300m級高心墻堆石壩施工關(guān)鍵技術(shù)研究與應(yīng)用

吳高見　樊　鵬　韓　興/中國水利水電第五工程局有限公司

【摘　要】　隨著高堆石壩向300m級跨越，所面臨的防滲安全備受關(guān)注。對于深厚覆蓋層、陡窄河谷條件下的高堆石壩，保證地基處理、防滲體系、壩體填筑的施工質(zhì)量顯得尤為重要。長河壩水電站大壩為礫石土心墻堆石壩，建于深厚覆蓋層上，壩體高240m，覆蓋層和壩體的總高度293m，壩體高度大，地震設(shè)防烈度高達Ⅸ度，河谷陡窄，壩體變形穩(wěn)定和滲流穩(wěn)定控制難度大，設(shè)計指標及施工質(zhì)量標準高。項目開展了系統(tǒng)、深入的科學研究，取得了豐碩的創(chuàng)新成果。本文簡要介紹長河壩水電站大壩工程特點與施工難點，敘述大壩填筑施工過程中采取的主要關(guān)鍵技術(shù)，對類似的工程施工具有很好的借鑒意義。

【關(guān)鍵詞】　心墻堆石壩　施工　關(guān)鍵技術(shù)　新工藝

1　工程概況

長河壩水電站位于大渡河干流上游，是大渡河水電規(guī)劃“三庫22級”的第10級電站。工程樞紐建筑物由礫石土直心墻堆石壩、左岸引水發(fā)電系統(tǒng)和右岸泄洪洞系統(tǒng)組成。水庫總庫容10.75億m3，有效庫容4.15億m3。電站總裝機容量2600MW。

攔河大壩為礫石土直心墻堆石壩，壩頂高程1697.00m，最大壩高240.0m，大壩心墻底高程1457.00m，壩頂寬度16.0m，上、下游壩坡1∶2。大壩總填筑量3417萬m3。壩基覆蓋層設(shè)兩道混凝土防滲墻，上游副墻厚1.2m，主墻厚1.4m。

2　工程特點與施工難點

2.1　工程特點

長河壩水電站大壩施工條件復雜，具有“兩高、一大、一深、一窄”的工程特點。“兩高”為：壩高240m，底部60～70m覆蓋層，總高近300m；地震烈度高，大壩地處8級地震地區(qū)，抗震設(shè)防烈度為Ⅸ度。“一大”即填筑規(guī)模大，大壩填筑總量達3417萬m3。“一深”為深覆蓋層，壩基覆蓋層厚度60～70m，局部達79.3m。“一窄”為陡窄河谷，河谷寬高比僅2.09，岸坡坡度70°以上。河谷拱效應(yīng)和蓄水水位陡漲效應(yīng)顯著，水庫初期蓄水期無控蓄能力，初導洞下閘后2d內(nèi)壩前水位快速上升約72m。長河壩大壩是目前國內(nèi)外建在深厚覆蓋層上的最高心墻堆石壩，施工極具挑戰(zhàn)性。

2.2　施工難點

1.設(shè)計指標及施工質(zhì)量標準高

本工程是超現(xiàn)行設(shè)計及施工規(guī)范標準的大壩（現(xiàn)行的設(shè)計及施工規(guī)范中均明確對于高于200m以上的高壩應(yīng)進行專項研究、專題論證），質(zhì)量要求高。其中，礫石土心墻料壓實度以全料壓實度和細料壓實度進行雙控制，全料的壓實度應(yīng)不低于0.97（擊實功2688kJ/m3）；細料壓實度不低于1.00（擊實功592kJ/m3），經(jīng)碾壓試驗獲取了心墻土料碾壓參數(shù)為：26t凸塊碾，靜碾2遍+振碾12遍。反濾料技術(shù)要求高，設(shè)計填筑4種反濾料，設(shè)計指標與要求各異，傳統(tǒng)摻配工藝控制精度低，摻配質(zhì)量不易保障。

2.天然礫石土料場成因復雜、均勻性差

心墻土料場土料天然含水率在1.7％～19.3％之間，平均為9.8％，粒徑大于5mm顆粒（以下簡稱P5）含量變化范圍7％～90％，平均為49.1％，小于0.075mm含量變化范圍8％～64％，平均為30.4％，小于0.005mm變化范圍1.6％～26.3％，平均為10.3％，料場超徑（大于150mm）平均含量約5.6％，超徑含量高。土料各項檢測指標變化大、空間分布均一性差，料場天然土料級配指標大多難以滿足設(shè)計要求，無法直接滿足心墻填筑質(zhì)量及規(guī)模化施工要求，需要進行土料超徑剔除、不均勻土料的摻配及含水率的調(diào)整等多道制備工序，土料開采制備難度大，施工質(zhì)量控制環(huán)節(jié)多。

3.堆石料場巖石堅硬、剝采困難

本工程規(guī)劃了兩個石料場，大壩上游的響水溝石料場供應(yīng)大壩上游堆石、過渡料，下游江嘴石料場供應(yīng)大壩下游堆石、過渡料及反濾料加工系統(tǒng)原料。料場巖性以花崗巖、閃長巖為主，巖石飽和抗壓強度達190MPa，巖石強度高，工程前期進行了大量的過渡料爆破試驗，在炸藥單耗達2.5kg/m3的情況下，仍不能獲得質(zhì)量穩(wěn)定的過渡料。

3　施工關(guān)鍵技術(shù)

結(jié)合長河壩水電站大壩工程實際特點和施工難點進行了大量現(xiàn)場試驗、理論分析與實踐應(yīng)用研究，并注重新技術(shù)和新設(shè)備的研發(fā)，分別開展了復雜條件下心墻土料的改性制備工藝、土石壩精細化的系列新設(shè)備、基于信息技術(shù)的質(zhì)量檢測和控制新方法、生態(tài)環(huán)保的綠色施工等關(guān)鍵技術(shù)的研究，提升超高堆石壩施工技術(shù)能力。

3.1　心墻土料改性的成套施工新工藝

在傳統(tǒng)料場勘察方法基礎(chǔ)上，針對長河壩水電站湯壩礫石土料場空間分布極度不均勻的問題，采用基于P5含量等值線的料場勘察方法，將料場中同一地質(zhì)成因的土料在空間上進行P5含量分區(qū)分級，查明了偏粗料、合格料、偏細料分布特征及其分區(qū)儲量，為料場合理開采利用提供了充分的依據(jù)，取得了良好的效果。

為確保土料上壩填筑質(zhì)量，通過工藝比選及試驗，選擇用于礦山及骨料生產(chǎn)系統(tǒng)的棒條式振動給料機經(jīng)調(diào)整篩條長度、間距作為超徑（大于150mm）剔除設(shè)備，并根據(jù)工程強度要求配套建設(shè)了5套鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的篩分樓。篩分樓設(shè)有箱式結(jié)構(gòu)的受料斗、篩分設(shè)備安裝層以及滿足裝載機出料的出料層，該篩分系統(tǒng)篩余料中有用料平均比例僅為0.2％，透篩率高，單臺產(chǎn)能可達670t/h。

對于粗細料，以P5作為控制指標進行摻配，以提高土料利用率。研究應(yīng)用公路工程的穩(wěn)定土攪拌系統(tǒng)作為土料摻混的機械制備系統(tǒng)，通過定量給料、計量輸送和強制攪拌摻混，實現(xiàn)摻配土料的自動配料、均勻摻混的生產(chǎn)工藝。在設(shè)備選型基礎(chǔ)上，針對本工程土料粒徑大、黏性高、含水高的特點對成套設(shè)備進行了改進，調(diào)整了攪拌葉片間距、配料倉的倉壁坡度，并完成了一定場次的測試試驗。應(yīng)用表明摻拌生產(chǎn)均勻性好，可有效解決傳統(tǒng)工藝摻配存在的摻配均勻性差、黏土結(jié)塊等問題，實際產(chǎn)能可達700t/h。

依托毛爾蓋大壩工程，通過跟蹤檢測與計算，研發(fā)了均勻布坑、畦田灌水、滲透擴散、計時悶存的礫石土料含水量調(diào)整方法，保證了大壩心墻土料最優(yōu)含水率要求。研制了移動式自動加水裝置，可實現(xiàn)土料連續(xù)定量均勻加水。針對長河壩工程高含水的土料，研究采用分層翻曬工藝調(diào)整含水率，并研制了適用于推土機的快速翻曬裝置。

在長河壩工程中，應(yīng)用上述技術(shù)，綜合利用69.5萬m3的料場偏粗、偏細料及31.6萬m3高含水土料，料場開采與壩面填筑數(shù)量比為1.41，遠小于規(guī)范推薦的料場規(guī)劃與壩料填筑的數(shù)量比例（2～2.5），土料開采利用率大幅提高，從而取消了新聯(lián)料場，減少耕地占用51萬m2，同時保證了心墻料物理力學性能的均一性。

3.2　反濾料精確摻配工藝研究

依托人工骨料系統(tǒng)，通過進行反濾料摻配工藝試驗、基本技術(shù)參數(shù)采集、自動化控制系統(tǒng)編程等確定了反濾料精確摻配生產(chǎn)工藝，工藝原理為：砂、小石、中石、大石在膠帶運輸機上依次下料平鋪，根據(jù)反濾料設(shè)計級配對各粒徑骨料摻配含量確定下料流量，通過首先調(diào)整電動弧門開口大小的方式控制下料流量范圍，再由中控室遠程控制變頻器振動給料機精確控制，由給料機下的皮帶秤在線反饋流量，通過工藝性試驗現(xiàn)場采集參數(shù)進行自動化數(shù)據(jù)編程，從而實現(xiàn)反濾料的自動化摻配。

利用電子皮帶秤針對反濾料在指定頻率的下料速度穩(wěn)定性行了測試，評價振動給料機變頻精度，給料變頻技術(shù)能將精度控制在1％～3％，較傳統(tǒng)工藝控制精度提高3％～5％以上。

3.3　高標準過渡料機械破碎加工技術(shù)

過渡料機械破碎加工技術(shù)是通過對合理單耗的爆破原料再進行二級破碎，粗碎控制最大粒徑、中碎調(diào)整級配的過渡料制備工藝。該技術(shù)較爆破直采法產(chǎn)出的過渡料級配更穩(wěn)定，并可有效解決硬巖、偏硬巖條件下過渡料爆破直采難度大、利用率低等問題。

長河壩工程料場巖石強度高，通過應(yīng)用過渡料機械破碎加工技術(shù)對料場爆破的堆石料進行二級破碎加工，經(jīng)過顎式破碎機粗碎后，可有效控制最大粒徑，50％的破碎料再經(jīng)圓錐式破碎機中碎后經(jīng)膠帶機混合獲得了質(zhì)量穩(wěn)定的過渡料。

3.4　精細化的土石壩施工新設(shè)備、新技術(shù)

1.高陡邊坡蓋板混凝土反軌液壓爬模的研制

針對高陡、薄層混凝土蓋板施工困難問題，研發(fā)了邊坡混凝澆筑反軌液壓爬模及自動控制系統(tǒng)；通過研制的軌道實現(xiàn)液壓爬模的著力與支撐；以反向托輪控制混凝土的浮托力；實現(xiàn)側(cè)向模板的自動升降和模板長度方向的調(diào)節(jié)。自爬式反軌液壓爬模在長河壩工程邊坡蓋板混凝土施工中投入了生產(chǎn)應(yīng)用，爬模能夠?qū)崿F(xiàn)自動爬升，速度可達80cm/h。利用反軌系統(tǒng)完全能夠克服混凝土浮托力，混凝土澆筑質(zhì)量良好，倉面平整度控制在±5mm以內(nèi)。

2.蓋板混凝土基面高塑性黏土機械化噴涂技術(shù)

為保證高塑性黏土和混凝土壓板結(jié)合效果，需在壓板表面涂刷3～5mm泥漿。在類似工程中，泥漿通常采用人工涂刷，施工效率低，且厚度不易保證，均勻性差。

為了改善傳統(tǒng)工藝的不足，研究開發(fā)了機械噴涂工藝，泥漿在壓縮空氣作用下，經(jīng)過濾輸送至噴頭形成有壓流達到噴涂黏附的效果。以德國制造的瓦格納爾PC噴涂機作為噴涂設(shè)備，結(jié)合多次現(xiàn)場工藝試驗，確定了泥漿可噴配比及漿液相對密度。制定的噴涂工藝流程為：泥漿制備→潤管→注漿→試噴→正式噴涂至設(shè)計厚度。

蓋板泥漿噴涂工藝是土石壩高塑性黏土填筑中混凝土蓋板基面?zhèn)鹘y(tǒng)泥漿涂刷工藝的革新，工藝設(shè)備安裝簡便、快捷，操作方便，施工效率高，質(zhì)量效果好。檢測機械噴涂厚度分布3.7～4.0mm，平均厚度3.87mm，離散系數(shù)僅為0.01。統(tǒng)計機械噴涂作業(yè)效率可達1m2/min，較人工涂刷工藝提高工效2倍以上。

3.雙料攤鋪工藝

為解決常規(guī)土石壩土-砂分界面“先砂后土”法施工存在的料種相互侵占、填筑尺寸不規(guī)范、施工效率低等問題。研發(fā)了心墻區(qū)界面雙料攤鋪器，實現(xiàn)了大壩心墻料與反濾料、不同反濾料分界面攤鋪一次精確成型，該裝置結(jié)構(gòu)合理、操作簡單，界面坡比可調(diào)，形體準確，有效提高了施工效率和攤鋪質(zhì)量。攤鋪器是采用型鋼和鋼板加工而成的無底箱式結(jié)構(gòu)。攤鋪器中間設(shè)置料倉分隔鋼板，分隔板在出料口以下的傾角與心墻設(shè)計坡比一致。雙料鋪后側(cè)的出料口高度根據(jù)對應(yīng)料種的碾壓試驗沉降率確定，出料口高度即為兩種料的攤鋪成型厚度。雙料攤鋪工藝可有效解決常規(guī)土石壩土-砂分界面“先砂后土”法施工存在的料種相互侵占、混雜、填筑尺寸不規(guī)范、施工效率低等問題。避免了傳統(tǒng)工藝帶來的分界區(qū)物料分離，提高了界面接合質(zhì)量。

4.振動碾無人駕駛技術(shù)

在長河壩水電站大壩工程中，對碾壓機械作業(yè)技術(shù)進行進一步深入系統(tǒng)研究，研發(fā)了振動碾壓機械無人駕駛技術(shù)。開發(fā)了振動碾機身電氣及液壓控制系統(tǒng)、集成應(yīng)用衛(wèi)星導航定位、狀態(tài)監(jiān)測與反饋控制、超聲波環(huán)境感知等技術(shù)，首次實現(xiàn)了振動碾的無人駕駛作業(yè)，精確控制碾壓作業(yè)，提高了碾壓質(zhì)量和施工效率。

研發(fā)的振動碾機身電氣及液壓控制系統(tǒng)，由電氣主控制器完成參數(shù)設(shè)定，就地控制器控制行走、轉(zhuǎn)向、振動等狀態(tài)，實現(xiàn)振動碾工作狀態(tài)的自動控制。利用衛(wèi)星定位導航技術(shù)實現(xiàn)機身位置、方向定位和路徑控制，根據(jù)指定施工區(qū)域建倉規(guī)劃，進行碾壓路徑自動設(shè)定及差異化調(diào)整。利用角度編碼器、傾斜傳感器等進行振動碾行駛狀態(tài)、姿態(tài)的檢測，實現(xiàn)了機身自動控制系統(tǒng)的補償控制，提高作業(yè)精度。研發(fā)了振動碾顯示控制器，進行碾壓參數(shù)設(shè)定，實現(xiàn)作業(yè)區(qū)域、作業(yè)環(huán)境、施工參數(shù)及行駛狀態(tài)等的實時顯示。研究采用超聲波環(huán)境感知系統(tǒng)，實現(xiàn)自動障礙避讓，開發(fā)了低頻段無線遙控應(yīng)急裝置，進一步提高了振動碾應(yīng)急制動的可靠性。

首批5臺無人駕駛的振動碾已成功應(yīng)用于長河壩大壩施工，總運行時間超過5000h。應(yīng)用成效：在質(zhì)量控制上，可避免漏壓、欠壓，直線行走偏差±10cm以內(nèi)，行走速度偏差0.1km/h，并有效控制超壓現(xiàn)象，確保一次碾壓合格率（均值約97.1％）；在施工效率上，對比人工駕駛作業(yè)施工效率提高約10.6％，同時可縮短間歇時間，延長工作時間約20％；在安全風險控制上，可降低人為影響和夜間施工安全風險；在勞動保護上，可有效減少振動環(huán)境下對人體損傷，減少了人力資源的浪費。

5.壩料自動加水系統(tǒng)的研制

壩殼料加水采用壩外加水，利用已獲國家專利的智能加水系統(tǒng)向運料車內(nèi)自動加水。該系統(tǒng)與壩料計量稱重系統(tǒng)有效綁定使用。系統(tǒng)能夠有效保證加水量，且實現(xiàn)自動控制，結(jié)構(gòu)簡單、安全可靠、經(jīng)濟。系統(tǒng)通過檢測車載無線射頻卡自動識別地泵系統(tǒng)測得的該車壩料重量，計算出適宜加水量，并利用液體流量傳感器及電磁閥控制水流開關(guān)，實現(xiàn)智能化加水。長河壩工程高峰監(jiān)控車輛達272輛，系統(tǒng)能夠有效保證加水量，且實現(xiàn)自動控制，結(jié)構(gòu)簡單、安全可靠。

3.5　基于信息技術(shù)的質(zhì)量檢測和控制新方法

1.車載移動實驗室和礫石土含水率快速檢測技術(shù)

研制了用于礫石土快速烘干的大型紅外微波設(shè)備，在不破壞土體本身結(jié)構(gòu)的情況下，實現(xiàn)了土樣快速加熱烘干，大幅度縮短了含水率檢測時間。研發(fā)了由紅外微波烘干設(shè)備、高精度流量計和其他測試計算設(shè)備組成的車載移動試驗室，可在20min內(nèi)完成土料含水率的快速測定，不僅使干密度的檢測時間縮短了近7h，而且提高了試驗檢測的準確性。

根據(jù)大量的試驗數(shù)據(jù)，論證確定礫石飽和面干含水率相對固定，據(jù)此提出了礫石飽和面干含水率測定替代法，通過對細料含水率的測定與加權(quán)計算，快速獲得礫石土心墻料的含水率，檢測時間比傳統(tǒng)方法縮短了6～8h，效率提高了4倍。

2.基于三維激光掃描的堆石壩填筑體碾壓密實質(zhì)量檢測技術(shù)

提出了基于三維掃描的堆石壩填筑壓實度檢測技術(shù)，通過采用改進ICP迭代法處理點云配準問題，比傳統(tǒng)的ICP法迭代的精度和迭代效率均有所提高，精度提高10％～20％，時間縮短到10min左右；采用地面Delaunay三角網(wǎng)法對點云進行建模，其網(wǎng)格最接近真實地面起伏情況；采用碾壓區(qū)域的柵格化檢測技術(shù)，實現(xiàn)了對填筑面任意區(qū)域的質(zhì)量檢測，并且標記不合格區(qū)域并反饋給監(jiān)測中心，用于指導及時的補充碾壓。

3.圖像篩級配檢測技術(shù)

針對堆石壩壩料級配檢驗工作難度大、效率低及誤差大等弊端，基于當代先進的無損檢測理念，將數(shù)字圖像處理技術(shù)融入壩料顆粒級配檢驗之中，同時結(jié)合人工智能和大數(shù)據(jù)等先進手段，開拓性地摸索出了一整套方便、快速且精準的壩料顆粒級配檢驗技術(shù)。基于壩料顆粒的分形尺度特征，以各種圖像處理技術(shù)的運行可行性、效率及精度為標準，探究了以Matlab為平臺，集小波去噪、對比度增強和Ostu閾值分割等于一體的壩料數(shù)字圖像處理技術(shù)。通過顆粒尺寸分布數(shù)學模型描述壩料的級配分布特征，利用模型中的特征參數(shù)來反映壩料級配特征，實現(xiàn)了壩料級配的多維描述。基于大數(shù)據(jù)統(tǒng)計思想，通過疊加數(shù)個單位小尺度實現(xiàn)對大尺度的檢驗。同時，從側(cè)面上實現(xiàn)了對壩料微米級別顆粒的檢驗，大大減少了工作量并提高了技術(shù)的可操作性。基于一系列人工智能算法，“迂回式”地對誤差進行了規(guī)避，保證了檢驗的精度。此外，基于一定的軟件平臺，開發(fā)了壩料顆粒智能識別系統(tǒng)，進一步簡化了操作，實現(xiàn)了級配檢測程序化、自動化。

4.基于地基反力測試的車載壓實質(zhì)量檢測方法

開展了基于地基反力測試的車載壓實質(zhì)量檢測方法研究，在充分研究國際現(xiàn)有指標體系的基礎(chǔ)上，從地基反力測試的原理和機制出發(fā)，結(jié)合信號分析處理方法確定實時檢測指標，通過系列現(xiàn)場試驗，驗證了用峰值因素CF值來表征堆石壩粗粒料常規(guī)壓實檢測參數(shù)（干密度、相對密度、孔隙率等）的適用性。建立了CF在粗粒料上與碾壓參數(shù)的多元回歸模型，對回歸模型精度進行對比，發(fā)現(xiàn)CF指標的預(yù)測模型誤差較小，作為堆石壩不同壩料壓實狀態(tài)的表征指標更為科學與合理。

5.GPS碾壓實時監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用

長河壩大壩施工全過程應(yīng)用數(shù)字化大壩監(jiān)控系統(tǒng)，通過在碾壓設(shè)備安裝高精度GPS移動終端，經(jīng)基站將碾壓信息進行處理和傳送，實現(xiàn)現(xiàn)場分控室對設(shè)備的碾壓過程實時監(jiān)控。GPS數(shù)字化監(jiān)控系統(tǒng)具有全方位實時監(jiān)控各項碾壓參數(shù)（碾壓遍數(shù)、速度、激振力、碾壓厚度）的特點，能夠有效避免漏壓、欠壓現(xiàn)象，嚴格控制壓實厚度，真正實現(xiàn)了過程可控。

6.基于無線微波傳輸?shù)男畔⒐芾砥脚_的開發(fā)

通過構(gòu)建以無線微波技術(shù)作為數(shù)據(jù)傳輸鏈路媒介的無線傳輸網(wǎng)絡(luò)，建成綜合性的數(shù)字化信息管理中心，利用無線微波傳輸技術(shù)實時收集傳輸壩區(qū)各施工作業(yè)面、交通運輸、防汛及危險山體監(jiān)控的相關(guān)信息，從而實現(xiàn)后方管理中心進行壩料稱重計量監(jiān)控、車載加油信息監(jiān)控、實時碾壓監(jiān)控、拌和作業(yè)信息監(jiān)控、邊坡危巖體監(jiān)控、洪汛監(jiān)控等系統(tǒng)的集中管理。研究開發(fā)建立一套適應(yīng)快速施工節(jié)奏的以移動平板及PC端為終端的施工信息管理平臺，包含地磅稱重數(shù)據(jù)實時反算填筑方量的進度曲線與測量收方統(tǒng)計圖的施工進度管理系統(tǒng)；包括試驗檢測數(shù)據(jù)統(tǒng)計及反映數(shù)據(jù)波動曲線、填筑厚度與質(zhì)量驗收評定的質(zhì)量管理系統(tǒng)；包括油料消耗與設(shè)備數(shù)量統(tǒng)計的材料物資管理系統(tǒng)；包括交通超速抓拍與防洪、危巖體監(jiān)控的安全管理系統(tǒng)；包括施工日志、現(xiàn)場照片、測量、試驗等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)錄入的移動平板辦公管理系統(tǒng)等。完全實現(xiàn)質(zhì)量、安全、進度、物資、文檔及計量的動態(tài)智能管理，大幅度縮短了管理路徑，提高管理效率。

3.6　綠色施工技術(shù)

1.筑壩料混裝炸藥開采爆破技術(shù)

石料場開采規(guī)模大，應(yīng)用混裝炸藥爆破技術(shù)具有完全耦合裝藥、炮孔利用率高、有利于級配控制、裝藥效率高等優(yōu)點。通過大量的爆破試驗獲得了滿足壩料級配要求的可靠參數(shù)、防滲漏措施等。兩種爆破對比分析：堆石超徑率降低0.5％，過渡料半成品利用率提高8％～10％，裝藥效率達240kg/min，提高約40％，可節(jié)約勞動力約50％。

2.LNG環(huán)保汽車的應(yīng)用

液化天然氣被公認是現(xiàn)在地球上最干凈的燃料。為減小長河壩工程長隧道運輸產(chǎn)生煙塵帶來的安全隱患，降低長隧道通風排煙難度，以達到節(jié)能目的，同時保障能源供給，避免“柴油荒”對施工運輸作業(yè)進度的影響，本工程引進數(shù)十輛LNG自卸汽車作為下游江嘴堆石料料場的運輸車輛，并完成加氣系統(tǒng)的配套建設(shè)。實踐證明，LNG車輛完全能夠適應(yīng)水利水電工程大壩填筑運輸條件，并可節(jié)約約20％的燃料費用，經(jīng)濟和社會效益顯著。

3.箱型承壓板跨心墻技術(shù)

基于心墻土料靜動力非線性特性、彈塑性理論和有限單元法，揭示了不同跨心墻道路型式及運輸車輛作用力下的心墻應(yīng)力變形分布規(guī)律與影響范圍，進行了心墻抗剪強度分析，為跨心墻道路型式提供了理論依據(jù)。通過系統(tǒng)的理論分析和現(xiàn)場試驗，同時開展了大量的現(xiàn)場測試，獲得了行車過程中車輛荷載對土體的作用模式，論證并確定了合理的跨心墻運輸?shù)缆贩桨负瓦\行參數(shù)，研發(fā)了可拆裝式箱型承壓板跨心墻技術(shù)，均化了車輛荷載，有效控制了對心墻土體的影響；在60t載重汽車通行條件下，實測減壓板方案的表層最大附加壓力為69.2kPa，為輪壓值的9.5％。跨心墻技術(shù)的應(yīng)用，極大程度上促進了料源平衡優(yōu)化，避免了長距離繞壩運輸，取得了良好的節(jié)能減排效果。

同時，通過土料改性研究，合理規(guī)劃開采料場，取消了第二土料場，節(jié)約耕地765畝，減少了移民搬遷；采用振動碾無人駕駛技術(shù)，避免了強烈振動環(huán)境對操作人員的傷害；研究采用的機械化成套設(shè)備和高效施工技術(shù)，計算減少耗油量33萬L，減少CO2排放831t、SO2排放1.32t、NOx排放6.7t、CO排放3t。節(jié)能減排效果明顯，有效保護了環(huán)境，實現(xiàn)了綠色施工。

4　結(jié)語

長河壩大壩系列新技術(shù)和新工藝的應(yīng)用，有效保證了施工質(zhì)量。2016年9月10日，大壩比合同工期提前4個月填筑到頂。工程先后經(jīng)過13次質(zhì)量監(jiān)督總站質(zhì)量巡檢，大壩填筑全過程處于受控狀態(tài)，得到質(zhì)量專家好評。并多次被評為“優(yōu)秀工作面”“質(zhì)量示范區(qū)”。目前大壩滲控及變形均滿足設(shè)計要求，大壩運行狀況良好。

通過對長河壩大壩施工關(guān)鍵技術(shù)研究與工程實踐形成了系統(tǒng)的施工與質(zhì)量控制技術(shù)，解決了深厚覆蓋層上300m級高心墻堆石壩建設(shè)的一系列工程技術(shù)難題，保證了深厚覆蓋層上筑壩的工程質(zhì)量和防滲安全。研究成果形成3項行業(yè)標準，取得50余項國家專利，形成多項國家及省部級施工工法，相關(guān)技術(shù)已在兩河口、雙江口等大型水電工程應(yīng)用，經(jīng)濟社會與環(huán)境效益顯著，具有廣泛的推廣應(yīng)用前景。