填ⅢＡ料，但需保证ⅡＡ料及ⅢＡ的填筑 宽度。趾板至１／３坝高范围内与岸坡结合部位，先填筑２ ｍ 宽的ⅡＡ料，再填２ ｍ宽的ⅢＡ料（４０ ｃｍ一层），然后再进行 ⅢＢ料的填筑：１／３坝高至主堆石区与岸坡接合部位先填筑２ ｍ宽ⅢＡ料．再进行ⅢＢ料的填筑；ⅢＤ料与岸坡接合部位填 筑颗粒偏细的石料。小区料和振动碾无法作业的边角地带的 碾压采用液压夯板压实。对于各区料结合部位．首先应严格 控制各分区料结合面的超径石与侵占问题。在ⅢＡ区上游面 应剔除粒径超过１００ ｍｍ的粗粒．在ⅢＢ区上游面应剔除粒 径超过３００ ｍｍ的块石。其次要切实控制好填筑结合面的施 工质量。坝体ｌ艋时断面结合部位采用台阶法填筑．每个台阶 预留宽度应大于２ ｍ．每一填筑层靠近坡面部位碾压前应用 反铲将坡面大块石清理至碾压完成的部位后用破碎锥破碎： 后期施工的每一填筑单元在铺料前将先填区的坡脚翻挖 １．５－２．０ ｍ后再一并进行铺料碾压．以避免先、后填筑的结合 面存在碾压“死角”。坝体填筑尽量平起上升，ⅡＡ、ⅢＡ与不 小于１０ ｍ宽的ⅢＢ区平起上升，分阶段填筑的各ｌ临时坝体 顺水流方向高差不允许超过４０ ｍ．顺坝轴线方向不允许临 时高差。 坝体各区料碾压完成后，严格按设计和规范要求进行质 量检测．坝体填筑质量检测方法以试坑法检测干密度和级配 为主，辅以附加质量法检测。根据已有试验资料统计分析， 各区料干密度平均值、最小值和标准偏差均满足设计和规 范要求．渗透系数和级配曲线合格率均基本满足设计技术 要求。 ３面板混凝土质量控制 水布垭堆石坝面板混凝土施工前根据面板混凝土设计 技术要求进行了详尽的配合比试验，从原材料的选型、配合 比参数的选定、混凝土性能试验及施工工艺等方面进行了详 细的研究和分析，并确定了最佳的施工配合比．对指导面板 混凝土实际施工起到了积极的作用。为增强面板混凝土抗裂 维普资讯 http://www.cqvip.com 第３３卷第８期 刘俊峰，等：水布垭水电站面板堆石坝施工及质量控制 性能，水布垭堆石坝面板中还掺加了聚丙烯腈纤维。面板混 凝土施工质量的控制重点为：①原材料质量控制，确保面板 混凝土所用原材料质量合格；②拌和生产质量控制，确保混 凝土拌和生产质量满足设计要求；③混凝土浇筑质量控制， 确保混凝土施工从立模、浇筑、养护等各工序施工质量满足 设计和规范要求。 ３ １ 面板混凝土施工程序 面板混凝土施工的主要程序为：挤压边墙坡面处理一周 边缝和垂直缝施工一模板、钢筋工程一仪器、埋件预埋一混 凝土浇筑一养护。为了确保面板混凝土浇筑施工质量．严格 按设计和规范要求对每道工序进行监督和检查及验收．对重 要工序（如挤压边墙坡面处理、周边缝处理、止水铜片制安 等）和隐蔽工序需验收合格后才能进入后续工序施工。 ３ １ １ 挤压边墙坡面处理 对坡面起伏不平及挤压边墙层问结合部位采取补亏削 盈、砂浆修补的方式。为减少挤压边墙对面板的约束，坡面处 理首先是沿面板板间缝对挤压边墙进行挖槽及回填、夯实施 工，随后进行垂直缝砂浆垫层施工，施工完成后进行测量复 核，以确保砂浆垫平整度及平面位置符合设计和规范要求。 挤压边墙表面处理完成，进行阳离子乳化沥青施工。 ３ １ｌ２周边缝和垂直缝处理 周边缝的处理主要包括周边缝清理、止水铜片清理修 补、趾板混凝土缺陷处理、挖槽、预埋监测仪器及管线、沥青 砂浆垫块埋设、沥青木板安装等项施工内容。质量控制重点 以趾板混凝土缺陷处理及沥青砂浆垫埋设和止水铜片修整 为主。 垂直缝止水铜片采用紫铜带在坝顶成型机轧制成型后 顺坡下放，轧制过程中检查有无裂纹、破损等现象。止水铜片 鼻子内ＰＶＣ棒、ＧＢ填料填塞及铜止水接头的焊接质量、搭 接长度、止水铜片的外伤修补质量、表面洁净状况等，均进行 逐一检查。在面板侧模安装过程中，应加强对垂直缝的止水 铜片对巾位置及与模板结合部位缝隙检查。 ３ １ ３模板、钢筋工程 面板混凝土滑模总质量约１４ ｔ．其中配重质量约７ ｔ．滑 模宽１．５ ｍ，长ｌ７．６６ ｍ，后部设两个抹面平台。侧模采用钢木 组合结构，主要为ｌ８号槽钢配木模板组成。三角块的面板混 凝土浇筑采用定型小钢模进行翻模施工。在模板安装施工过 程中，除对模板的刚性、稳定性、严密性及表面平整度按设计 与规范进行检查外，重点对模板的安装精度进行现场质量控 制，确保模板的平直度、安装偏差及面板最终成型尺寸符合 设计与规范要求。 面板钢筋连接主要采用剥肋滚压直螺纹套筒连接．少数 采用焊接或绑扎连接。钢筋安装的规格、数量、间距及保护层 等应符合设计及规范要求。 ３．１ ４混凝土浇筑 面板混凝土浇筑过程中，对混凝土运输、摊铺、振捣、滑 模提升、抹面、养护等各施工工序加强了质量监控。面板混凝 土主要采用５ ｔ自卸汽车运输。混凝土坡面运输采用梯形溜 槽，浇筑过程中，控制下料均匀性，防止飞石、溜槽堵塞等现 象的发生。混凝土布料采用人工摆动溜槽布料，要求均匀、连 续布料，避免骨料分离，并控制布料长度不超过２ ｎｌ。 对局部骨料分离现象，及时进行了处理，特别是周边缝 和垂直缝止水铜片附近，辅以人工铺料。混凝土人仓后及时 进行了振捣。垂直缝附近及滑模下部采用软管振捣器振捣。 浇筑过程中控制滑模每次提升斜长不超过５０ ｃｍ，并采取措 施防止或减小滑模上浮。脱模后混凝土及时进行表面修复、 压面、抹平。遇雨雪天气时，及时排除仓面积水，雨量较大时 暂时停止浇筑，并做好仓面排水措施。冬季温度较低时，采取 在抹面平台上增设太阳灯以提高仓面温度。 ３ １ ５面板混凝土的养护 面板混凝土养护以保温、保湿为主．混凝土露出塑料布 雨棚后及时覆盖毛毡与塑料薄膜的复合材料．离滑模后部约 ｌ０～１５ ｍ开始进行不间断洒水养护。 ３ｌ２施工效果 作为世界最高面板堆石坝．水布垭工程面板混凝土得到 了建设各方的高度重视，面板混凝土施工质量总体较好．从 目前已取得的试验资料分析一期面板混凝土平均抗压强度 为４３．２ ＭＰａ，合格率为１００％，保证率为９９．５％；二期面板混 凝土平均抗压强度为３９．７ ＭＰａ，合格率为１００％，保证率为 ９９．６％；三期面板混凝土平均抗压强度为４２‘３ ＭＰａ，合格率为 １００％，保证率为９９．９％；面板极限拉伸、抗冻、抗渗性能符合 设计要求。 一期面板共发现２８３条裂缝，从裂缝位置分布来看，裂 缝主要集中在高程２３５～２４０ ｍ、２６０～２７０ ｍ两个区域内，裂缝 以水平方向为主．纵向裂缝较少．裂缝发生的原因主要与坝 体沉降变形有关。二期面板浇筑前坝体超高填筑２０ ｍ，并且 在高程３３２ ｍ处设置一道水平分缝，有效减少了坝体沉降变 形对面板的影响，经检查，二期面板发现１１条裂缝，均为水 平方向裂缝。三期面板由于浇筑完成时间较短，尚未进行详 细的裂缝检查和统计。 ４结语 水布垭堆石坝垫层料坡面防护采用了挤压边墙坡面一 次成型新工艺，与传统的施工方法相比，挤压边墙具有明显 的的技术优势：①无需进行垫层料削坡、人工修坡、斜坡碾压 以及坡面防护等施工措施．使垫层料施工工序和施工设备得 到简化，加快了施工进度；②提高坡面防护和度汛能力，用挤 压边墙代替了坡面碾压砂浆，施工中能及时提供一个可抵御 冲刷的上游坡面；③施工安全性提高，保证垫层料施工过程 中不会对上游趾板灌浆等施工安全造成影响。 水布垭水电站面板堆石坝的施工得到了建设各方的高 度重视．施工前进行了大量的试验研究和准备工作．为面板 堆石坝施工提供了较好的参考和依据．保证了坝体填筑和面 板混凝土施工的顺利进行。施工过程中虽然遇到了不少新问 题，均及时得到了解决，各工序施工质量均得到有效控制，工 程实体质量较好。作为世界已建和在建最高面板堆石坝—— 水布垭面板堆石坝．在施工中所积累的经验。将对今后其他 同类工程的设计和施工提供宝贵的借鉴参考。 Ｗａｔｅｒ Ｐｏｗｅｒ Ｖｏ１．３３． ．８困