摘要：混凝土面板堆石壩成為當(dāng)今最富競(jìng)爭(zhēng)力的壩型之一，除了安全、經(jīng)濟(jì)、適應(yīng)性強(qiáng)和可就地取材的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)外，其設(shè)計(jì)和施工方法的日趨成熟，標(biāo)準(zhǔn)化程度越來(lái)越高也是一個(gè)重要原因。雖然每座壩的地形地質(zhì)條件、筑壩材料特性有所差別，但在壩體體型、材料分區(qū)、填筑工序上大致都是相同的。對(duì)大壩施工單位來(lái)說(shuō)，如何滿足壩體填筑的設(shè)計(jì)壓實(shí)指標(biāo)，則主要體現(xiàn)在壩體施工技術(shù)上。本文通過(guò)實(shí)例對(duì)混凝土面板堆石壩的填筑施工技術(shù)做了詳細(xì)論述。

　　關(guān)鍵詞：水利施工論文范文,核心期刊論文發(fā)表,混凝土面板堆石壩,填筑,施工技術(shù)

　　一、工程概述

　　某水電站工程位于某縣，該河河口上游1.5km處，距該縣城30km，河谷呈不對(duì)稱“V”型峽谷，屬冷水河干流水電開(kāi)發(fā)規(guī)劃的第三個(gè)梯級(jí)。該水電站以發(fā)電為主，兼防洪、養(yǎng)殖、供水、旅游等綜合利用，總庫(kù)容7562萬(wàn)m3，電站裝機(jī)2臺(tái)，總裝機(jī)容量25MW。樞紐主要建筑物包括混凝土面板堆石壩、溢洪道、引水發(fā)電系統(tǒng)、電站廠房、升壓站等，屬于Ⅲ類中型工程。該水電站面板共劃分12塊，編號(hào)為B1～B12，分塊寬度為12m和10m兩種(其中B1為10m，其余均為12m)。面板混凝土分兩期施工，混凝土總工程量5700m3，面板基礎(chǔ)坡比1：1.35，表層坡比1：1.355174，面板厚度為漸變形式，厚度按0.3+0.003H(H為對(duì)應(yīng)高程)變化，即由底部57.7cm變至壩頂30cm。面板混凝土澆筑采用Ⅰ、Ⅱ序跳倉(cāng)補(bǔ)空的施工方案進(jìn)行。Ⅰ期澆筑B3～B11(▽544～▽612，其中B11澆筑到▽606)，砼工程量3500m3;Ⅱ期澆筑B1～B12(▽612～▽636)，砼工程量2200m3。板間縫共11條，其中張性(A型)縫7條，壓性(B型)縫4條。

　　二、大壩施工難點(diǎn)

　　壩體填筑過(guò)渡料區(qū)、主堆石區(qū)、次堆石區(qū)主要用斜坡里—圈灣料場(chǎng)人工開(kāi)采料。斜坡里—圈灣料場(chǎng)位于壩址下游右岸，距壩址0.5km～4km，主要為厚層塊狀變質(zhì)凝灰?guī)r，間夾少量砂質(zhì)、泥質(zhì)板巖，一般不存在強(qiáng)風(fēng)化帶，風(fēng)化帶厚度20m～30m，巖體中層間斷層和擠壓帶等發(fā)育。變質(zhì)凝灰?guī)r的物理力學(xué)試驗(yàn)指標(biāo)，比重值2.72～2.74，干密度2.70g/cm3～2.72 g/cm3，飽和密度2.71g/cm3～2.73 g/cm3、吸水率0.14%～0.12%，飽和吸水率0.16%～0.13%，孔隙率0.51%～0.8%，干抗壓強(qiáng)度209～212MPa，飽和抗壓強(qiáng)度129～155MPa，而同類型大壩填筑所用的塊石料抗壓強(qiáng)度為70MPa左右，所以大壩填筑所用料的抗壓強(qiáng)度之大是對(duì)大壩填筑的一次考驗(yàn)，從試驗(yàn)成果來(lái)看，變質(zhì)凝灰?guī)r的抗壓強(qiáng)度高于規(guī)范規(guī)定的技術(shù)要求，不易破碎，壓碎指標(biāo)偏低外，因而對(duì)施工碾壓機(jī)具和填筑質(zhì)量都是一次前所未有的考驗(yàn)。

　　三、堆石壩填筑施工工藝

　　(一)測(cè)量控制

　　基面處理驗(yàn)收合格后，按設(shè)計(jì)要求測(cè)量確定各填筑區(qū)的交界線，灑石灰線進(jìn)行標(biāo)識(shí)，墊層上游邊線可用竹樁吊線控制，兩岸巖坡上標(biāo)寫高程和樁號(hào);其中墊層上游邊線、墊層與過(guò)渡層交界線、過(guò)渡層與主堆石區(qū)交界線每層上升均應(yīng)進(jìn)行測(cè)量放樣，主次交界線、下游邊線可放寬到二至三層測(cè)量放樣一次，施工放樣以預(yù)加沉降量的壩體斷面為準(zhǔn)，考慮沉陷影響后的外形尺寸和高程，根據(jù)設(shè)計(jì)要求的壩頂高程為最終沉降高程，壩體填筑時(shí)需預(yù)留壩高的0.5%～1.0%為沉降超高。填筑過(guò)程中每上升一層必須對(duì)分區(qū)邊線進(jìn)行一次測(cè)量，并繪制斷面圖，施工期間定線、放樣、驗(yàn)收等測(cè)量原始記錄全部及時(shí)整理成冊(cè)，提交歸檔，竣工后按設(shè)計(jì)和規(guī)范要求繪制竣工平面圖和斷面圖。

　　(二)壩料攤鋪

　　壩體填筑從填筑區(qū)的最低點(diǎn)開(kāi)始鋪料，鋪料方向平行于壩軸線，砂礫料、小區(qū)料、墊層料、過(guò)渡料及兩岸接坡料采用后退法卸料，主堆石、次堆石和低壓縮區(qū)料全部采用進(jìn)占法填筑，自卸汽車卸料后，采用推土機(jī)攤料平整，攤鋪過(guò)程中對(duì)超徑石和界面分離料采用小型反鏟挖土機(jī)配合處理，墊層料、過(guò)渡料由人工配合整平，每層鋪料后采用水準(zhǔn)儀檢查鋪料厚度，確保厚度滿足要求。

　　(三)灑水

　　壩料在鋪料完成、碾壓之前，必須灑水濕潤(rùn)，壩上灑水作業(yè)由人工移動(dòng)橡膠管進(jìn)行。墊層料由于細(xì)粒含量多(30 %—50 %)，必須嚴(yán)格控制加水量并防止高壓水流沖刷，以免形成彈簧土。墊層料的灑濕厚度控制在5—15 cm為宜。

　　(四)碾壓

　　碾壓作業(yè)開(kāi)始時(shí)先將周邊2 m寬的岸坡接觸帶順岸坡方向來(lái)回碾壓到規(guī)定遍數(shù)后，再用振動(dòng)碾平行壩軸線方向?qū)χ苓呉詢?nèi)的區(qū)域進(jìn)行錯(cuò)距碾，錯(cuò)距碾的方式是先從起始位置來(lái)回碾壓到規(guī)定遍數(shù)后，再固定向一側(cè)進(jìn)行來(lái)回錯(cuò)距。當(dāng)有幾臺(tái)碾壓機(jī)同時(shí)碾壓一個(gè)單元時(shí)，應(yīng)劃分條帶，碾壓機(jī)的錯(cuò)距方向應(yīng)該一至。填筑料碾壓的實(shí)際錯(cuò)距寬度即為碾壓面上的輪印寬度，質(zhì)檢人員可通過(guò)用卷尺測(cè)量輪印寬度來(lái)檢查實(shí)際碾壓遍數(shù)，若發(fā)現(xiàn)某個(gè)區(qū)域碾壓輪印寬度大于上表中規(guī)定數(shù)值時(shí)，需立即進(jìn)行補(bǔ)碾，直至合格為止。壩體的壓實(shí)質(zhì)量除要保證碾壓遍數(shù)外，還要保證振動(dòng)碾的激振力和行走速度達(dá)到規(guī)定要求。洪家渡大壩填筑碾壓用的振動(dòng)碾工作重量都在18t以上，開(kāi)強(qiáng)振檔，振動(dòng)碾行走速度控制在1 km/h以內(nèi)，符合碾壓試驗(yàn)所取的施工參數(shù)。

　　(五)接縫處理

　　1、壩殼與岸坡接合部的施工

　　壩殼與岸坡或混凝土建筑物接合部位施工時(shí)，汽車卸料及推土機(jī)平料，易出現(xiàn)大塊石集中、架空現(xiàn)象，且局部碾壓機(jī)械不易碾壓。該部位采用如下施工技術(shù)措施：與岸坡接合處2m寬范圍內(nèi)，可沿岸坡方向碾壓。不易壓實(shí)的邊角部位應(yīng)減薄鋪料厚度，用輕型振動(dòng)碾或平板振動(dòng)器等壓實(shí);在接合部位可先填1—2m寬的過(guò)渡料或細(xì)堆石料，再填堆石料;在接合部位鋪料后出現(xiàn)的大塊石集中、架空處，應(yīng)予以處理。

　　2、壩體分期分段填筑時(shí)接合部的施工

　　根據(jù)施工總進(jìn)度計(jì)劃安排，在與8#孔閘墩、上下游擋墻及灌溉取水口相鄰的混凝土面板堆石壩第Ⅳ段、第Ⅵ段兩段壩體將分期進(jìn)行填筑。壩體分期分段填筑時(shí)，在壩殼內(nèi)形成了接縫。由于接縫處坡面臨空，因振動(dòng)碾碾壓時(shí)，振動(dòng)碾距坡面邊緣留有0.5—1.0m的安全距離，坡面上存在一定的厚度的松散或半壓實(shí)料層。針對(duì)本工程的施工特點(diǎn)，采用削坡法對(duì)分期分段填筑的結(jié)合部位進(jìn)行處理。即利用推土機(jī)削坡，在后填筑區(qū)填新料時(shí)，靠近先填筑體邊坡處留一溝槽，推土機(jī)在新填筑層上部削坡，邊削邊填運(yùn)載預(yù)先留下的溝槽中，如圖1所示，即將圖中I(松方)削填至I'溝槽中，削至水平寬度1.0~1.5m左右。這時(shí)未壓實(shí)或半壓實(shí)的頂部露出，待碾壓新填料時(shí)一并騎縫碾壓結(jié)合部。然后依次邊削邊填邊碾壓至壩頂，使先填區(qū)的外坡松散帶得到處理。

　　四、堆石壩填筑施工質(zhì)量控制要點(diǎn)

　　(一)墊層料、過(guò)渡料、主堆石料，其各個(gè)顆粒間只有單純的接觸連系，因而不同粒徑與質(zhì)量的顆粒，在卸料、鋪筑、推平過(guò)程中，由于重力的作用，會(huì)產(chǎn)生不同程度的顆粒分離。這是迄今面板堆石壩施工中普遍存在的問(wèn)題。為了減少顆粒分離現(xiàn)象，一般有兩個(gè)途徑可循，即改善材料的級(jí)配與采取相應(yīng)的有效施工方法。級(jí)配改善主要是增加細(xì)顆粒的成份，使其起一種包裹、挾持的作用，以阻滯較大顆粒的分選、集中。從施工上說(shuō)，為了減少顆粒分離可采用以下方法：(1)跳堆法，即在已壓實(shí)的壩面上，按鋪筑一層料需要的數(shù)量，跳隔一定距離卸料，然后推平成連續(xù)層的方法。(2)潤(rùn)濕壩料法，即使材料在運(yùn)輸車內(nèi)潤(rùn)濕，以增加顆粒之間的團(tuán)聚力，阻滯顆粒彼此分離。(3)摻混法，即對(duì)已分離集中的大顆粒區(qū)摻混較細(xì)壩料的方法。

　　(二)堆石壩填筑時(shí)加水，目的在于使材料浸濕，軟化細(xì)粒并降低粗粒的抗壓強(qiáng)度，以提高壓實(shí)密度和效率，減少竣工后的后期沉降。加水的作用效果與堆石母巖的巖性與巖質(zhì)、堆石的粒徑與形狀等因素有關(guān)。一般來(lái)說(shuō)，新鮮、堅(jiān)質(zhì)、渾圓形的堆石、砂卵石，加水對(duì)其壓實(shí)的效果不明顯。但對(duì)于濕單軸抗壓強(qiáng)度顯著降低的巖石、砂粒和細(xì)粒含量較高的堆石，其加水效果較好。基于以上情況，本條仍強(qiáng)調(diào)應(yīng)加水，尤其對(duì)于中、高壩。

　　(三)由于堆石填筑包括卸料、鋪料、灑水、壓實(shí)等多道工序，在墊層坡面上還需要進(jìn)行修整、斜坡碾壓和堆石保護(hù)。由于工序較多，為避免混亂和出現(xiàn)安全事故，本條規(guī)定壩面填筑應(yīng)分區(qū)分段進(jìn)行，宜適當(dāng)劃分工作面，在各填筑塊上依次完成各道工序。

　　(四)振動(dòng)碾的減振輪胎壓力、振動(dòng)輪的轉(zhuǎn)數(shù)等，隨振動(dòng)碾的工作而逐漸降低或衰減，從而影響其工作功能與效率，因而必須定時(shí)檢查，及時(shí)調(diào)整、處理。為了確保壓實(shí)質(zhì)量，本條提出應(yīng)保持振動(dòng)碾的規(guī)定工作參數(shù)。

　　參考文獻(xiàn)：

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