255 西龙池上水库坡面垫层料施工技术 西龙池上水库坡面垫层料施工技术 陈春雷 姬玉波 黄传庚 孙生林陈春雷 姬玉波 黄传庚 孙生林 （葛洲坝集团第二工程有限公司） 【摘 要摘 要】 西龙池抽水蓄能电站上水库的整个库面底部设置了一碎石垫层，该垫层较薄，铺 开面积大，设计标准高，其施工质量的好坏直接关系到库、坝的运行安全。本文介绍西龙池上 水库沥青混凝土面板坡面垫层料施工的整个过程及其相关施工技术。 【关键词关键词】 碎石垫层 施工质量 施工技术 西龙池上水库 1 工程概况 西龙池上水库通过挖填形成库盆，采用沥青混凝土全库防渗，防渗面积 21.57 万 m2， 总库容为 469 万 m3。主要工程建筑物包括一座主坝、二座副坝及两个进/出水口。 库盆开挖形成后，其周围边坡用碎石垫层料填筑并碾压。主、副坝坡面（简称坝坡）垫 层填筑厚度为 3m，开挖后的库岸岩石坡面（简称岸坡）垫层填筑厚度为 60cm，总的填筑碾 压面积为 10.2 万 m2。库盆具体结构图见图 1。 图 1 上水库库盆平面结构 2 施工技术要求 采用碎石加工系统生产的成品料进行填筑，碎石最大粒径不大于 80mm，碎石料填筑每 层厚度不大于 40cm。 压实后要求渗透系数大于 10-2cm/s， 变型模量大于 40MPa， 设计干密度不小于 2.2t/m3。 碾压后的坡面平整度控制在设计面的2cm 之内（3m 直尺最高点与最低点的高差） 。 碎石垫层填筑碾压完毕后进行乳化沥青喷护，以防护固坡。 3 施工设想 将库盆开挖形成，并按设计要求填筑坝体，将部分开挖石料进行碎石加工成符合设计 要求的垫层料，确保料源充足。 选用 20t 自卸车配 0.8m3反铲和装载机作为主要摊铺设备，人工推小车作为次要摊铺 手段；选用 2 台推土机配 10t 拖碾作为主要碾压设备，平板夯机和自行式振动碾作为辅助 碾压设备。 256 在坡面上划分若干区域，即划分为平面段、反弧段、过渡段三种区域，每种区域又分 为若干施工块，不同区域采用不同的填筑、摊铺、碾压方法。岸坡碎石垫层采用斜坡薄层 碾压施工方法，碎石料采用 20t 自卸汽车运输，用反铲配合装载机和推土机铺料，人工修 整坡面， 拖碾由推土机牵引进行斜坡碾压。 坝坡碎石垫层除填筑施工按照填坝要求进行外， 其碾压方法与岸坡同。 施工中跟踪试验和测量，确保各项施工指标满足设计要求，避免返工。 4 施工布置 供水布置：沿着环库公路敷设一圈100 主供水管，再从主供水管接 DN35 硬制塑料水 管至施工部位。 道路布置：岸坡上部进料利用环库公路，岸坡下部进料利用库区开挖施工道路。 供电布置：施工用电主要为照明用电，利用库区电源接口，采用电缆敷设至施工部位。 设备布置：推土机布置在环库公路上，拖碾布置在库底，平板夯机和振动碾灵活布置 在边坡顶部或底部。 5 主体工程施工 5.1 主要设备选型 根据施工设想和施工内容，结合作业工程量，选用和配置相应的机械设备，其设备配 置见表 1。 表 1 机械设备配置表 序号 设备名称 规格型号 单位 数量 备注 1 拖碾 台 2 2 自行式振动碾 台 2 3 推土机 D85 台 4 4 装载机 Z50 台 3 5 自卸汽车 20t 辆 20 6 液压反铲 0.8m3 台 4 7 平板振动夯 台 1 8 手扶振动夯 台 2 9 乳化沥青洒布机 台 1 10 全站仪 台 1 11 对讲机 台 6 5.2 坝坡碾压施工 坝坡施工部位包括主坝、1、2副坝的坝坡及主坝与岸坡之间的 1：4 过渡区。其中坝前边坡部分主要为碾压施工，1：4 过渡区为填筑碾压施工。其工艺流程见框图 2。 混凝土 （1）测量放线 采用 510m 方格网对坡面划分施工块，其中垂直坝轴线方向为 5m 间距，平行坝轴线 方向为 10m 间距。采用 60cm 钢筋桩沿竖直方向布桩，根据测量结果沿垂直坝轴方向布线， 根据碾压试验结果预留 812cm 松铺厚度牵线。在坡面平整过程中经常检查钢筋桩和控制 线的情况，注意保护，严禁移动。 碎石料加水 坡面补平 坡面测量放线 静压 坡面碾压 坡面试验及平整度验收 坡面防护 图 2 坝坡施工工艺流程图 257 （2）坡面清理 对坡面上粗骨料较为集中的垫层料，在坝坡施工时必须予以清除，采用人工清理。人 工沿坝轴方向将坝坡上 1015cm 的粗骨料清除后， 再利用斗车、 刮耙等工具从坝面上将级 配均匀的碎石垫层料摊铺至坝坡表面，使之与测量控制线吻合。 （3）静压 坝面平整结束并经联合验收后， 开始对坝面进行碾压。 碾压采用一台 10t 拖式振动碾， 两台推土机牵引，其中一台推土机作为牵引设备，另一台推土机作为固定设备，牵引采用 24 钢丝绳通过定滑轮牵引拖碾。碾压配置指挥人员 3 名，由对讲机保持前、后推土机及 坝面上、下人员通讯。 （其工作示意见图 3） 。静压遍数为两遍（拖碾每上下一个来回为一 遍） 。碾压采用无振碾压，错距法施工，每轨重叠 20cm。静压完毕后，对碾压后的坡面进 行检查，对局部由于不均匀沉降和松铺厚度不均造成的坡面凹陷进行补料整平处理。 图 3 坡面碾压示意图 （4）坡面洒水 采用 D35 硬制塑料管沿坡面自上而下进行。洒水时，水头向上，使水呈雾状，均匀喷 洒至坡面，禁止直接对准坡面喷洒。 （5）坝坡碾压 洒水完毕后，立即对坡面进行碾压。碾压采用上振下不振碾压方式，错距碾压，每轨 重叠 20cm，碾压遍数六遍或上下齐振 3 遍的方法。为防止坝面出现超填和欠填现象，在碾 压开始时，先碾压一个碾轮条带，并对其进行测量，计算出碾压完毕后的轮廓线与设计面 的差异，如果大部分测点在设计允许的误差范围内，方可继续碾压，否则停止碾压，并根 据碾压结果对坡面进行补料或清坡处理。 在坝坡与岸坡 1： 4 过渡区先填筑碎石垫层， 其填筑靠近库区下部采用反铲配合装载机 摊铺碎石料，上部采用反铲由坝面向下铺料，中间部位采用铺料小车铺料。由于过渡区在 垂直坝轴方向厚薄不均。拖碾只能沿垂直坝轴方向碾压，因此，过渡区碾压第一层随岸坡 同时进行碾压，后几层则单独碾压。第一层施工时，对挖填交界处设置明显标志，作为后 几层碾压和最终坝面沥青混凝土处理的标志。最后一层则和岸坡、坝坡同时碾压。每层碾 压控制松铺厚度不超过 40cm。 （6）碾压后的检验 坝面碾压完毕后，依照检验方案对坝面进行质量检查。检查内容包括干密度、渗透系 数、平整度。 （7）坡面防护 坝坡检验完毕后，即对坡面进行乳化沥青喷护，乳化沥青喷护厚度为 3mm，喷护量约 为 1.5kg/ m2。乳化沥青喷护采用沥青洒布机，自下至上进行喷护，以达到固坡的作用。 5.3 岸坡填筑碾压施工 岸坡在施工前对坡面局部陡坎进行处理，经联合验收后进行。整个坡面填筑碾压施工 共分两层进行，其工艺流程见图 4。 258 （1）第一层填筑碾压施工 第一层填筑碾压采用反铲自上而下进行铺料。松铺厚度为 30cm40cm。其施工方法如 下： 1）垫层料装载运输。垫层料采用装载机配合 20t 自卸汽车从碎石加工系统取料，沿环 库公路堆存至施工岩坡部位的上部。由于碎石加工系统加工出来的碎石，在堆料过程中存 在骨料粒径分散的情况，碎石料取用前需要对其进行骨料拌和。在碎石料装载前，先用推 土机对加工后的碎石料料堆进行平整，料堆高度保持在 23m，取用时装载机自底部向上 挖装，以确保底部粗骨料和上部细骨料可均匀搭配。运输时，自卸汽车先卸料至环库公路 上， 再利用推土机或装载机赶料以减少骨料分散。 碎石料运输根据铺料反铲工作范围不同， 以 2025m 为一单元，根据单元面积计算出填筑方量，按照松散方及压实方之比计算出松 散方，并根据岩面开挖情况确定一定的富裕系数，作为该单元的备料依据。 2）加水。为防止在碎石料的摊铺过程中粒径分离，垫层料的加水分两次进行。在碎石 料摊铺前，先对料堆掺加 23的水，以保证碎石料有一定的湿度，在摊铺过程中，其粒 径间的毛细引力可以有效的防止骨料分离现象。在垫层料摊铺完毕静压后，再对碾压部位 洒 34的水量。 3）测量放线。第一层碎石料摊铺采用机械摊铺，在摊铺单元两侧垂直环库公路轴线设 置控制线，作为反铲铺料的参照线。控制线高度以高出设计开挖面 30cm 为宜。 4）碎石料摊铺。碎石料摊铺采用液压反铲，从环库公路料堆向下翻料，局部地区采用 人工配小车铺料。在铺料过程中设置指挥人员，负责设备安全及对控制线进行保护。对在 铺料过程中损坏的控制线及时恢复，以确保铺料厚度。反铲在铺料过程中根据碎石料料堆 情况，有意识的对级配不好的碎石料进行掺和。摊铺完成后，多余碎石料转至坡面下部， 如果碎石料不足，则从坡角用反铲自下往上摊铺，装载机供料。 5）坡面碾压。摊铺后的边坡静压两遍，洒水完毕后，立即对坡面进行碾压。碾压 采用上振下不振碾压方式，错距碾压，碾压遍数六遍。方法与坝坡碾压相同。坡面碾 压完毕后，经检验试验合格后，即可进行第二层碾压施工。 （2）第二层填筑碾压施工 第二层为坡面最终坡面，施工时除满足密度，渗透系数等指标外，尚需注意坡面平整 度和坡面碾压后表面大粒径碎石料分布情况。坡面控制施工方法基本同主坝坝坡施工，加 水、铺料方法同岸坡第一层施工。坡面平整时，注意保持 1215cm 的松铺超填。 5.4 反弧段填筑碾压施工 反弧段区域主要在边坡与库底的衔接段。采用自行式振动碾和拖碾两种设备进行碾压 施工。 （1）下部施工 反弧段下部 1.8m 高度，采用水平铺料方式，每层填筑控制厚度 3540cm（松铺） 。轮 廓线外侧超填约 1.0m 宽。采用推土机铺料，自行式振动碾分层碾压。碾压遍数 8 遍，错距 法碾压施工。碾压完毕后，采用反铲对弧面进行修整，预留 2025cm 保护层，人工清理。 其分层示意图详见图 5。 图 4 岸坡施工工艺流程图 坡面洒水 坡面测量放线 坡面碾压 第一层碎石垫层料摊铺现场取样检验 坡面测量放线 第二层碎石垫层料摊铺坡面清理整平 静压 坡面防护 坡面补平 坡面碾压坡面试验及平整度验收 259 图 5 反弧段摊铺分层示意图 （2）上部施工 反弧段上部采用反铲铺料， 碾压与下部一起进行碾压。 弧面碾压采用拖式振动碾碾压。 部分拖碾不能到达的部位，采用自行式振动碾碾压。 （3）反弧段表面控制 反弧段施工测量控制按照平行与环库公路轴线放线， 控制线间距 3m 设置。 坡面人工平 整，超高水平碾压部分按照 810cm 控制，反铲铺料部分根据松铺厚度不同按照 1215cm 控制，并根据实际碾压结果进行调整。 5.5 坡面碾压后的处理 （1）坡面超填处理 对于局部碾压条带出现欠填或超填现象，超过设计规定范围时，须对其进行处理。先 利用刮耙将坡面表层 510cm 范围刨松，然后根据坡面超欠情况将对坡面进行补料或找平 处理，完毕后进行碾压。 （2）试验坑处理 在边坡上做试验挖出的小方坑，坡面检验试验合格后，安排人员对试验坑进行回填， 采用手扶式振动夯对试验坑进行分层碾压。 6 质量控制 为保证垫层料碎石级配满足设计要求，保证边坡碾压施工质量，需要从源头上进行控 制。在垫层料生产过程中，设置专人对堆存的垫层料加工原料进行监控，防止含泥量过大 等不合格加工原料进入碎石加工系统。定期对砂石系统生产的成品料进行级配检测，以保 证碎石料级配合格。在碎石料的运输过程中，加强对碎石料的装运和卸料进行监控，尽量 减少碎石料的级配分离现象。在铺料前对碎石料料堆进行级配检测，弄清碎石料的级配分 布情况。在铺料过程中，设置专人对铺料反铲进行指挥，对级配分散的碎石料进行合理的 混合。 铺料和碾压是垫层施工的关键工序，其铺料方式、碾压方法等，直接决定着垫层的施 工质量。在施工全过程中必须做到全面质量控制。从摊铺、加水、碾压等每个环节都针对 性的制订作业指导书，严格按