摘要：贵州盘南电厂响水水库面板堆石坝填筑施工技术是在上坝运输道路少的情况下，通过精心组织、方案优化的施工前提下仅用10个月工期安全并高质量地完成了坝体103万m3填筑量，最高月填筑强度达到22万m3，较计划提前56天。该施工技术创造了施工质量、进度、安全与施工成本等管理的多赢，赢得业主、地方政府等的高度评价并取得良好的社会经济效益。
关键词：响水水库；面板堆石坝；填筑施工
1 工程概述
响水水库工程主要功能是为盘南6×600MW机组的大型火电厂提供2.7m3/s冷却用水（保证率97%）的水源工程，位于贵州省盘县响水镇。该枢纽由库区伏流过水洞、钢筋混凝土面板堆石板、左岸引水系统、右岸地面开敞式溢洪道及泄洪消能设施以及火电厂取水系统等建筑物组成，主要以供水为主，兼顾发电及其它，总装机容量为12.8MW，总库容3357万m3，电厂年用水总量5823万m3，正常蓄水位EL.1459m。本枢纽工程属Ⅱ等，大坝按100年一遇洪水标准设计，相应水位高程EL.1459.42m，2000年一遇校核，相应水位高程EL.1461.11m。
水库大坝为钢筋混凝土面板堆石坝，设计坝高84.45m，坝顶高程EL.1463.45m，坝顶长320m、宽6.05m，最大横断面底宽约262m；上、下游坝坡比均为1∶1.4并在坝后EL.1430m设置一道3m宽马道；坝体由垫层区（周边特殊垫层区）、过渡区、主堆石区、次堆石区、主堆石排水区及下游干砌块石护坡共6部分组成，填筑总量103万m3，垫层水平宽3～20m、过渡层水平宽4～11.67m，EL.1418m以下的趾板和面板上采用粘土铺盖和石渣填筑，大坝下游坡面为干砌块石护坡，法向厚度0.8m。
2 坝体填筑
2.1 填筑概况及设计特点
坝体填筑由特殊垫层料（小区料）、垫层料（2A）、过渡料（3A）、主堆石（3B）、次堆石（3C）及主堆石排水区（3E）和下游干砌块石共七个区组成（坝体结构见下图1），填筑总量103万m3（垫层料4.65万m3， 小区料0.33万m3， 过渡料10.19万m3， 主堆料58.65万m3， 次堆料27.71万m3， 坝后护坡1.47万m3），其中垫层区水平宽3～20m、过渡层水平宽4～11.67m，主堆料水平宽度3.95～127.88m，次堆料水平宽度26.3～69.8m，总宽度6.85～265.5m，坝后干砌块石护坡法向厚度0.8m。
2.2 料场布置与开采及爆破试验
2.2.1 料场布置与开采
大坝填筑料源为设计规划的料场，位于伏流洞段右岸公路边，距坝址约5～7km，有用料储量约160万m3，能满足本工程施工需要。开采时，先期进行覆盖层剥离，随后按设计技术要求并结合以往类似工程类似岩性的爆破试验参数进行各区料的爆破试验并获取符合相应料设计级配与质量要求的爆破参数和起爆网络，采取整体台阶梯段（10m垂直）爆破开挖，液压钻为主潜孔钻为辅造孔，2#岩石铵梯炸药，孔间、孔内顺序微差起爆网络。
2.2.2 爆破试验
堆石坝坝体结构设计分区及各区所起的作用不同，其各分区填筑材料的粒径及级配的要求亦有所不同，因此针对各分区填筑料的粒径及级配要求来爆破开采。通过爆破试验取得满足设计要求的良好级配的爆破参数。由于垫层料的级配是通过机轧实现的，因此爆破试验只针对过渡料和堆石料来进行，其主要技术指标要求为：满足坝体材料的良好级配要求，即不均匀系数大于5，曲率系数达到1以上的连续级配，超径块体要求减小到1%；主堆石料小于5mm含量小于20%；过渡料小于5mm含量达到5%～30%。
根据爆破参数和作业指导书进行坝体填筑料爆破，并按设计技术和规范要求对堆石料
和过渡料分别进行五组级配分析，其爆破试验爆破料超径（大于80cm）含量约为1%左右，各级料百分含量满足要求，且料径级配均匀，能满足坝料设计技术及规范要求，其结果均在设计要求的包络线内。说明爆破试验成功，达到设计要求的级配。
2.3 填筑碾压试验及成果
填筑施工前按设计提供的技术及相关规范要求以及以往类似工程类似岩性的碾压试验参数， 于04年5月进行各区料分区填筑碾压试验（受碾压试验场地制约，采取分区进行）并通过联合验收；同年11月在坝体EL.1401m进行垫层、过渡及主堆料的联合试验及在坝前EL.1401m以下进行斜坡垫层料的碾压试验，碾压机械为三一26E自行式振动碾，斜坡碾压机械为YZT-12型拖式振动碾，确定了坝体填筑标准及碾压参数，并明确施工现场控制以施工参数为主，挖坑试验为辅的方法。
3 坝体填筑施工
3.1 填筑分期与相应特性及道路布置
根据坝体结构，结合现场的实际情况、工程进度、施工道路布置及观测埋设等因素综合确定坝体分六期填筑。
3.2 填筑设备配置
为确保填筑进度及施工质量，结合工程实际及以往类似工程填筑施工配置了自行式振动碾2台、平板碾和拖碾各1台、推土机3台、挖掘机7台、自卸汽车60辆。
3.3 坝体填筑施工
坝体填筑堆石料采用挖掘机装自卸汽车经各期上坝路运输上坝，进展法铺料，推土机平仓，人工洒水湿润，25t自行式振动碾错距法碾压，其坝面填筑参数严格按碾压试验确定的各区参数执行，每层填筑碾压完毕并经检测及联合验收合格后，按相关填筑料的技术要求进行上层填筑施工。各区填筑料具体施工方法：
按设计要求完成各填筑区边界线的基础测量、坝基找平、坝料开采，上坝料均采用挖机装15～30t自卸汽车运输上坝，进占法布料，推土机推平，人工控制填筑层厚；垫层料由装载机或挖机装15～20t自卸汽车运输上坝，后退法布料，推土机推平局部挖机修整，人工控制填筑层厚。 铺料整平：堆石区采用自卸汽车进占法铺料，推土机摊铺整平坝面， 1m3反铲挖掘机剔除少量超径石，并修整主堆石区和过渡区的边界面。填筑层与岸坡结合部及各分区、分块结合部剔除大块石并将粗粒径集中部分挖除，回填以级配连续的石渣料；因施工道路等原因超高填筑部位须预留台阶，台阶宽度不小于该填筑层厚的2倍；过渡料采取自卸汽车后退法布料， 1m3反铲挖掘机摊铺整平并剔除少量超径石，人工配合修整边界面。在与垫层料交界的部位，剔除粒径超过20cm的块石；与主堆石区交界的部位，剔除粒径超过40cm的块石；垫层料采取自卸汽车后退法布料，1m3反铲挖掘机摊铺整平，人工配合修直边界线。垫层（特殊垫层）料填筑层不准超厚。
填筑碾压：25t自行式振动碾错距法碾压，滚筒错距50～60cm，往复为两遍，顺坝轴线方向行驶，靠岸坡边缘50～100cm范围内大型振动碾不能碾压到位，均按相应分区填筑厚度折半填筑，采用大型振动碾尽量从顺边坡及垂直岸坡两个方向交错碾压并在最靠近岸坡位置持续振动，最大限度地让激振力传递并使振动碾与周边缝间的填筑料得到充分挤压而密实，最后再采用小型平板振动碾反复振动碾压，确保填筑碾压质量与效果。
垫层区与过渡区先于相邻主堆区填筑，其填筑方法：自卸汽车后退法布料，CAT320B挖机平整修直上游边线，垫层与过渡层同时、同层、同厚碾压，碾压前充分洒水湿润以保碾压质量与效果，同时加强过渡区与相邻主堆区接缝位置的骑缝碾压，确保分区搭接质量与效果。
斜坡修整与碾压：垫层面每升高15～20m时进行一次斜坡碾压。斜坡碾压前先进行坡面修整。按测量放样吊线，预留一定厚度的沉降量。人工自上而下，逐层剥除吊线以上的垫层料，使坡面平整。修坡时，要保证坡面平整，碾压后斜坡面的平整度控制在+5～-8cm之内。斜坡碾压采用错距法，碾迹最小搭接宽度20cm，先静碾两遍，然后半振碾（上振下不振，往复一周为一遍）七遍，最后静碾一遍。
填筑洒水：从布置在两坝肩水池接4寸管沿岸坡架设，坝面内接2寸橡管随填筑部位人工移动洒水，在铺料整平经确认厚度符合要求及碾压前，开始洒水，水管安装水表计量，以确保洒水量满足要求及填筑质量与效果，洒水量按碾压试验确定参数执行。
下游坝后干砌石护坡：下游护坡随坝体上升跟进砌筑，充分利用爆破开采中的超径石料，铺以人工撬填，使最大的面平行于设计坡面。护坡块石之间嵌合牢固。
4 填筑施工质量控制
面板堆石坝质量控制主要有料场及坝面两个环节，其最关键环节还在于料场，料场控制的关键又在于级配与含泥量的控制。先期采取彻底剥离覆盖层到完整基岩面，确保含泥量控制在允许范围内；级配控制，各区上坝料均按料场规划区域严格按爆破试验确定参数进行开采爆破（施工中随岩层变化适时调整）。坝体填筑过程中必须抓好填筑各工序的施工质量控制，根据坝体填筑施工规范，填筑施工质量控制主要采取以控制施工参数和挖坑取样（辅以核子密度仪）测试孔隙率及干密度的双控制。
5 填筑施工安全控制
在填筑施工过程中，主要从料场及坝面两个环节来控制安全，而关键环节还在于料场。料场安全控制主要从先期拆除爆破安全距离范围内所有设施、爆破安全警戒的设置、火工产品的管理、开采过程中边坡危悬石处理、装运设备场内管理及道路维护等；而坝面安全控制主要从坝面设备运行管理（特别是坝体上升后碾压设备）、坝体填筑上升与坝前坝后交叉施工的护栏设置、坝面夜间施工加强照明设置、坝面施工派专职安全员轮流值班巡视与监督等。
6 填筑施工成本控制
在保证工程安全、进度及质量的前提下，为最大限度地降低施工成本，从主要的关键环节上加强管理：首先加强上坝料管理与控制，对上坝运输全部实行过磅核算，其次加强运输环节的管理，提高车辆的日上坝强度与效益，有效地节省2个月工期而取得良好的社会经济效益。
7 结语
盘南面板堆石坝在仅有一条上坝运输道路且还与地方交通存在交叉混用及运距达5～7km等复杂条件下的填筑施工，仅用10个月安全地完成坝体填筑量103万m3，提前2个月，使坝体填筑能保持连续4个月完成填筑量69.2万m3，最高月上坝填筑强度达22万m3/月， 至05年10月10日止坝体最大沉降不足20cm，其施工安全与施工成本得到很好的控制，创造施工质量、进度、安全与施工成本等的多赢，并取得良好的社会经济效益。
关键词：响水水库；面板堆石坝；填筑施工
1 工程概述
响水水库工程主要功能是为盘南6×600MW机组的大型火电厂提供2.7m3/s冷却用水（保证率97%）的水源工程，位于贵州省盘县响水镇。该枢纽由库区伏流过水洞、钢筋混凝土面板堆石板、左岸引水系统、右岸地面开敞式溢洪道及泄洪消能设施以及火电厂取水系统等建筑物组成，主要以供水为主，兼顾发电及其它，总装机容量为12.8MW，总库容3357万m3，电厂年用水总量5823万m3，正常蓄水位EL.1459m。本枢纽工程属Ⅱ等，大坝按100年一遇洪水标准设计，相应水位高程EL.1459.42m，2000年一遇校核，相应水位高程EL.1461.11m。
水库大坝为钢筋混凝土面板堆石坝，设计坝高84.45m，坝顶高程EL.1463.45m，坝顶长320m、宽6.05m，最大横断面底宽约262m；上、下游坝坡比均为1∶1.4并在坝后EL.1430m设置一道3m宽马道；坝体由垫层区（周边特殊垫层区）、过渡区、主堆石区、次堆石区、主堆石排水区及下游干砌块石护坡共6部分组成，填筑总量103万m3，垫层水平宽3～20m、过渡层水平宽4～11.67m，EL.1418m以下的趾板和面板上采用粘土铺盖和石渣填筑，大坝下游坡面为干砌块石护坡，法向厚度0.8m。
2 坝体填筑
2.1 填筑概况及设计特点
坝体填筑由特殊垫层料（小区料）、垫层料（2A）、过渡料（3A）、主堆石（3B）、次堆石（3C）及主堆石排水区（3E）和下游干砌块石共七个区组成（坝体结构见下图1），填筑总量103万m3（垫层料4.65万m3， 小区料0.33万m3， 过渡料10.19万m3， 主堆料58.65万m3， 次堆料27.71万m3， 坝后护坡1.47万m3），其中垫层区水平宽3～20m、过渡层水平宽4～11.67m，主堆料水平宽度3.95～127.88m，次堆料水平宽度26.3～69.8m，总宽度6.85～265.5m，坝后干砌块石护坡法向厚度0.8m。
2.2 料场布置与开采及爆破试验
2.2.1 料场布置与开采
大坝填筑料源为设计规划的料场，位于伏流洞段右岸公路边，距坝址约5～7km，有用料储量约160万m3，能满足本工程施工需要。开采时，先期进行覆盖层剥离，随后按设计技术要求并结合以往类似工程类似岩性的爆破试验参数进行各区料的爆破试验并获取符合相应料设计级配与质量要求的爆破参数和起爆网络，采取整体台阶梯段（10m垂直）爆破开挖，液压钻为主潜孔钻为辅造孔，2#岩石铵梯炸药，孔间、孔内顺序微差起爆网络。
2.2.2 爆破试验
堆石坝坝体结构设计分区及各区所起的作用不同，其各分区填筑材料的粒径及级配的要求亦有所不同，因此针对各分区填筑料的粒径及级配要求来爆破开采。通过爆破试验取得满足设计要求的良好级配的爆破参数。由于垫层料的级配是通过机轧实现的，因此爆破试验只针对过渡料和堆石料来进行，其主要技术指标要求为：满足坝体材料的良好级配要求，即不均匀系数大于5，曲率系数达到1以上的连续级配，超径块体要求减小到1%；主堆石料小于5mm含量小于20%；过渡料小于5mm含量达到5%～30%。
根据爆破参数和作业指导书进行坝体填筑料爆破，并按设计技术和规范要求对堆石料
和过渡料分别进行五组级配分析，其爆破试验爆破料超径（大于80cm）含量约为1%左右，各级料百分含量满足要求，且料径级配均匀，能满足坝料设计技术及规范要求，其结果均在设计要求的包络线内。说明爆破试验成功，达到设计要求的级配。
2.3 填筑碾压试验及成果
填筑施工前按设计提供的技术及相关规范要求以及以往类似工程类似岩性的碾压试验参数， 于04年5月进行各区料分区填筑碾压试验（受碾压试验场地制约，采取分区进行）并通过联合验收；同年11月在坝体EL.1401m进行垫层、过渡及主堆料的联合试验及在坝前EL.1401m以下进行斜坡垫层料的碾压试验，碾压机械为三一26E自行式振动碾，斜坡碾压机械为YZT-12型拖式振动碾，确定了坝体填筑标准及碾压参数，并明确施工现场控制以施工参数为主，挖坑试验为辅的方法。
3 坝体填筑施工
3.1 填筑分期与相应特性及道路布置
根据坝体结构，结合现场的实际情况、工程进度、施工道路布置及观测埋设等因素综合确定坝体分六期填筑。
3.2 填筑设备配置
为确保填筑进度及施工质量，结合工程实际及以往类似工程填筑施工配置了自行式振动碾2台、平板碾和拖碾各1台、推土机3台、挖掘机7台、自卸汽车60辆。
3.3 坝体填筑施工
坝体填筑堆石料采用挖掘机装自卸汽车经各期上坝路运输上坝，进展法铺料，推土机平仓，人工洒水湿润，25t自行式振动碾错距法碾压，其坝面填筑参数严格按碾压试验确定的各区参数执行，每层填筑碾压完毕并经检测及联合验收合格后，按相关填筑料的技术要求进行上层填筑施工。各区填筑料具体施工方法：
按设计要求完成各填筑区边界线的基础测量、坝基找平、坝料开采，上坝料均采用挖机装15～30t自卸汽车运输上坝，进占法布料，推土机推平，人工控制填筑层厚；垫层料由装载机或挖机装15～20t自卸汽车运输上坝，后退法布料，推土机推平局部挖机修整，人工控制填筑层厚。 铺料整平：堆石区采用自卸汽车进占法铺料，推土机摊铺整平坝面， 1m3反铲挖掘机剔除少量超径石，并修整主堆石区和过渡区的边界面。填筑层与岸坡结合部及各分区、分块结合部剔除大块石并将粗粒径集中部分挖除，回填以级配连续的石渣料；因施工道路等原因超高填筑部位须预留台阶，台阶宽度不小于该填筑层厚的2倍；过渡料采取自卸汽车后退法布料， 1m3反铲挖掘机摊铺整平并剔除少量超径石，人工配合修整边界面。在与垫层料交界的部位，剔除粒径超过20cm的块石；与主堆石区交界的部位，剔除粒径超过40cm的块石；垫层料采取自卸汽车后退法布料，1m3反铲挖掘机摊铺整平，人工配合修直边界线。垫层（特殊垫层）料填筑层不准超厚。
填筑碾压：25t自行式振动碾错距法碾压，滚筒错距50～60cm，往复为两遍，顺坝轴线方向行驶，靠岸坡边缘50～100cm范围内大型振动碾不能碾压到位，均按相应分区填筑厚度折半填筑，采用大型振动碾尽量从顺边坡及垂直岸坡两个方向交错碾压并在最靠近岸坡位置持续振动，最大限度地让激振力传递并使振动碾与周边缝间的填筑料得到充分挤压而密实，最后再采用小型平板振动碾反复振动碾压，确保填筑碾压质量与效果。
垫层区与过渡区先于相邻主堆区填筑，其填筑方法：自卸汽车后退法布料，CAT320B挖机平整修直上游边线，垫层与过渡层同时、同层、同厚碾压，碾压前充分洒水湿润以保碾压质量与效果，同时加强过渡区与相邻主堆区接缝位置的骑缝碾压，确保分区搭接质量与效果。
斜坡修整与碾压：垫层面每升高15～20m时进行一次斜坡碾压。斜坡碾压前先进行坡面修整。按测量放样吊线，预留一定厚度的沉降量。人工自上而下，逐层剥除吊线以上的垫层料，使坡面平整。修坡时，要保证坡面平整，碾压后斜坡面的平整度控制在+5～-8cm之内。斜坡碾压采用错距法，碾迹最小搭接宽度20cm，先静碾两遍，然后半振碾（上振下不振，往复一周为一遍）七遍，最后静碾一遍。
填筑洒水：从布置在两坝肩水池接4寸管沿岸坡架设，坝面内接2寸橡管随填筑部位人工移动洒水，在铺料整平经确认厚度符合要求及碾压前，开始洒水，水管安装水表计量，以确保洒水量满足要求及填筑质量与效果，洒水量按碾压试验确定参数执行。
下游坝后干砌石护坡：下游护坡随坝体上升跟进砌筑，充分利用爆破开采中的超径石料，铺以人工撬填，使最大的面平行于设计坡面。护坡块石之间嵌合牢固。
4 填筑施工质量控制
面板堆石坝质量控制主要有料场及坝面两个环节，其最关键环节还在于料场，料场控制的关键又在于级配与含泥量的控制。先期采取彻底剥离覆盖层到完整基岩面，确保含泥量控制在允许范围内；级配控制，各区上坝料均按料场规划区域严格按爆破试验确定参数进行开采爆破（施工中随岩层变化适时调整）。坝体填筑过程中必须抓好填筑各工序的施工质量控制，根据坝体填筑施工规范，填筑施工质量控制主要采取以控制施工参数和挖坑取样（辅以核子密度仪）测试孔隙率及干密度的双控制。
5 填筑施工安全控制
在填筑施工过程中，主要从料场及坝面两个环节来控制安全，而关键环节还在于料场。料场安全控制主要从先期拆除爆破安全距离范围内所有设施、爆破安全警戒的设置、火工产品的管理、开采过程中边坡危悬石处理、装运设备场内管理及道路维护等；而坝面安全控制主要从坝面设备运行管理（特别是坝体上升后碾压设备）、坝体填筑上升与坝前坝后交叉施工的护栏设置、坝面夜间施工加强照明设置、坝面施工派专职安全员轮流值班巡视与监督等。
6 填筑施工成本控制
在保证工程安全、进度及质量的前提下，为最大限度地降低施工成本，从主要的关键环节上加强管理：首先加强上坝料管理与控制，对上坝运输全部实行过磅核算，其次加强运输环节的管理，提高车辆的日上坝强度与效益，有效地节省2个月工期而取得良好的社会经济效益。
7 结语
盘南面板堆石坝在仅有一条上坝运输道路且还与地方交通存在交叉混用及运距达5～7km等复杂条件下的填筑施工，仅用10个月安全地完成坝体填筑量103万m3，提前2个月，使坝体填筑能保持连续4个月完成填筑量69.2万m3，最高月上坝填筑强度达22万m3/月， 至05年10月10日止坝体最大沉降不足20cm，其施工安全与施工成本得到很好的控制，创造施工质量、进度、安全与施工成本等的多赢，并取得良好的社会经济效益。