張 慧

中國葛洲壩集團(tuán)第一工程有限公司

土石壩填筑碾壓施工技術(shù)探討

張 慧

中國葛洲壩集團(tuán)第一工程有限公司

目前我國水工大壩建設(shè)技術(shù)已經(jīng)漸趨完善，而大壩填筑碾壓施工技術(shù)對于大壩工程整體質(zhì)量而言，有著至關(guān)重要的影響，因此在對大壩進(jìn)行填筑施工的整個施工過程中，都要采取嚴(yán)格的管理措施。本文以面板堆石壩為例闡述土石壩填筑碾壓施工技術(shù)，并提出了施工質(zhì)量控制要點(diǎn)。

土石壩；填筑碾壓；施工技術(shù)

1、填筑碾壓施工技術(shù)

1.1 工程概況

以大渡河猴子巖水電站為例，本工程擋水建筑物為混凝土面板堆石壩，壩頂高程為1848.50m，壩頂總長283.00m，壩頂寬度14m，最大壩高223.50m。壩體自上游至下游依次為上游壓重區(qū)、礫石土鋪蓋區(qū)、石粉鋪蓋區(qū)、混凝土防滲面板、墊層區(qū)、過渡區(qū)、堆石區(qū)及壩腳壓重區(qū)。壩體填筑總量為1075.37萬m3。

1.2 壩體填筑施工準(zhǔn)備

壩體填筑前，在選定的料場開采區(qū)開挖壩料，完成與實(shí)際施工條件相仿的各項(xiàng)生產(chǎn)性試驗(yàn)，以確定合理的施工參數(shù)。嚴(yán)格按施工圖紙要求，認(rèn)真作好壩基清理，進(jìn)行基礎(chǔ)缺陷處理。采用油漆、石灰等對已清理好的壩基進(jìn)行填料界面、分層填筑高程等標(biāo)識，填筑過程中，按填筑單元和填筑料分區(qū)嚴(yán)格測量放樣，各分區(qū)采用白石灰畫線標(biāo)示明晰，并插方向標(biāo)記和設(shè)置層厚高度標(biāo)桿作為控制參照物。

1.3 大壩填筑施工

卸料：堆石料、過渡料、壓重料采用進(jìn)占法卸料。即自卸汽車行走平臺及卸料平臺是該填筑層已經(jīng)初步推平但尚未碾壓的填筑面，有利于工作面的推平整理，提高碾壓質(zhì)量。細(xì)顆粒與大顆粒石料間的嵌填作用，有利于提高干密度，確保填筑質(zhì)量。反濾料、墊層料采用后退法卸料。即在已壓實(shí)的層面上后退卸料形成密集料堆，再用推土機(jī)平料。這種卸料方式可避免填筑料的分離或粗顆粒集中。

鋪料：結(jié)合類似工程施工經(jīng)驗(yàn)，按照不大于壓實(shí)層厚的10%控制攤鋪層厚，經(jīng)碾壓后達(dá)到技術(shù)要求層厚。大壩各區(qū)料鋪填層厚初步確定見表1，實(shí)際施工參數(shù)通過碾壓試驗(yàn)最終確定。

水平碾壓：上游礫石土鋪蓋料采用凸塊碾碾壓，石粉鋪蓋料小型振動碾碾壓，墊層料采用自行式振動平碾碾壓，過渡料、堆石料采用拖式振動平碾和自行式振動平碾碾壓；靠近岸坡的邊角部位采用小型振動碾或液壓振動夯板夯實(shí)。

特殊區(qū)域的碾壓：石粉鋪蓋料采用小型振動平碾碾壓；墊層料靠近趾板周邊縫1m范圍，為保護(hù)趾板混凝土，采用振動夯板夯實(shí)。

2 關(guān)鍵技術(shù)施工

2.1 料源質(zhì)量控制措施

墊層料、石粉鋪蓋料：裝料時，采用空斗摻混方式混合均勻后再裝車；并采取密集堆料攤鋪減少分離，壩面上安排專人檢查礫石集中情況，發(fā)現(xiàn)集中現(xiàn)象采用反鏟及時清除。

過渡料：根據(jù)設(shè)計(jì)要求的級配曲線及各項(xiàng)指數(shù)要求，確定石料場開采的爆破參數(shù)，回采時注意控制超徑石。

堆石料：根據(jù)堆石料的粒徑及級配要求，確定石料場開采的爆破參數(shù)，以滿足上壩填筑的要求。挖裝時，注意控制超徑石，由專職質(zhì)檢員對每車料進(jìn)行合格確認(rèn)放行上壩，料場上設(shè)填筑料種類的標(biāo)記牌、運(yùn)輸車輛也掛標(biāo)記，互相對應(yīng)，以免混裝。

2.2 堆石料填筑技術(shù)措施

填筑時充分灑水，碾壓開始之前灑水要均勻，先灑水后碾壓。同填筑層岸坡細(xì)石料必須先于粗堆石料填筑，嚴(yán)防岸坡部位塊石集中，接縫部位振動碾碾壓不到的部位，采用小型振動碾順岸坡方向進(jìn)行壓實(shí)，以保證接合處的施工質(zhì)量。做好堆石料的界面處理。在壩面上形成臨時道路時，堆石料邊緣的材料均為未壓實(shí)的松散材料，在填筑上升時，用反鏟平行壩軸線方向?qū)⑻钪吘?m范圍內(nèi)的松散堆石料挖出，然后邊灑水邊重新進(jìn)行壓實(shí)，以保證縱向接縫的施工質(zhì)量。

2.3 鋪料厚度控制

⑴按設(shè)計(jì)要求及現(xiàn)場碾壓試驗(yàn)結(jié)果確定的各種料區(qū)層厚進(jìn)行鋪料填筑。⑵根據(jù)各料區(qū)層厚，在距填筑面前沿4～6m距離設(shè)置移動式標(biāo)桿，控制填料層厚度與平整度。⑶推土機(jī)平料時，刀片應(yīng)從料堆一側(cè)的最底處開始推料，逐漸向另一側(cè)移動。⑷堆石料推土機(jī)平料后，暴露于表面的大塊石及尖角凸塊應(yīng)及時用液壓沖擊錘破碎處理。⑸設(shè)置質(zhì)量控制點(diǎn)，并由專人進(jìn)行層厚檢查，墊層料及反濾料必須采用水平經(jīng)緯儀進(jìn)行鋪料過程定點(diǎn)測量控制。

2.4 水平碾壓控制

⑴在壩體填筑中，采用以控制碾壓參數(shù)為主、以試坑法檢測干容重為輔的“雙控”法進(jìn)行質(zhì)量檢測。⑵振動碾的滾筒重量、激振頻率、激振力均須滿足設(shè)計(jì)要求。

2.5 特殊部位(結(jié)合部)的施工技術(shù)

⑴壩體與岸坡接合部：① 岸坡局部可能出現(xiàn)反坡現(xiàn)象，應(yīng)處理成順坡后再填筑，當(dāng)開挖方法有困難時，按設(shè)計(jì)和監(jiān)理人要求先填混凝土或漿砌石修復(fù)成順坡后，再進(jìn)行壩料填筑。② 堆石體與岸坡接合部，填筑時易出現(xiàn)塊石集中現(xiàn)象，且振動碾無法靠近碾壓，對壩體填筑質(zhì)量及趾板周邊縫變形有較大影響。施工中可采用以下措施：在岸坡1-2m寬范圍內(nèi)，先回填過渡料，堆石料采用后退法先填筑過渡料側(cè)邊4-5m，然后再進(jìn)行正常填筑：盡可能使振動碾沿岸坡方向碾壓，碾壓不到的地方，采用振動夯板夯實(shí)。③對壩基范圍內(nèi)所有出水點(diǎn)先作反濾處理，最后填筑壩體堆石料。

表1 大壩各區(qū)料鋪料層厚表

⑵壩體分期、分段結(jié)合部處理：①壩體分期填筑接合部位：壩體新老填筑層和大壩料區(qū)交接縫結(jié)合部位是大壩填筑的薄弱環(huán)節(jié)。施工中采取以下措施處理：對因設(shè)計(jì)需要而分期填筑形成的先期塊與后期塊施工結(jié)合縫，先期填筑塊坡面采取臺階收坡方法施工；先期填筑面碾壓在保證安全的條件下，盡量碾壓到邊，使邊坡上松散填筑料減小到最低限度；后期填筑時，將先期填筑體坡面用反鏟清除表面松散料，并和新填筑料混合然后一并碾壓。②壩體各種填料分段填筑接合部位：在壩體各種填料分段填筑結(jié)合部位，容易出現(xiàn)超徑石和粗粒料集中及漏壓、欠壓等薄弱環(huán)節(jié)。采用反鏟或裝載機(jī)剔除結(jié)合部超徑石，將集中的粗顆粒作分散處理，以改善結(jié)合處填筑料的質(zhì)量；碾壓時，進(jìn)行騎縫碾壓，并加強(qiáng)3遍。

3 施工質(zhì)量控制措施

(1)成立質(zhì)量管理機(jī)構(gòu)，下設(shè)各專業(yè)質(zhì)量責(zé)任組，分工明確，各負(fù)其責(zé)。

(2)大壩施工前，加強(qiáng)專業(yè)知識培訓(xùn)學(xué)習(xí)，使施工員、質(zhì)檢員熟練掌握質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)、程序等，增強(qiáng)挖裝、運(yùn)輸、平整設(shè)備人員的理性與感性認(rèn)識。

(3)根據(jù)土石壩施工經(jīng)驗(yàn)設(shè)立質(zhì)量控制關(guān)鍵點(diǎn)，質(zhì)量控制關(guān)鍵點(diǎn)見表2。

總之，為了保障土石壩填筑符合工程設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，必須嚴(yán)格控制施工各個環(huán)節(jié)，其中最重要的便是對施工技術(shù)進(jìn)行嚴(yán)格把控。(見表2)

[1]張磊.水庫大壩壩體填筑施工技術(shù)應(yīng)用探討[J].中小企業(yè)管理與科技(下旬刊)，2010，06：172.

[2]童杰.水利水電工程大壩填筑施工技術(shù)和方法分析[J].門窗，2014，01：157.

表2 壩體質(zhì)量控制關(guān)鍵點(diǎn)