1、1浅述复合土工膜心墙堆石坝施工技术摘要：柬埔寨斯登沃代二级水电站壅水坝左、右岸均布置有复合土工膜心墙堆石坝，针对雨季施工含水量控制、土工膜防护、施工流程及施工工艺等问题，施工中通过采用对填筑料进行仓外加水与仓面加水相结合、对土工膜覆盖防护、现场多次生产性试验等应对措施，圆满完成了施工任务，经大坝下闸蓄水检验，施工质量完全满足要求，为今后土工膜心墙堆石坝施工积累经验。 关键词：柬埔寨；复合土工膜心墙；施工 Abstract: Cambodia stearns walter generation indicates the secondary hydropower station dam left
2、, right bank are arranged with composite geomembrane, core wall rockfill dam for the rainy season construction water content control, geomembrane, protection, construction process and construction technology, construction of filling material is used by water outside warehouse and warehouse combinati
3、on of surface water, the geomembrane protective cover, the productive test response for many times, the successful completion of the construction projects, the dam brake under water inspection, construction quality fully meet the requirements of geomembrane core wall rockfill dam construction experi
4、ence for the future. 2Key words: Cambodia; Compound geomembrane heart wall; The construction 中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号：2095-2104(2013) 一、工程概述 柬埔寨斯登沃代二级水电站为引水式电站，总装机容量 100MW，在柬埔寨斯登沃代河道上建一座壅水坝，通过坝左端的引水隧洞引水发电。壅水坝由混凝土重力坝、溢流坝、两岸接头土工膜心墙堆石坝等建筑物组成，坝顶全长 364.00m，其中左、右岸堆石坝共 224.5m，坝顶高程479.500，最大坝高约 49m。 堆石坝心墙采用膜
5、厚为 0.6mm 的二布一膜复合土工膜，心墙下部浇筑 2m 厚的基座混凝土，左岸接头坝复合土工膜心墙承受最大水头34.6m，防渗面积约 2108.1m2。右岸接头坝复合土工膜心墙承受最大水头33.6m，防渗面积约 1185m2。复合土工膜在垂直方向呈锯齿型铺设，以适应坝体沿铅直方向和水流方向的变形，同时方便复合土工膜的施工；锯齿边坡为粘土垫层压实的自然边坡（设计按 1:1.05） ，锯齿每一折幅上升高度为 1.0m。复合土工膜底部与基础灌浆帷幕盖重的混凝土基座（厚度2.0m）锚固，采用扁钢压边、膨胀螺栓锚固；复合土工膜靠河床侧锚入刺墙坝混凝土中，从而使复合土工膜与坝基灌浆帷幕形成一道封闭防渗系
6、统。 堆石坝土工膜上游侧布置有 500mm 厚干砌石护坡、坝体堆石区、平均厚度为 1500mm 粒径小于 20mm 的上游级配碎石过渡层、平均厚度为3500mm 的上游粘土保护层；下游侧依次布置有平均厚度为 2000mm 的粘土垫层、平均厚度为 3000mm 粒径小于 80mm 的级配碎石过渡层、无纺土工布反滤层、平均厚度为 1300mm 粒径小于 80mm 的下游级配碎石保护层、坝体堆石及 500mm 厚的干砌石护坡，堆石坝上、下游坡比 1:1.75，坝顶宽度 7.5m。 二、设计方案优化 经过对设计文件深入研究，为了方便施工，从而加快施工进度，保证施工质量，主要从以下几个方面建议设计进行了
7、优化： （1）为保证土工膜间的连接质量，建议设计将连接方式由热熔焊接优化为 KS 胶粘结。 （2）为保证心墙体的防渗效果及更好的对土工膜进行防护，建议设计将土工膜两侧的填筑材料由砂砾石优化为粘土。 （3）为保证级配的连续性，建议设计在上游粘土保护层与上游堆石体间增加级配碎石过渡层。 （4）为保证土工膜的施工，建议设计将靠河床坝段的锚固形式由竖直优化为与坝体段相同的锯齿状。 三、施工工艺 堆石坝填筑施工主要包括堆石料、级配碎石、粘土的施工，原则上保持不同种类的填筑材料施工同步上升，以土工膜、土工布为界，两侧填料交替碾压上升，每个交替高度为 1.0m，控制上下游高差不大于 1m。施工前对各种填筑材
8、料进行生产性试验，结合本工程已选碾压施工机具，对铺料方式、铺层厚度和压实厚度、碾压机行车速度、铺料过程加水量、4碾压遍数进行验证，对压实前后的级配和孔隙率、干容重等进行试验，提出最优参数组合，为大坝填筑施工提供科学依据。根据试验结果，具体施工流程详见图 1。 图注：1、图中单位以 cm 计；2、典型单元填筑高度为 1m，单元填筑碾压次序：121342 土工膜、土工布施工1、213、421，依此类推； 3、局部填筑碾压次序可根据现场调整。 四、填筑施工 1、施工参数选择 为确定合理的施工参数，填筑施工前，针对各种不同的填筑料，项目部结合本工程已选碾压施工机具及设计要求，对铺料方式、铺层厚度、碾压
9、机行车速度、填筑料加水量、碾压遍数等进行生产性试验，并对碾压后的级配、孔隙率、干容重、碾压后厚度等进行分析，提出试验结果，为大坝填筑施工提供科学依据。根据试验结果，最终确定的施工参数见表 1。 表 1： 施工参数表 2、测量放样 由测量人员测量放样，使施工人员明确填筑区的施工范围、作业高程及桩号等内容；施工人员需将填筑区用明确的标示表示出来。 5在坝体填筑过程中，需随时校核、测量坝体的标高、控制桩号及边坡坡度等是否符合施工图纸的要求，发现偏差及时修正，严禁不同填料区域混杂。 3、填筑料要求 根据设计要求，坝体的各种堆石及级配碎石填料，采用强风化下限新鲜的石料；粘土采用土料场粘土料，要求堆石最大
10、粒径不大于 800mm，级配碎石最大粒径不大于 80mm，粘土设计干容重 16.5kN/m3。施工前对各种填料的数量和质量进行复核，并检验填筑料物的物理力学指标，满足设计要求后用于坝体填筑；同时，粘土料、级配碎石料、堆石料满足设计包络线要求；填筑料中不夹杂粘土、草和树根等杂质。 根据设计要求及现场料源情况，最终选定级配碎石采用砂石系统生产的成品砂石料，堆石采用洞挖碴料及瀑布料场开挖料，粘土在坝址附近的土料场挖取。 4、填筑施工 4. 1 挖装与运输 填筑料采用 D7G 型推土机、ZL40B 装载机配合 CAT320D 挖掘机挖装，配 25t 自卸汽车，运输各种填筑料车辆相对固定，且不得随意相互
11、调换，并经常保持车厢、轮胎的清洁，严格按设计文件要求控制各填筑区的填筑料粒径及参数要求。 4. 2 填筑料加水 填筑料采用坝外加水与仓面加水相结合的办法，坝外加水利用在坝下游设置的加水站进行，仓面加水采用洒水车进行，加水量由水表控制，6心墙各分区填筑料的加水量严格按生产性试验结果确定的施工参数控制；堆石料加水可根据实际填筑料的粒径及块石含量适当调整，以填筑料均匀润湿为宜。 4. 3 铺料平仓 自卸汽车运料至现场在填筑工作面的前沿（离端点 12m 处）卸料，综合采用进占法和后退法铺料，卸料高度控制在 1.5m 之内。D7G 型推土机推料摊铺，局部区域 CAT320 挖掘机配合，使填筑仓面基本平整
12、，起伏差不超过 10cm，上下游边坡部位采用人工辅助施工。铺料厚度根据生产性试验结果确定的施工参数控制，在填筑过程中根据现场进行适当调整。按设计要求保证铺料厚度是堆石坝施工质量控制的重点，因此每一个工作面至少配备一位现场专职指挥人员，负责进料指挥、控制层厚、保护并及时移动标尺，以保证施工质量。 4. 4 碾压施工 粘土料及级配碎石料采用 BW75S-2 型振动碾进行碾压，堆石料采用18t 振动碾碾压，碾压遍数根据生产性试验结果确定的施工参数控制，振动碾行走方向平行于大坝轴线，严禁欠碾和漏碾，每单元终碾处，用进退不错距加碾 4 遍，工作面之间交接处进行搭接碾压，搭接宽度为1.0m，采用进退错距法
13、碾压，且在进退方向上依次延伸至每个单元，不宜错开，每次错距 30cm，碾压 2 遍，行走速度控制在 23km/h。石料应采取大面积铺筑，以减少接缝，当分块填筑时，对块间接坡处的虚坡带采取专门的处理措施，如采取台阶式的接坡方式，或采取将接坡处未压7实的虚坡石料挖除的措施。岸边地形突变及坡度过陡而振动碾碾压不到的部位，适当修整地形使振动碾到位，局部用振动板或振动夯压实，严防因出现架空等缺陷给坝体留下渗透通道隐患。 4. 5 削坡处理 坝体的坡面修整采用机械为主，人工为辅的方式进行，每填筑完一定高度即可进行修坡。机械修坡采用 CAT320C 挖掘机进行施工；对局部边角部位及其它机械无法运行的部位采用
14、人工配铁锹、锄头等进行修坡，对超、欠挖部分进行回填或挖除。经削坡处理后的边坡应平整顺直，无陡坎、无孔洞、无松散块体及其他杂物堆积。 5、土工膜及土工布施工 土工膜为堆石坝体的主要防渗手段，其施工质量的好坏直接关系到坝体安全，是堆石坝施工的重中之重。 5.1 运输及保管 土工合成材料运输过程中和运抵工地后应妥为保存，避免日晒，防止粘结成块，并应将其储存在不受损坏和方便取用的地方，土工膜及土工布从仓库一次运到施工部位，避免多次运输、搬运造成对土工材料的损坏；土工膜及土工布为易燃物品，注意防火安全。 5.2 土工膜及土工布铺设 （1）在坝面上对铺开的土工膜及土工布进行表观检查，防止出现破损。 （2）
15、对土工膜及土工布进行丈量，根据不同的部位不同设计长度进行裁剪、卷叠。 8（3）人工检查并清除基底面上碎石及有棱角的硬物，以防土工膜及土工布被刺破，将适当长度的土工膜及土工布按设计坡比打折，通过膨胀螺栓用锚固角钢将土工膜及土工布一端锚固，土工膜及土工布靠近河床一端锚固在河床段混凝土重力坝混凝土上。 （4）土工膜及土工布铺设铺设过程中适当松驰，并按图纸施工伸缩节。 （5）严禁施工设备直接通过土工膜及土工布，土工膜及土工布施工工作人员应穿软底鞋施工，不准穿带钉的鞋作业。 （6）铺好的土工膜及土工布经检查验收合格后应及时覆盖，不能及时覆盖的土工膜及土工布要使用编织布包裹，以防止土工膜受阳光照射而老化，
16、或被人为破坏。 （7）土工膜及土工布与基础锚固处上下游侧的填筑区域要用人工或小型夯实机械夯实。 5.3 土工膜及土工布接缝 （1）土工膜（布）接缝采用 KS 胶粘接，粘接形式为膜与膜膜与布布与布间粘接，搭接宽度不小于 15cm，详见图 2 及图 3。 图 2：有预留接边的粘接形式 9图 3：无预留接边的粘接形式 将需粘接的复合土膜预留接缝边对正就位，现场煮 KS 胶进行粘接作业。对用于膜与膜间粘接的 KS 胶液温度控制在 120左右，以免烫穿土工膜；对用于无纺布上的 KS 胶液温度可控制在 160200之间。先将预留复合土工膜接缝边的土工膜粘接，然后将预留布与膜粘接，最后将预留布与布粘接。粘接
17、过程中，橡皮锤及时跟进，对粘接部位敲打加压。 对于无预留接缝边的土工膜，要求去除搭接部位表面的无纺布（残留量80g/m2）,粘接宽度不小于 15cm，且土工膜与无纺土工布间粘接宽度不小于 2cm。 （2）无纺土工布之间的拼接 无纺土工布之间的拼接也采用 KS 胶粘接，粘接工艺同土工膜，粘接宽度不小于 15cm。 （3）土工膜（布）与一期混凝土锚固 土工膜在槽内与一期混凝土锚固：用钢丝刷将锚固槽混凝土表面浮浆清除，并清洗干净，再用棉纱把表面擦干。将 Z 字形竖向土工膜端头折边 20cm，清除 Z 字形竖向土工膜及基层土工膜表面的无纺土工布（残留量80g/m2） ，在粘接部位均匀涂刷 KS 胶，粘
18、接完成马上用橡皮锤对粘接部位敲打加压，随粘随敲。在已粘接好的复合土工膜上按设计间距 0.3m 钻孔布置膨胀螺栓（M8，L100mm） ，面上压钢板（60mm宽5mm 厚，端头要求倒圆角，以防刺破土工膜） ，拧紧螺帽对复合土工膜进行紧固。 土工布与一期混凝土锚固：无纺土工布与混凝土基座连接的端头折10边 20cm，按设计间距 0.3m 钻孔布置膨胀螺栓（M8，L100mm） ，面上压钢板（60mm 宽5mm 厚，端头要求倒圆角，以防刺破土工布） ，拧紧螺帽对无纺土工布进行紧固。 土工膜与一期砼锚固完成经验收后，即可浇筑锚固槽内 C25 二期混凝土。对于重力坝一侧的竖向锚固槽，由于竖向土工膜将锚固
19、槽分割成相互独立的小三角块，混凝土浇筑极为困难，将竖向锚固槽两边各加宽30cm，以利于模板安装和混凝土浇筑。 五、施工中难点的应对措施 针对堆石坝段施工施工中存在一些问题，采取了相应的应对措施： （1）堆石坝施工历时一年多，柬埔寨工程区域一半时间为雨季，降雨频繁，堆石坝填筑施工困难，特别是粘土施工，其含水量控制成为难点，且极易污染其它填筑区域，需对施工完成的粘土区域及时覆盖，另主要采用以下措施： 在开采面的山坡采取必要的截排水措施，减少雨水对开采面的渗透，降低土料含水率。 在土料场采用大角度的坡面开采，使开采面上湿下干，且坡面晾晒与开采交替进行，粘土料可以干湿混合而调整含水率。 在晴好天气时，在料场储备一定的含水率低的粘土料，储备料堆码成山包状，周边设置排水沟，雨季时，以干土料与湿土料混合而调整含水率。 （2）堆石坝长度较大，因此每层土工膜及土工布的重量极大，且要求按设计在竖直方向进行折叠，为避免机械施工对土工膜造成损伤，往
