林馬盛
(雷州市水利水電建筑工程公司,廣東 雷州 524200)
某水庫工程壩頂高程136.9 m,最大壩高36.7 m,壩頂寬6 m,壩頂長650 m,土方填筑213.2萬m3。水庫大壩填筑石壩土選定在大壩附近取土場為土料場低液限黏土。通過對土料的擊實試驗,得出土料的最大干密度為1.71 t/m3,最優(yōu)含水率16%,控制上壩土料含水率13%~18%。設計要求指標:壓實系數(shù)取0.97。
項目部組織人員在壩外進行了大壩土料碾壓試驗,選用20 t自行式凸塊振動碾,鋪土厚度分別選取30 cm、35 cm、40 cm、50 cm四種;含水率分13%、16%、18%三種;碾壓遍數(shù)6次、8次、10次三種,行走速度中速1檔,共計作了11組實驗,最后經(jīng)過審核,確定大壩填筑施工參數(shù)為:鋪土厚度 40 cm,碾壓遍數(shù)8次,含水率控制在13%~18%之間。
邊線控制:邊線要超出設計邊線 50 cm,超出部分每填筑1.5 m高用反鏟挖機粗略削坡。
鋪土厚度控制:鋪土厚35 cm,允許偏差-5~0 cm。
碾壓:振動碾順壩軸線方向進退式碾壓,相鄰兩段交接帶碾跡應彼此搭接,垂直碾壓方向搭接帶寬度不小于0.3~0.5 m。順碾壓方向搭接寬度為1~1.5 m。行走速度:拖式2~3 km/h,自行式2.5~3.5 km/h。
填筑前,應在與基礎巖石接觸處,按1 m寬鋪設(岸邊為一條帶)純黏土接觸帶。
碾壓機具的行駛方向應平行壩軸線,而靠岸邊的接觸帶黏土則應順岸邊進行壓實,壓實標準按壓實系數(shù)0.97控制。
在整個土料壓實過程中,專職質檢、試驗人員進行值班,及時對每一層回填土料的壓實度用環(huán)刀進行測點檢測,在下一層的壓實度沒有達到97%及干密度1.65 g/cm3的標準時,絕不允許進行上一層的土方回填。
每一填土層按規(guī)定參數(shù)施工完畢,并經(jīng)監(jiān)理檢查合格后才能繼續(xù)鋪筑上一層。在繼續(xù)鋪筑上層新土之前,應對壓實層表面殘留的被碾子凸塊翻松的半壓實土層進行處理,以避免形成土層間結合不良的現(xiàn)象。
壓實土體不應出現(xiàn)漏壓虛土層、干松層、彈簧土、剪力破壞和光面等不良現(xiàn)象。如出現(xiàn)上述現(xiàn)象應及時處理:對干松層加水繼續(xù)碾壓;對漏壓的虛土層進行補壓;對出現(xiàn)的彈簧土與剪力破壞的部位超過5 m2挖掉換土填筑;對汽車通過后形成的光面用推土機或凸塊振動碾刨毛處理。
鋪土面應均衡上升,以免造成過多的接縫。若由于施工需要進行分區(qū)填筑時,其縱橫接縫坡度分別按1∶3及1∶4控制,并用振動碾騎縫碾壓。
在接縫的坡面上,應配合填筑的上升速度,將表面松土鏟除至已壓實合格的土層為止。坡面須經(jīng)刨毛處理,并使含水率控制在13%~18%范圍內(nèi),然后才能繼續(xù)鋪填新土進行壓實。
為保護土料正常的填筑含水率,日降雨量較大時,按監(jiān)理指示填筑。當風力或日照較強時,在壩面上進行灑水濕潤,以保持合適的含水率。
填筑面應略向上游傾斜,以便排除積水。下雨前應采取措施,防止雨水下滲,雨后應將填筑面含水率調(diào)整至合格范圍,才能復工。
質量檢測取樣部位應符合下列要求:取樣部位應有代表性,且應在作業(yè)面上均勻分布,不得隨意挑選,特殊情況下取樣須加注明;取樣應在壓實層厚的下部 1/3處及結合層處取樣,并記錄壓實層厚度。
質量檢測取樣數(shù)量應符合下列要求:每次檢測的施工作業(yè)面不宜過小,機械筑壩時不宜小于600 m2;每層取樣數(shù)量:在大面積填筑量時每200~500 m3取樣1組,在邊角部位每層2組至3組,每組要3個土樣,若作業(yè)面或局部返工部位按填筑量計算的取樣數(shù)量不足3個時,也應取樣3個。
在壓實質量和壩身特定抽樣檢測時,取樣數(shù)視壩身具體情況而定。
每一填筑層自檢、抽檢后,凡取樣不合格的部位應補壓或作局部處理,經(jīng)復驗至合格后方可進行下道工序施工。
大壩黏土填筑主要部位有兩個:一處是右壩肩岸坡接觸部位,另一處是防滲墻兩側及上部,對大壩來說都是非常重要的部位,必須嚴格控制其施工質量。右壩肩處要求回填黏土寬度1 m,107 m高程以下防滲墻每側設計寬度1.1 m,墻頂以上部分填筑3.5 m高,3 m寬黏土。
黏土取樣室內(nèi)擊實試驗最大干容重為1.76 t/m3,最優(yōu)含水率17.1%,施工控制干密度不小于1.71 t/m3。
土料的施工含水率控制范圍為15.1%~18.1%,鋪土厚度20 cm,1 t手扶式振動碾碾壓8遍或蛙式打夯機壓10遍。
黏土填筑作業(yè)按施工順序可分為:結合面處理、卸料及鋪填、壓實、質檢四道主要工序。
開始填筑前,將巖石、混凝土表面的浮渣、污物、泥土、活動巖塊、乳皮、粉塵等雜物清除干凈。
填筑前灑水濕潤,并涂抹一層3~5 mm的黏土水泥漿,并邊涂刷、邊鋪土、邊碾壓(或夯實),涂刷高度應略大于鋪土厚度,并注意與下部涂層的搭接。泥漿干涸應及時清除,嚴禁泥漿干涸后鋪土和壓實。黏土漿比重要在2.15~2.6 g/cm3之間。
壓實:1 t手扶式振動平碾,進退錯距法碾壓。
壓實度(干密度)檢測:每段(每層)碾壓完畢,試驗室及時采用環(huán)刀法檢測干密度、含水率,檢測數(shù)量為岸坡每層 2至3組,防滲墻每100~200 m3(每60 m)取一組試樣:碾壓面及邊角夯實部位按規(guī)定的取樣頻率檢測,所有檢測點壓實度(或干密度)的合格率不小于90%,不合格壓實度(或干密度)最小值不得小于設計壓實度(或干密度)的98%。
雨季填筑時應采取適當措施,防止施工過程中土料含水量的增加,保證填筑質量。主要應做好以下幾方面工作:填筑面稍向上游傾斜,以便排泄雨水,傾斜坡度一般可取 2%~4%;雨前用振動平碾快速壓實表層松土,并注意保持填筑面平整,以防積水和雨水下滲。雨后填筑面應晾曬或處理,經(jīng)檢查合格后方可復工;在填筑面上的施工機械,雨前宜移出填筑面停放在壩殼區(qū);下雨或雨后不許踐踏壩面,禁止車輛通行;雨后復工,首先人工排除防滲體表層局部積水,并視未壓實表土含水率情況,進行晾曬或用推土機將其清除,至實測土料含水率不超過施工含水率上限1%即可。
認真細致地處理好壩基與岸坡這些關鍵性問題:壩基與岸坡處理工程為隱蔽工程,如處理不好,將會危及大壩穩(wěn)定與安全,所以必須按設計要求并遵循有關規(guī)定認真施工。施工單位應根據(jù)合同技術條款要求及有關規(guī)定,充分研究工程地質和水文地質資料,制定相應的技術措施。
為保證大壩填筑質量問題,在大壩壩基開挖過程中要做好基坑排水問題,特別是大壩開始填筑階段的基坑排水問題,以保證大壩填筑時,建基面上沒有積水,嚴禁水下填土。
壩肩處的勘探平面等均按圖紙逐一檢查處理。為保證大壩接觸處的安全隱患,應搞好壩肩處的岸坡開挖工作,清除右壩肩全部強風化巖體,并進行排網(wǎng)噴漿處理。
為保證大壩填筑質量,壩料復查與規(guī)劃亦不容忽視。壓實特性應著重考慮天然干密度、比重、液塑限、壓縮性、滲透性、抗剪強度等。
壩體填筑應按一般規(guī)定與填筑施工方法及工藝執(zhí)行,另外還應考慮結合部位的處理。這些都是壩體施工中薄弱環(huán)節(jié),如果處理不當,將可能形成滲流通道,引發(fā)防滲體滲透破壞及垮壩。
施工過程中,要嚴格按照碾壓式土壩施工規(guī)范執(zhí)行。
1 陳龍清.論水庫大壩土方填筑施工分析[J].山西水利,2009
2 張磊.水庫大壩壩體填筑施工技術應用探討[J].中小企業(yè)管理與科技,2010