坝工程粘土心墙填筑分部工程施工方法和施工质量报告.docx
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坝工程粘土心墙填筑分部工程施工方法和施工质量报告
尼尔基水利枢纽左副坝工程
粘土心墙填筑分部工程施工方法和施工质量报告
（ZFB－02）
编制：
邢军
审核：
刘玉宝
批准：
曹宝财
黑龙江省水利水电工程总公司
尼尔基项目经理部
二ΟΟ四年十一月二十日
1、工程概况
尼尔基水利枢纽左副坝位于嫩江河床左岸二级侵蚀阶地处，桩号0+087.31m-1+536.59m，最大坝高23m，坝顶宽8m，长1449.28m。
左副坝为粘土心墙砂砾石坝，采用干砌石护坡，上、下游坝坡均为1：
2.75，下游在210.00m高程处设有6m宽马道。
左副坝粘土心墙桩号0+247.31—1+536.59，轴线长度1289.28m,顶宽3m，顶高程为218.70m，心墙上、下游坡比为1：
0.2，心墙中心线位于坝轴线上游，距坝轴线2m。
粘土心墙伸入基础黄土状壤土层中1.5-3m，心墙基槽底宽2.8m。
左副坝与主坝连接段1+486-1+501桩号范围内心墙底部设置基岩砼盖板，宽度13.7m—23m，厚度30cm。
左副坝粘土心墙填筑于2003年6月17日开始施工，在施工前，我单位配合东北水利水电勘测设计研究院在现场进行了粘土碾压试验，确定了施工控制参数。
2003年10月13日，左副坝粘土心填筑受冬季低温影响，暂停施工，形象面貌达到210.00m（1+478.833—1+536.59段205.00m），心墙越冬防护方式为塑料布和砂砾料覆盖。
2004年4月25日，左副坝恢复粘土心墙填筑，2004年9月11日，心墙填筑除连接段（1+478.833—1+536.59）外，全部施工至设计高程218.7m，连接段受导流明渠段填筑影响，施工到211.00m高程，211.00m高程以上部分的填筑计划2005年5月31日前施工完毕。
2、完成的主要工程量
粘土心墙填筑85246m3,砼基岩盖板150m3。
3、主要施工方法
3.1碾压试验
粘土心墙施工前，由东北水利水电堪测设计研究院负责，由我单位配合进行，在填筑现场进行粘土碾压试验，确定了粘土填筑采用YZ12型凸块振动碾碾压，铺层厚度30cm，振动碾行车速度1.2km/h，振压8遍。
在现场粘土填筑时，严格按碾压试验成果和设计参数进行控制各项指标，确保填筑层压实质量。
3.2粘土心墙填筑方法
3.2.1粘土心墙填筑施工工艺
粘土心墙填筑施工程序为：
土料开采运输卸料摊铺平整碾压试验检测验收填筑下一层
粘土心墙填筑施工工艺流程图见图1：
3.2.2粘土心墙填筑主要方法及技术措施
（1）粘土料开采
所用土料取自沿江粘土料场，首先用D85推土机进行表土剥离，表土清净后，采用1.2m3反铲挖掘机进行立面开采，装15t自卸汽车运输上坝。
（2）心墙填筑作业规划
粘土心墙同上游坝壳料及下游反滤料平起填筑，跨缝碾压，采用先填反滤料和坝壳料，后填粘土料的方法施工。
由于心墙工作面较狭窄、工序多，在施工过程中，实施分段流水作业。
将心墙填筑分为结合面处理、铺料和压实三个作业工序，流水作业方向与坝轴线平行，作业段接单元工程段（160m长）进行划分。
粘土心墙填筑施工工艺流程图（图1）
施工准备
填筑边线测量量量
料场取料试验
结合面处理理
反滤料及坝壳料填筑
粘土料开采
不合格
结合面检验
粘土料运输
接缝处人工整形
合格
粘土铺筑
清除
平整
接缝处骑缝碾压
碾压
不合格
查找原因
质检
合格
塑料布覆盖
（3）铺料方法
铺料分为卸料和平料两道工序，在粘土料填筑前，首先填筑反滤料和与心墙相接的坝壳料，铺筑厚度50cm，靠近心墙附近暂不进行碾压，待心墙全部铺完后，一起碾压，并用人工将接缝处的反滤料和坝壳料进行整形，使之符合粘土心墙填筑的需要。
心墙填筑采用自卸汽车运料上坝，心墙土料铺筑方向与坝轴线平行，自卸汽车进占法卸料，推土机进行平料，个别不平地段，用人工铲平，铺料厚度及边线按控制桩进行控制。
（4）进入心墙临时道路布置
左副坝粘土心墙轴线长度1289.28m，分为9个单元段，每相邻两个单元段布置一条上坝路，共布置4条上坝路，作为土料运输车辆进入心墙的路口，减少载重汽车在心墙上行驶的距离，由路口处开始进占法卸土，边卸土边用推土机平整。
进入心墙的路口经常进行更换位置，不同填筑层交错布置。
在填土开始后，首先在路口处先铺大约0.5m厚的松土，当全工作段铺土完毕后，及时挖除路口超压及混入砂砾料的土体，然后换填新土。
（5）土料压实
填筑前进行碾压试验，按碾压试验确定铺土厚度为30cm，采用YZ12型凸块振动碾碾压8遍，行车速度1.2km/h。
采用进退错距法压实，压实方向与坝轴线平行，分段碾压碾迹搭接宽度：
垂直碾压方向不小于0.3－0.5m，顺碾压方向为1.0－1.5m。
在特殊部位，如与连接墩接合处用轻型打夯机或人工夯实。
（6）结合部位处理
1）上下层结合面处理
由于采用YZ12凸块振动碾作为压实机械，压实层表面凹凸不平，没有光面，在铺上层土前不需要进行刨毛处理，但在铺土前，视需要进行洒水湿润，洒水车停于坝壳上，根据洒水量的多少，用人工洒水或用洒水车直接洒水。
使结合层面达到湿润状态。
结合层面如有砂砾或其它杂物时，用人工进行清理，检查合格后进行土料铺筑。
2）心墙与混凝土表面接结合处理
左副坝粘土心墙与混凝土连接墩及基岩混凝土表面的处理，采用表面刷泥浆的方法，泥浆的土与水重量比为1：
2.5－1：
3，厚度为3－5mm，混凝土表面刷泥浆前，清净浮渣、乳皮、泥土等杂物，用清水湿润结合面表面。
3）粘土心墙与下游反滤料及上游坝壳料接缝处理
粘土料与坝壳料采取先砂后土的填筑方法，铺一层坝壳料，然后铺二层粘土，接缝处骑缝碾压，即先填下游反滤料和上游坝壳料，厚度50cm，靠近心墙部位暂不压实，用人工清理砂砾料边坡，达到设计粘土填筑边线位置，然后开始铺粘土心墙，铺层厚30cm，当此层检测合格后，进行上一层的铺土作业。
在坝壳料与粘土心墙接缝处采用13.5t振动平碾骑缝碾压8遍。
（7）心墙雨季填筑措施
根据施工条件在料场四周采取挖沟截渗和筑堤挡水措施，减少地表水流入土料场内，缩短雨季停工时间。
每天收听气象预报，提前做好防雨准备，正确掌握雨前停工、雨后复工的时机。
在雨季填筑时，晴天抢填粘土料，降雨及雨后填筑坝壳料，以保持坝体各区的均衡上升。
心墙的填筑面稍向上游倾斜，以利排泄雨水和避免局部积水，倾斜坡度2%－4%。
在降雨前将所有施工机械撤离心墙填筑面，停于坝壳区。
在每个单元填筑完成后，及时用塑料布覆盖此单元心墙，雨后复工时，首先用人工排除心墙表面的局部积水，并视含水率情况，进行晾晒或清除处理，使实测土料含水率不超过允许范围。
（8）粘土心墙越冬措施
粘土心墙越冬采取覆盖塑料布和砂砾料的保温措施，在心墙顶面先铺一层塑料布，然后覆盖2.5m厚砂砾料。
3.3心墙基岩混凝土盖板施工
连接段1+486—1+501桩号范围内心墙底部设计为30cm厚的混凝土盖板，设置φ12纵横间距均为20cm的钢筋，混凝土标号为C20W6二级配，板块伸缩缝设置橡胶止水带。
工程量为150m3，当基岩开挖达到底标高后，进行清基及洒水湿润岩石，经检查验收合格，进行模板安装和钢筋绑扎。
混凝土浇筑时，由中水六局三大系统供应混凝土熟料，采用3m3混凝土运输车运输，用溜槽直接下料入仓，一次浇筑到设计厚度，然后用插入式振捣器振捣。
混凝土顶面用水准仪控制高程，用木抹子搓成毛槎。
混凝土浇筑过程中，设专职人员负责监测模板以及钢筋是否发生变化情况，浇筑后12－18小时开始进行洒水养护，用毛苫子进行覆盖，保持混凝土表面湿润，砼养护时间14天。
左副坝基岩盖板混凝土与连接墩基础混凝土（中水一局施工）在1+501桩号处相接，在新老混凝土接槎部位，对原混凝土表面进行凿毛处理（人工凿毛），露出新鲜石子，然后用水冲洗及钢丝刷清理干净，在盖板混凝土浇筑至此部位前，用水泥浆涂刷接槎表面，然后浇筑混凝土。
在接槎处表面涂刷5mm厚乳化沥青封闭层，宽度30cm。
4、施工质量控制
4.1设计要求：
东北水利勘测设计研究院对左副坝粘土心墙工程的设计要求为：
心墙顶宽3m，顶高程218.7m,上下游坡比为1：
0.2，要求干容重1.62g/cm3，压实度0.99。
通过碾压试验确定施工参数为每层铺土厚30cm，采用12.2t凸块振动碾碾压8遍，行车速度1.2km/h。
左副坝粘土心墙施工前，监理试验室和我们施工单位共同对沿江土料场进行了复查，通过击实试验发现不同部位土样的最大干密度和最优含水率有所差异，根据试验结果将土场划分为六个开采区域，针对不同区域，提出不同的压实干容重和含水率控制指标，压实控制指标均为0.99。
表1沿江土料场各区施工控制指标
区域
压实干容重（g/cm3）
含水率
压实度
1
1.67
18.5±2%
0.99
2
1.71
19.0±2%
0.99
3
1.77
16.0±2%
0.99
4
1.71
17.8±2%
0.99
5
1.77
16.0±2%
0.99
6
1.75
16.0±2%
0.99
沿江土料场具体分区详见附图。
4.2质量控制标准的依据
根据水利部档北勘测设计院科学院做的碾压试验报告中的建议：
在现场填筑施工过程中，应随时监控防渗心墙土料的级配变化情况，如土料级配变化较大，应进行击实试验确定最优含水率和最大干密度，并对施工参数进行修正。
所以在施工时我方试验室同监理试验室对土场每一个区都共同进行了击实试验并确定了每个区的施工控制干密度。
4.3质量控制标准：
心墙与混凝土结合面要求混凝土表面清理干净，回填面湿润，无局部积水。
浆液均匀稠度一致，涂刷均匀，无空白，回填及时，无风干现象。
上下层铺土之间结合层面禁止撒入砂砾、杂物以及车辆在层面上重复碾压，湿润均匀，无积水、无空白。
上坝土料粘粒含量、含水量、土块直径符合要求，严禁冻土上坝。
施工面平整、层次清楚，上下层分段位置错开，铺料表面保持湿润。
摊铺后的土料厚度均匀，表面平整，无粗粒集中，边线整齐。
铺土厚度允许偏差－5cm-0cm；填铺边线－5cm---＋30cm。
③心墙施工前进行碾压试验，含水量高于或低于施工含水量时，进行含水量调整的工艺试验。
要求无漏压、表面平整，无弹簧、起皮、脱空和剪力破坏现象。
④心墙内不得留纵向接缝，所有横向接缝接合坡面不陡于1：
3，高差不超过15m，坡面接合填土含水量在允许范围的上限，铺料平整，无团块、无风干，碾压密实，无拉裂和起皮现象。
4.3质量控制方法：
4.3.1粘土料场质量控制
1在规定的开采区域内取料，将草皮、覆盖层等清除干净
2土料场使用前，必须进行含水量试验，保证上坝土料含水量在允许范围内，开采范围内的土料天然含水量与碾压试验要求的最优含水量相差不大（允许±2%）。
3含水量稍高时，调整方法以在料场翻晒为主。
先用反铲挖掘机挖出成堆，后用装载机每隔2小时翻晒一遍。
翻晒过程中要随时进行试验，土料合格后及时上坝进行填筑。
4稍低时，运至坝面上调整，用洒水车后带一个喷水成雾状的机械洒水，之后用装载机进行翻拌，洒水时要注意不要洒多了，试验合格后进行填筑。
5上坝土料粘粒含量、土块直径符合要求，严禁冻土上坝。
4.3.2填筑质量控制
结合面质量控制：
在每层心墙填筑前，前一填筑层必须经过验收合格。
上下层结合面，在摊铺前，检查表面有无砂砾料进入，发现后及时用人工清除，然后用洒水车进行洒水湿润，并保证表面无积水、无空白。
禁止车辆在已压实的层面上和横穿心墙行驶，为了施工的方便时在粘土心墙设道口时，必须做好心墙的保护措施，用塑料布把粘土心墙盖好，上面覆盖1m厚的砂砾石，防止车辆对粘土进行碾压。
铺土采用进占法，用推土机和人工配合平土，铺土厚度及边线用控制桩进行控制，边线用全站仪测出，沿轴线方向每20m上下游边线均设一控制桩，桩上标注此层粘土铺筑厚度。
碾压时，采用12.2t凸块振动碾碾压8遍，行车速度1挡，速度不大于1.2km/h，质检人员现场监视控制压实参数。
采用进退错距法压实，压实方向与坝轴线平行，分段碾压碾迹搭接宽度：
垂直碾压方向不小于0.3－0.5m，顺碾压方向为1.0－1.5m。
在特殊部位，如与连接墩接合处用轻型打夯机或人工夯实。
心墙内无纵向接缝，所有接缝接合坡面按1：
5进行控制，严格进行削坡、湿润、刨毛处理。
粘土心墙与混凝土盖板结合部位、与混凝土墩的结合部位在填筑粘土时在混凝土表面上涂刷水泥浆，防止水泥浆水份蒸发，边刷泥浆、边铺土、边压实。
填筑完后碾压时要横向碾压8遍。
5、质量检查验收情况
在施工过程中，各施工工序由施工班组进行自检、班组长或班组质检员进行复检、专职质检员进行终检，每个单元工程或每道工序均有监理工程师参与验收，截止2004年9月11日，粘土心墙分部工程共完成并评定484个单元工程，合格484个，单元工程合格率100%。
其中优良484个，单元工程优良率为100%。
左副坝粘土心墙工程至2004年9月11日共检测干密度点数为1424点，合格1424点，合格率100%，干密度检测详见表2（干密度检测结果统计表）。
利用直方图对粘土心墙填筑干密度检测进行质量控制，直方图附后。
进行颗粒分析13组，全部合格。
表2 干密度检测结果及过程统计表
设计指标
检测点数
检测结果
检测日期
1.67g/cm3，
压实度0.99
201
1.66-1.80g/m3
0.99-1.08
2003.6.17－2003.7.7
1.71g/cm3，
压实度0.99
100
1.70－1.74g/m3
0.99-1.02
2003.8.26-2003.9.9
1.77g/cm3，
压实度0.99
268
1.75-1.79g/m3
0.99-1.01
2003.9.13-2003.10.19
1.71g/cm3，
压实度0.99
413
1.69-1.76g/m3
0.99-1.03
2004.4.27-2004.7.14
1.77g/cm3，
压实度0.99
87
1.75-1.78g/m3
0.99-1.01
2004.7.15-2004.7.21
1.75g/cm3
压实度0.99
424
1.73-1.78g/m3
0.99-1.02
2004.7.22-2004.9.11
6、机械及人员投入
左副坝粘土心墙填筑工程共投入1.2m3反铲挖掘机2台，T120推土机2台，D85推土机1台，15t自卸汽车6台，YZ120凸块振动碾1台，打夯机1台，洒水车2台，施工技术人员4人，力工15人。
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