火电厂贮灰场子坝加高工程施工技术措施廖远华

廖远华

摘要：本文根据重庆开县白鹤电厂与四川广安电厂各级子坝加高工程施工实践和相关资料收集，重点对火电厂贮灰场子坝加高工程的场内临时排水及导流措施、沉积灰渣的坝基处理、坝体填筑、土工织物铺设、干砌块石护坡、位移点和测压管埋设等几方面施工技术措施进行了介绍。

关键词：贮灰场；子坝加高；技术措施；质量控制

1前言

近年来，我国燃煤火电厂贮灰场筑坝技术发展较快，过去象水坝那样一次建成高坝挡灰的模式逐渐被分期筑坝方式所代替。分期筑灰坝一般是在初期坝建成后，采用上游法在坝前沉积灰渣上分期建设子坝来加高坝体。采用此种筑坝方式可有效的减少灰坝坝体的填筑方量，因此可有效地减少建设投资；同时，由于坝前沉积灰渣为坝体的一部分，灰场容积利用率也比以往一次建成灰坝的灰场有所提高。该项技术目前已被较广泛地推广，作者通过对重庆开县白鹤电厂与四川广安电厂各级子坝加高工程施工实践和相关资料收集，对火电厂贮灰场子坝加高工程施工技术措施进行阐述，可供参考。

2临时排水及导流措施

2．1库内临时排水措施

子坝施工应对整个施工区域进行规化，做好施工期的排水、导流措施。施工时最大限度排放库内积水，降低库水位，以形成加高子坝所需的坝基干滩长度和筑坝灰渣开采的干滩长度。使在坝前形成的干滩具有较高的承载能力和抗剪强度。

子坝及灰渣开采区域基本位于冲沟内，因此施工区域内进行有组织排、降水。可利用截水导流沟作为主排水沟。场内排水可开挖500×500mm排水沟，沿对称位置设置集水坑4个，坑内积水用QY-25潜水泵排至附近导流渠内排出。集水坑为600×600×600mm。截水导流沟排水坡度为5%，由坝前向库首排放。每隔40m设1个集水坑，坑内积水用QY-25潜水泵排至附近导流渠内排出。集水坑为1000×1000×1000mm。为满足环保要求，不得将灰水直接排入排洪竖井内。竖井周边应堆积一定高度的干灰并形成反坡。

2．2导流措施

沿坝前坡脚周边开挖截水导流沟，截水导流沟尺寸为2m×2m。沿山体坡脚布置，局部深洼地段，可用麻袋围堰形成过水断面，以保持流水畅通。导流沟同时具有降水作用。

2．3隔离围堰

为防止灰水进入施工区域内，便于坝前形成干滩。可考虑在坝前填筑一条隔离围堰。隔离围堰应根据现场实际地形，选择在库内冲沟狭窄处。为保证子坝地基处理及坝体填筑施工期间不受洪水影响，还需在距坝前100m处填筑一条麻袋围堰。

3子坝灰渣地基处理

首先应清除灰面上的素填土、生活垃圾、建筑垃圾等，并对坝前子坝加高地基区域的干滩灰渣超高部分进行清除，保证子坝加高有不小于2.0m的结合高度，清基范围应扩大到待加高子坝坝基前8m处。对清基全范围的沉积灰渣进行碾压。对大面积铺筑，碾压可采用14t~18t振动碾，先静压碾压2~3遍，再振动碾压4~5遍；对于坝肩及狭窄工作面部位，采用蛙式夯夯实。设计要求碾压后表面0m~4m的灰体达到：相对密度Dr≥75%，干密度rd≥8.90kN/m3。

子坝坝基一定范围内抛填块石，进行碾压。子坝坝基抛填块石（厚度500mm），用振动碾碾压3~4遍，碾压至相邻两次振动碾压之沉降差小于5mm，设计要求达到：压缩模量ES≥10Mpa，地基承载力特征值fak≥120kPa。

4灰渣筑坝施工

4.1碾压试验

子坝坝体为碾压灰渣坝体，设计要求子坝坝体碾压指标：分层碾压施工，相对密度Dr³90%，干密度rd³9.1kN/m3，含水率为w=28%～38%。筑坝灰渣采用子坝坝前100m且必须远离坝趾50m以外范围干滩内沉积的灰渣，施工前必须进行灰渣现场碾压试验，寻求满足设计干密度要求的铺灰厚度、碾压方式、碾压遍数、含水率控制范围、压实机械的组合方式等施工数据。

4.2施工工艺流程

施工准备→基底处理→分层填筑→摊平整平→洒水或晾晒（控制含水率）→机械碾压→检验验收→压实面修整。

4.3灰渣填筑

灰渣料碾压必须顺坝轴线一个方向进行，当分段填筑时，相邻两段的接茬处亦应彼此搭接，平行碾压方向搭接长度应不小于0.4m，垂直碾压方向搭接宽度为1m。坝面施工实行统一管理、严密组织，保证工序衔接。每层灰渣铺筑施工中，可分成若干小区块段，分段流水作业，层次清楚，大面积平整，均衡上升，应尽量减少接缝。

为避免形成集中漏水通道，施工分块段宜平行于坝体轴线设置，各块段接头不宜横向贯通，要求错开3至5m。当进行上一层铺筑时，纵横断面上分块段缝应错距5～10m。各相邻铺筑块段不应形成台阶，接缝坡面不陡于1：2，相邻两块段交接带碾迹应彼此搭接。

分段填筑时，各段灰渣层之间应设立标志，以防漏压、欠压和过压。碾压灰渣料的层与层之间、块段与块段之间在施工时应进行人工刨毛（深度为20mm）和洒水处理，不能让碾压结合层表面成为集中漏水的通道。

施工中应注意铺灰厚度均匀，铺料与碾压工序必须连续进行，防止施工时间过长，以免灰体碾压表面失去部分水分而出现碾压裂隙，无法压密。当气候干燥时，料层表面水分蒸发较快，铺料与压实表面均应适当洒水湿润，以保证施工含水率。如果局部灰体含水过多超过液限，应局部清除换料再碾压。对于坝肩及狭窄工作面部位，每层厚度一般为0.25m，采用蛙式夯夯实，夯实6遍。坝体填筑时，若灰渣含水率偏小而达不到要求时，可直接从灰管上接灰浆水喷洒，但应注意控制别超量喷洒。

坝体施工期间质量控制主要是靠自检，有关质检工程师监督复查。每填筑碾压坝体灰渣300m3（约400m2），取样1个点，检查干容重、含水率，每层检查数量点不少于3个，布点要有代表性。每层各测点干密度合格率不得小于90%，不合格干密度不应低于设计干密度的98%，且不合格样品的取样部位不得在坝体内连成一片。每层满足设计要求，方可进入下层施工。否则应增加碾压遍数，或扒掉此层后重新铺料碾压。

铺料时上下游坝坡应考虑一定超压宽度，在完成坝体铺筑碾压施工护坡层前按设计断面削坡。削坡后，邻近坡面约300mm（水平）范围内的压实干密度不得低于设计干密度的98%。

5土工织物铺设

5．1施工准备

土工布、土工膜及HP超强防渗膜到货时及铺设前都要抽样检查，保证符合国家有关技术要求。对400g/m2土工布，要求：重量≥400g/m2、单位面积质量偏差<-7%，幅宽偏差<-0.5%，厚度≥3.0mm，断裂强力≥100kN/m，断裂伸长率≤25~100％、CBR顶破强力≥2.1kN、联接强度应大于母材强度、等效孔径O95=0.07mm～0.2mm、垂直渗透系数应≤1.0x10-1～1.0x10-3cm/s，撕破强力≥0.33kN。（满足《土工合成材料短纤针刺非织造土工布》GB/T17638的规定）对600g/m2复合土工膜，要求：两布一膜（PVC膜厚0.35mm，两面采用125g/m2土工布），复合土工膜强度满足国标《土工合成材料非织造复合土膜》（GB/T17642-2008）的要求。其中膜材应满足以下要求：密度不应低于900kg/m3，破坏拉应力不应低于12MPa，断裂伸长率≥300%，弹性模量在5°C≥70MPa，抗冻性（脆性温度）≥-60°C，连接强度应大于母材强度，撕裂强度≥40N/mm，抗渗强度应在1.05MPa水压下48h不渗水，渗漏系数应小于10-11cm/s。对HP超强防渗膜，要求：厚度≥0.5mm、纵横向拉伸强度≥30MPa、纵横向断裂伸长率≥750％、纵横向直角撕裂强度≥140N/mm、水蒸汽渗透系数≤5.0x10-14g.cm/（cm2.s.Pa）、厚度平均偏差-2%～+10%。

土工布、土工膜及HP超强防渗膜的存放以及施工铺设过程应尽量避免长时间暴晒或暴露，以免雨淋和受紫外线照射老化，影响材料性能和使用寿命，不得接触坚硬凸出的物体，也不得往布上抛块石，以防洞穿破坏。备料时，先将窄幅缝接、粘接或焊接，按使用要求裁剪。基层应平整，杂物清除干净。

5．2土工织物铺设施工

铺设前要保证基面（坡面）平整及达到设计坡度、设计标高，过渡层厚度符合要求，保证土工布、土工膜及HP超强防渗膜不被石块棱角戳破。采用垂直于坝轴线的方向（顺坡）铺设。斜坡上施工宜自上而下进行，保持一定的松度，且应随铺随压重，避免石块使土工布及土工膜变形超出极限。也可按施工单位经验和现场条件安排施工顺序。铺设时，应注意均匀、平整，不使出现扭曲、褶皱、重叠，并要特别注意过量拉伸超过其强度和变形的极限发生破坏或撕裂、局部顶破等。现场施工中发现土工布、土工膜及HP超强防渗膜有破坏时，须立即修补或更换。

土工膜采用胶结法连接，即用d＞1mm涤纶线缝合两道（两道线间距为60mm），再后用土工膜涂刷LDJ土工膜胶盖缝粘接，土工膜接缝宽度为100mm，土工膜盖缝宽度为200mm。土工膜也可采用热合焊接。土工膜连接应由专业人员进行操作。土工布的缝接采用尼龙线或涤纶线由手工或手提式缝纫机，将两幅土工布的幅边缝合起来，缝接宽度为100mm，缝线到幅边距离不少于30mm，针脚长3～8.5mm，缝线拉力＞80N，缝纫针可选用20～26号针。土工布也可用粘接。土工布连接应由专业人员进行操作。HP超强防渗膜自身连接原则上采用专门焊机焊接，与土工布和土工膜的连接则采用粘接。

各类机械不得在未施工覆盖层的土工布、土工膜及HP超强防渗膜上行驶或停车。土工布、土工膜及HP超强防渗膜顶面的填料，一次摊铺厚度不大于300mm。碾压作业应先从中部开始，沿坝轴线方向逐步碾压至两个坝肩。在距土工布、土工膜及HP超强防渗膜2.0m厚的范围内进行坝体碾压时不得采用羊足碾，且在此范围内运输车辆及压路机不得急剧改变运行方向和急刹车。

5．3双向土工格栅、软式透水管及排水钢骨管施工

到货时及铺设前都要抽样检查，保证符合设计要求。在TGSG100-100双向土工格栅、软式透水管及排水钢骨管（钢骨架塑料复合管）存放以及施工铺设过程中，应尽量避免长时间暴晒或暴露，以免雨淋和受紫外线照射老化，影响材料性能。

铺设要保证基面平整及达到设计坡度、设计标高。铺设TGSG100-100双向土工格栅时，应注意均匀、平整，不使出现扭曲、褶皱、重叠。TGSG100-100双向土工格栅连接采用搭接法连接，搭接长度为200mm。

排水钢骨管直段连接采用热溶连接或加卡箍式接头，转向连接及与软式透水管连接采用三通和弯头等连接件。埋于子坝内的排水钢骨管两端用管帽临时封堵。软式透水管连接要可靠牢固，与排水钢骨管的结合部位注意不要脱落，可按软式透水管连接说明进行操作。

TGSG100-100双向土工格栅、软式透水管及钢骨架塑料复合管顶面的填料，一次摊铺厚度不大于300mm。碾压作业应先从中部开始，沿坝轴线方向逐步碾压至两个坝肩。未施工覆盖层时，各类机械不得在TGSG100-100双向土工格栅、软式透水管及钢骨架塑料复合管上面行驶或停车。

6干砌块石护坡与卵石及碎石施工

6．1材料要求

石料选用质地坚硬、不易风化、没有裂缝且大致方正的岩石，不使用薄片石料。石料应严格遵守砌体护坡工程的施工技术规范和质量标准。石料饱和抗压强度不小于30MPa，软化系数大于0.75。石料最小边长不小于200mm，最大边边长与最小边边长的比例不大于2.0。用于砌体表面的石料有一个用作砌体表面的平整面，尺寸较大时，稍作修整，片石的尖角也应整修。

卵石及碎石母岩石料饱和抗压强度不小于40MPa，软化系数大于0.85，不能采用风化石料。卵石最大粒径为150mm，小于50mm的颗粒含量控制在25～35%，小于0.1mm的颗粒含量小于5%，且要求为连续级配。碎石最大粒径为40mm，剔除小于2mm的颗粒，且要求为连续级配。有机质按重量计的含量应小于1%，水溶岩量小于3%。当卵石含泥量超过3%时，应进行冲洗，清除石粉、泥块，剔除超径料。加工好的卵石及碎石经检查合格后，应堆放在干净的场地上，并采取适当措施，防止泥水、土块等杂物掺入或不同规格材料的混入，堆料不宜过高，以免颗粒分离。堆放的卵石及碎石，应标明编号、规格、数量及检查结果。

6.2施工工艺流程

干砌块石施工工艺流程为：设桩拉线→按设计断面刷坡整型，铺设防渗毡或土工布、卵石或碎石过渡层→块石砌筑→坡面清理→检查验收。

6.3干砌块石施工

铺筑前，坡面设标桩、拉线控制铺筑厚度及平整度。砌筑前卵石过渡层一定要平整、压实，施工中不得破坏，更不许砸破土工布。砌筑严格按照施工规范的要求，先修框格，后砌筑。

干砌块石采用竖砌法，自下而上砌筑，流水推进。铺砌时视石料形体进行挑选搭配使用，按错缝原则铺砌，要求底部稳实，严禁架空，而且砌缝要密实，不得有直缝现象，缝口之间的间距小于20mm，并用小片石、碎石填塞嵌镶。

护岸石坡的形状大致整齐，大面朝上，大块封边，表面平整，2m范围内的平整度要小于30mm。每段块石砌筑完后，应将坡遗石等杂物清除干净，做到工完料净。

7坝体位移标点和测压管的埋设

坝上共设置位移点，供观测坝体在施工期、竣工时及运行期中的沉降（垂直位移）和水平位移之用。位移标点的埋设应在位移标点所在位置施工完毕后，及时进行挖坑埋设。观测坝体位移的工作面基点。水准基点及校核基点由施工单位参照测量的有关规定制作埋设。在坝体施工期和竣工时，应根据有关规程进行位移观测，并做好原始记录和成果整理。

原设计大多会考虑坝体施工完毕后，钻孔埋设测压管。这种方法虽说简便，但灰坝不易成孔而且费用过高。所以考虑采用预埋套管成孔的方式进行测压管埋设施工。套管采用加工制作规格为D150×8的钢管，因考虑到上升方便，长度2m为宜。套管上端制作两个吊环，每次上升时用1t滑轮提升。提升高度根据碾压厚度综合考虑，一般800-1000mm为宜。测压管的埋设同坝体填筑同步上升，必须保持测压管的垂直度。

8施工注意事项

铺设土工织物人员应不穿硬底鞋，以免破坏土工布及土工膜。施工现场要严格控制烟火，以免发生火灾。坝肩结合槽是个薄弱部位，施工应格外仔细，使土工布、土工膜伸入齿槽，防止绕坝肩的渗流。与土工布、土工膜结合的齿槽壁应打凿基本平顺，再用C10素砼抹平。施工土工布、土工膜、防渗膜时，应在槽壁结合部位刷两道沥青，将土工布、土工膜压贴在壁上，使其结合紧密，再填筑粘土，分层夯实。注意铺设卵石及碎石层及防渗层时采用必要的保护措施，保证不得损坏土工布、土工膜、TGSG100-100双向土工格栅、软式透水管及钢骨架塑料复合管。

子坝坝体填筑施工前，要密切与气象部门联系协作，根据气象资料制定施工措施，安排作业计划，确保施工质量和施工工期。并应作好料场的开采、凉晒、运输等总体规划。筑坝灰渣料场距离初期坝轴线垂直距离不小于50m，并不妨碍加高子坝的安全性，也不得影响排洪竖井排洪及坝体安全。清基时，对于满足筑坝要求的灰渣，应按规划位置堆放，不得随意丢弃。筑坝灰渣采用库内沉积灰渣，不得混杂其他土料。上坝材料应经施工、设计及监理等单位检验认可后方能碾压。压实机械及其他重型机械在已压实的灰面上行驶时，不宜往来同走一辙。

铺筑过程中，如出现“弹簧”、层间光面、层间中空、松散层或剪力破坏等现象时，应根据实际情况挖除换填处理并经检验合格后，才能铺填新料。考虑到竣工后坝体还有一定的沉降，填筑竣工时，坝顶预留沉陷超高按坝高的1%考虑（从设计开挖线算起）。竣工时最大超高取300mm，由坝体中部沿轴线向两侧坡降至150mm。

施工过程要作好防汛措施和环保措施。对库内沉积灰渣面及施工面要及时洒水，防止飞灰；对施工面要及时覆盖，防止雨水冲灰。

坝体内排水钢骨管埋设施工，一方面注意不要压坏排水钢骨管，另一方面应保证该部位压实密实而不成透水通道，排水钢骨管上设置止水环。

9结语

经几个施工现场实践，本技术措施能较好的满足火电厂贮灰场子坝加高工程安全、质量、进度、效益等方面要求。对西南地区火电厂贮灰场子坝加高工程施工具有代表性和指导性。

参考文献：

[1]《施工手册》中国建筑工业出版社。

[2]《建筑地基处理技术规范》（JGJ79—2002）

[3]《火力发电厂水工设计技术规范》（NDGJ5—88）

[4]《广安电厂石鼓村灰场4级子坝及1#副坝2级子坝加高工程专业设计》（廖远华2010）

作者简介：

廖远华，生于1977年，男，籍贯重庆，本人毕业于重庆广播电视大学，专业为《土木工程系》（建筑施工管理技术），现职称为工程师。