莲花水电站砼面板堆石坝堆石料冬季开采制备

摘要：莲花水电站地处黑龙江省牡丹江下游的海林市境内，属严寒山区。坝址多年平均气温3.2℃，极端最低气温-45.2℃，最低月平均气温-19℃。每年持续低温时间6个月以上，结冰期长达5个月。由于堆石坝工程坝体长，填筑量大，各种料的制备是保证坝体填筑速度的关健，因此采取了冬季开采制备石料的施工方案。从一九九四年入冬开始研究，经多次试验，包括垫层料的冬季填筑问题专研，终于在技术上有所突破，总结出了一些适合严寒地区面板堆石坝施工的经验。

关键词：堆石坝堆石料冬季开采制备

Abstract: Lotus hydropower station is located in Hailin City on the Mudanjiang, the downstream of Heilongjian, a cold mountainous area, where is of average temperature of 3.2 °C, extreme minimum temperature of -45.2 ° C, minimum monthly average temperature of -19 ° C, and continuous low temperature for 6 months per year, the icing period up to five months. Due to the rockfill dam project with loang dam and a large quantity of filling, the preparation of a variety of materials is the key to ensure the speed of dam filling, therefore, the construction program of mining stone materials in winter is adopted. Since the research begun in 1994, breakthrough in technology was finally made based on numerous test, including specialized research of winter cushion material filling. In this paper, some experience suitable for the construction of concrete faced rockfill dam in cole regions is summed up.

Key words: rockfill dam; rockfill; winter mining; preparation

1、概况：

莲花水电站地处黑龙江省牡丹江下游的海林市境内，属严寒山区。坝址多年平均气温3.2℃，极端最低气温-45.2℃，夏季最高气温37.5℃，最低月平均气温-19℃。每年持续低温时间6个月以上，结冰期长达5个月，最大冻土层厚达2m。主体工程大坝设计为砼面板堆石坝,最大坝高71.8m，坝顶长902m，坝顶宽8m,上下游坝坡均为1:1.4。坝体堆石填筑设计总量为381.6×104m。在这样寒冷的气候条件下，修建大型砼面板堆石坝在国内尚无先例,很多技术课题需要在施工中研究总结。为此,我们在莲花水电站面板堆石坝施工的各项环节上,注意集累资料,不断的研究调整各项施工参数,特别是对负温下堆石料的开采、储备的研究，取得突破性进展,达到了设计指标,满足了施工需要。现就堆石料冬季开采制备的研究成果做以下介绍。

2、堆石料料源布置及平衡

莲花水电站砼面板堆石坝（以下简称大坝），坝体长，填筑量大，各种料的制备是保证坝体填筑速度的关健。坝体堆石料的料源，有一部分由设计已选定的

采石场供应。该采石场因地质勘探资料不详，造成剥离后发现岩石风化层厚达4余米，被迫中途放弃开采。一九九三年初，重新选定以下三个石料场。

（1）2＃采石场：距离大坝1km，岩性为混合花岗岩，岩体祼露，裂隙发育。计划开采量为56×104m3。

（2）3＃采石场：距离大坝3.5km,岩性为混合花岗岩,覆盖层较溥,平均2～3m。缺点距村庄较近,炮区距最近民宅不足200m。计划开采量为60×104m3。

（3）4＃采石场：距大坝0.5km，岩性为混合花岗岩，岩体裸露，裂隙发育，但坡度陡峻，适合采用洞室爆破法开采。计划开采量为8×104m3。因距坝址较近，后又停止开采。为节省投资，又充分利用了部分洞挖碴料，并填筑近10×104m3的天然砂砾石料。后又选择北山采石场，采用洞室爆破，成功地开采出了合格的上坝料，才使得坝体填筑得以顺利进行。

3、堆石料技术参数

根据坝体填筑不同区域堆石料的作用，设计对垫层料、过渡层料、主堆石料和次堆石料提出了明确要求。

垫层料：原料为弱风及以下岩石，抗压强度大于50MP，Dmax≤80mm，小于5mm的颗粒含量（20～40）%，小于0.1mm的含量不大于（5～8）%，连续级配，Cn＞30,曲率系数CC=1～3。

小区料：是剔除垫层料中大于40mm的剩余料，且小于5mm的细颗粒含量占（30～50）%，小于0.1mm的含量不大于2%，级配连续，Cu＞15，Cc＝1～3。压实干容重夏季洒水时不小于21.5KN/m3。冬季不洒水时21.0KN/m3。

过度料：原料为弱风化及以下岩石，抗压强度大于50MP，Dmax≤300mm小于5mm的颗粒含量不超过20%，小于0.1mm的含量不大于2%,级配连续Cu＞15,曲率系数Cc=1～3,压实干容重21.0KN/m3。

主堆石料：原料为弱风化及以下岩石，饱和抗压强度大于50MP，最大粒径为铺层厚度的0.8m,夏季洒水的铺层厚度0.8m，冬季不洒水时铺层厚度0.6m,相应对堆石料最大粒径要求分别为600mm和500mm,小于5mm的颗粒含量不超过(10～20)%,小于0.1mm的含量不大于2%, Cu＞15，压实干容重21.5KN/m3。

次堆石料：原料为弱风化及以下岩石，饱和抗压强度不小于30MP，最大粒径为铺层厚度的0.8倍，压实干容重19.5KN/m3，其它要求与主堆石料相同。

3、堆石料的开采制备：

砼面板堆石坝的优点是在施工时，受风雨天气的影响较小，因而工期短，见效快。但对冬季负温下的天气影响较大，尤其是地处严寒地区的莲花水电站。冬

季施工各项机械运行极端困难，石料中夹有冰块（地下水涌出冻冰），垫层料冬季施工不合格等等。如果不能解决这些矛盾，使坝体施工冬季正常填筑，那么该种坝型“见效快”的优越性将无从谈起。为此我们在常温季节加强各种堆石料的开采储备，但又受工作面及场地等的因素制约，料源储备量满足不了长达六个月之久的冬季施工需要，所以必须进行冬季开采制备石料。从一九九四年入冬开始研究，多次试验，包括垫层料的冬季填筑问题，终于在技术上有所突破。

3.1、冬季开采料场：

冬季主坝堆石料的开采料场，主要以溢洪道石方开挖和3＃采石场开采为主，这样可同时保证溢洪道开挖的进度，增加利用开挖石方的上坝量。