1 工程概况
梨园水电站是以发电为主，兼顾防洪，并具有库区航运和旅游等综合效益的大型水电水利工程。本工程为一等大（1）型工程。主要水工建筑物凝土面板堆石坝，泄洪、冲沙建筑物和引水发电建筑物均属1级建筑物，结构安全级别为Ⅰ级；下游护岸工程及其它次要建筑物属3级建筑物，结构安全级别为Ⅱ级。
混凝土面板堆石坝坝顶高程为1626.00m，坝顶长525.328m，坝顶宽12m，坝顶上游侧设4.2m高防浪墙，墙顶高程1627.20m。大坝河床部位趾板建基面最低高程为1471.00m，最大坝高155m。大坝按500年一遇洪水设计、PMF洪水进行校核，地震设防烈度为Ⅷ度。坝体上游坡面采用混凝土挤压边墙。坝体上游向下游依次分为垫层区（2A）、特殊垫层区（2B）、过渡区（3A）、主堆石区（3B）、下游干燥堆石区（3C）、下游堆石排水区（3D）、坝后砌石护坡。在面板上游面设上游铺盖区（1A）及盖重区（1B）。
2 大坝设计要求及技术参数
2.1 填筑料的技术指标
坝体从上游向下游依次分为垫层区（2A）、过渡区（3A）、主堆石区（3B）、下游干燥堆石区（3C）、下游堆石排水区（3D）、在周边缝下设特殊垫层区（2B）、下游干砌块石护坡（P）及上游坝前铺盖料1A、1B。各种料的料源分布见表1：
表1 坝体各分区填筑料料源分布表
| 坝料分区 | 料源分布 |
| 上游铺盖料粉细砂1A | 右岸上游渣场江边粉细砂 |
| 上游盖重料任意料1B | 上游围堰拆除料、弃渣料 |
| 垫层料2A、2B | 左岸砂石加工系统，上咱日灰岩料场开采加工 |
| 过渡料、岸坡过渡区3A | 引水道、泄洪冲沙洞、导流洞开挖的弱风化以下洞渣料，直接上坝或来自左岸下游存渣场、梨园大沟沟口 |
| 主堆石料3B | 溢洪道、厂房等开挖的弱风化以下玄武岩料、料场可用剥离料，直接上坝或来自左岸下游存渣场、厂房下游江边存渣场、梨园大沟存渣场等，不足部分自上咱日灰岩料场开采 |
| 下游排水堆石料3D | 电站进水口开挖的正长岩料，直接上坝或来自左岸下游存渣场 |
| 次堆石料3C | 电站进水口冰水堆积砂卵砾石开挖料中的粗粒料，来自上咱日沟A存渣场等 |
| 下游干砌块石护坡P | 上咱日灰岩料场开挖的微风化、新鲜大块石 |
本工程大坝堆石填筑料岩性不一，颗粒比重有所差异，根据有关坝料试验成果及类似工程经验，为方便坝料填筑后检测和质量控制，设计单位进一步细化了坝料设计指标。坝料颗粒组成及级配设计指标见表2。坝料颗粒组成及级配设计曲线见图1。
表2 坝体各填筑料颗粒组成及级配指标表
| 坝料 | 干密度 （g/cm³） | 渗透系数（cm/s） | 洒水量（%） | 最大粒径（mm） | 孔隙率（%） | ＜5mm 颗粒含量（%） | ＜0.1mm 颗粒含量（%） | 铺厚 （cm） |
| 3B、3D | ＞2.20 （灰岩料） | ＞1×10~1 | 15～20 | 800 | ＜20 | ＜20 | ≤5 | 80 |
| ＞2.30 （玄武岩、正长岩） | ||||||||
| 3A | ＞2.23 （灰岩料） | ＞1×10~2 | 10 | 300 | ＜19 | 8～30 | 80岸坡 | |
| ＞2.32 （玄武岩、正长岩） | 40坝前 | |||||||
| 2A | ＞2.24 | ＜3×10~3 | 5～10 | 80 | ＜17 | 30～50 | ≤8 | 40 |
| 2B | 40 | 20 | ||||||
| 3C | ＞1×10~3 | 10～15 | 800 | ＜19 | / | / | 80 |
图1 坝体各填筑料颗粒组成及级配曲线图
3 面板堆石坝坝体填筑施工关键技术
3.1 堆石区填筑
主堆石区所使用的填筑材料主要借助自卸车来进行运输，大粒径的石料滚落到底层，细小的颗粒停留在面层，采用这种方式能够确保推土机正常的进行碾压操作。需对填筑料的粒径进行有效的控制，为了有效地避免大粒径的石料集中出现架空现象，两边需要使用粒径为30cm的过渡料来进行填筑操作。在进行填筑时，周围部位首先进行填筑。坝体铺料的厚度一般控制为80cm，采用机械振动碾来对其进行碾压操作。在进行碾压时，需要采用错距法来对其进行碾压，并且对设备的碾压速度进行控制，碾压需按照分区分段的方式来进行操作，碾压10遍。在铺筑碾压操作中，需要做到层次清晰，避免漏压或欠碾现象的出现。岸坡在进行碾压操作时，滚筒需要接近岸坡，并且采用从上向下的方式来进行碾压。机械设备无法碾压到的地方需要借助手扶式振动碾来进行碾压操作。
堆石料分为两种类型：坝内加水和坝外加水。采用坝外加水的方式能对石料的表面进行全面的湿润，并且可以增加石料的湿润时间；坝内加水是指在坝面进行分层碾压操作前进行洒水操作，并且按照碾压的先后顺序来进行洒水操作。此外，还可以借助坝两侧的水池铺设水管的方式向坝面补充洒水。坝面洒水操作需要在摊铺石料、平整石料的过程中同步进行操作，根据实际的施工情况来确定洒水量。
3.2 坝体填筑接合部的处理
3.2.1 大坝各区的界面处理
为了避免大坝填筑各个地区的交接面出现大块石料集中的现象，需要采用不同的方式来进行卸料，尤其是在垫层料和过渡料之间的界面。如果所使用的填筑料粒径较大，需要使用后退法来进行卸料，这样可以有效地避免大块石料集中现象的发生。如果截面上存在大块石料，需要借助推土机来对其进行及时的清除，确保主堆石区不会占用其他区域。
坝面填筑工作的操作顺序：首先需要填筑过渡料，然后进行垫层料的填筑，最后在进行主堆石料的填筑操作，这样可以实现坝体同步上升的目标。将过渡料及时填筑好之后，需要借助人工或者小型铲来对界面上部存在的大粒径物料进行及时的清除，确保垫层料的宽度符合要求。
3.2.2 坝体与岸坡接合部的填筑
大坝岸坡的反坡位置首先需要对其进行削坡处理后，再对其进行回填操作。坝料在进行填筑操作时，与岸坡连接的位置容易出现大块石料集中的现象，并且碾压设备碾压不到，使得结合部位物料密实度较低。因此，在对岸坡结合位置进行填筑操作时，需要使用粒径＜30cm的细物料来进行填筑，并且借助振动碾来对岸坡进行碾压操作。设备碾压不到的位置，可以采用液压振动来对其进行夯实处理。
3.2.3 坝体分期接合部及坝后道路填筑施工
坝体分期接合部位和预留斜坡道由于设备无法有效地对其进行碾压，物料较为松散，在下期进行填筑操作时，需要对其进行加固处理。主要采用推土机来对其进行削坡处理，在后填筑区进行填筑操作时，首先需要对边坡处进行填筑，并且预留沟槽，借助推土机来对其进行削坡，将原本未压实的物料进行压实，松散的物料清除到沟槽内。
3.2.4 上游垫层料坡面保护
为了更加全面地保护已经填筑完成的垫层料坡面，需要对坝体填筑到要求高度进行多次碾压。在对其进行碾压操作前，需要借助人工设备来对坡面进行修整，在修整时以垫层的设计边线为基础，在法线方向预留一定的距离作为放线的标准。在每个坡面上间隔相同距离来确定打桩点，对钢筋桩进行标记，上下测量点用细钢丝进行连接。边坡修整完成后，需要借助方格网来对其进行测量，将所测量到的结果报告给监理人员，审批通过后才能进行后续斜坡的碾压工作。
斜坡碾压操作主要借助固定在坝面的推土机和振动碾来进行操作，首先采用静碾的方式碾压2～3遍，采用半振动的方式碾压6～8遍；斜坡面上需要采用错距法来对其进行碾压，碾压工作完成之后，需要借助方格网来对其进行测量。根据所得到的结果来判断是否需要进行再次碾压。
3.2.5 冲击碾压施工技术的应用
大坝填筑达到一定高度后，可采用冲击碾压的方式来进行操作。冲击碾压机以一定的速度在地面上进行推进，与地面进行接触和交替抬高碾压轮的方式来对其进行碾压操作，形成具有高冲击、高震动的撞击力。采用冲击碾压技术来对大坝进行填筑操作具有以下优点：
（1）具有较大的冲击力，压实深度大。冲击碾压机最大的碾压深度为4～5m。为了确保加固深度，可以根据实际的填筑材料和施工要求来选择碾压深度。
（2）填料选择的类型较为广泛。在含水量同等的情况下，冲击碾压机的碾压度较高。当填筑的厚度较大时，可以选择粒径较大的石料，这样不仅能够有效地保证碾压效果，还能降低石料爆破的成本，并且对石料的级配要求也有所降低。
（3）具有较高的工作效率。冲击碾压机采用匀速的前进方式，其速度是一般振动碾工作的3倍，填筑厚度也比采用一般振动碾的厚度大。此外，采用冲击碾压机具有较高的灵活性，可以独立进行工作，不需要借助其他设备。
4 结语
综上所述，梨园水电站面板堆石坝坝体在施工过程中通过采取合理的施工技术，制定合理管理措施顺利完成了施工，施工质量达到了预期要求。通过配备先进的机械设备和施工技术，有效保证了填筑强度，顺利在施工进度内完成了施工，值得类似工程借鉴和参考。
参考文献
[1]张春燕．混凝土面板堆石坝坝体填筑施工过程动态模拟研究[D]．武汉：武汉大学，2005.
[2]冉新民．公伯峡水电站混凝土面板堆石坝设计与施工[D]．西安：西安理工大学，2005.
[3]兰博，毛石根，罗永华．董箐水电站面板堆石坝高强度填筑施工技术[J]．贵州水力发电，2009，（5）.
收稿日期：2017-11-01
作者简介：吕永生（1980-），男，山西大同人，中国水利水电第一工程局有限公司工程师，研究方向：工程建设。
