【摘要】碾壓土石壩取材方便,又易于施工和管理,所以成為世界上廣泛應(yīng)用的壩型。本文針對(duì)土石壩特點(diǎn),對(duì)壩基與岸坡處理、壩體施工、大壩排水與護(hù)坡施工方面的技術(shù)進(jìn)行了探討。
【關(guān)鍵詞】碾壓土石壩;施工技術(shù)
土石壩就地取材,建造方便,因而成為世界上應(yīng)用最廣泛的一種壩型。在土石壩各種建造方法中,碾壓筑壩無(wú)疑是應(yīng)用最普遍的一種方式。雖然碾壓土石壩施工方法并不算太復(fù)雜,但技術(shù)上也有很細(xì)致的要求,要達(dá)到質(zhì)量目標(biāo)必須按照正確的方法進(jìn)行施工,因此本文對(duì)碾壓土石壩施工技術(shù)進(jìn)行了探討。
1、壩基、岸坡處理
1.1 壩基處理
壩基處理的主要目的是滿足滲流、穩(wěn)定和變形方面的要求,處理方法包括開(kāi)挖、防滲加固、壩基面處理。開(kāi)挖主要針對(duì)表層土壤、淤泥、風(fēng)化巖石、沉積物、滑坡體、草木及各種建(構(gòu))筑物等的清理,以改善壩體與壩基的連接效果,減少接觸面滲流。易風(fēng)化軟巖(如頁(yè)巖、泥巖等)開(kāi)挖時(shí)應(yīng)預(yù)留保護(hù)層,最好隨挖隨填,若挖后不馬上填筑,應(yīng)噴射混凝土或水泥砂漿保護(hù)。透水性壩基(如砂礫石基、透水性巖基等)必須進(jìn)行防滲處理,常采用黏土截水墻、混凝土防滲墻、帷幕灌漿、防滲鋪蓋、排水減壓等措施。軟弱壩基必須進(jìn)行加固處理,淺層軟基可以全部挖除,但深厚軟基就要采用其他措施處理,如真空預(yù)壓、振沖置換、塑料排水帶、深層攪拌樁等。壩基開(kāi)挖清理后,為了加強(qiáng)壩體與壩基的連接效果,常在壩基面上做結(jié)合槽、混凝土齒墻。
1.2 岸坡處理
岸坡處理方法與壩基基本相同,但壩體與岸坡之間應(yīng)采用斜面連接,也就是岸坡應(yīng)削成傾斜面或折面,不得施工成臺(tái)階、急劇變坡和反坡形式。巖石岸坡不能陡于1:0.5,土坡不能陡于1:1.5。局部凹坑、反坡、不平順巖面應(yīng)利用混凝土填平。
2、壩體施工
2.1 概述
壩體施工包括土石料開(kāi)采、加工、運(yùn)輸、上壩填筑等內(nèi)容,其中壩體填筑是關(guān)鍵部分,并由卸料、鋪土、灑水、壓實(shí)、檢查等工序組成。但土石料開(kāi)采、加工也很重要,關(guān)系到壩體施工效率和質(zhì)量。一般情況下,料場(chǎng)勘察深度比壩址差多了,由于探查數(shù)量少,常常不能全面反映料場(chǎng)實(shí)際情況,往往因填料級(jí)配不佳而影響填筑質(zhì)量,所以要重視料場(chǎng)復(fù)查與儲(chǔ)量計(jì)算工作。
2.2 壩料制備
碾壓土石壩分為均質(zhì)壩和分區(qū)壩兩大類。均質(zhì)壩采用一種筑壩材料,雖然施工比較簡(jiǎn)單,但壩坡緩,用料多,主要用于中低壩,中高壩多采用分區(qū)壩。分區(qū)壩按防滲體位置分為心墻壩和斜墻壩,也有采用水泥混凝土或?yàn)r青混凝土作防滲體的碾壓土石壩,本文主要討論前一種分區(qū)壩。分區(qū)壩一般由防滲土料、壩殼料、反濾料、過(guò)渡料組成。防滲土料包括一般黏性土料、礫石土料和其他防滲土料。黏性土料應(yīng)控制粘粒(<0.005mm)在10%~40%之間,如果粘粒超過(guò)40%,壓實(shí)困難,而且容易開(kāi)裂。級(jí)配良好的礫石土料壓實(shí)性好、壓縮性低、抗剪強(qiáng)度高,普遍用于高土石壩中。土料加工重點(diǎn)是控制含水率和級(jí)配,不同土料的摻混應(yīng)采用分層立采,再根據(jù)抽樣含水率決定補(bǔ)水量,悶水7d以上并檢測(cè)含水率達(dá)到要求后上壩。反濾料要控制小于0.075mm細(xì)顆粒不超過(guò)5%,所以應(yīng)通過(guò)篩選砂礫料進(jìn)行控制。
2.3 壩體填筑
壩體填筑采用分層鋪土、逐層壓實(shí)的方式,其中土料級(jí)配與含水率、鋪土厚度、碾壓設(shè)備選型、碾壓遍數(shù)等都是影響壓實(shí)質(zhì)量的重要因素。填筑標(biāo)準(zhǔn)是根據(jù)設(shè)計(jì)要求通過(guò)試驗(yàn)確定的。黏性土料采用壓實(shí)指標(biāo)進(jìn)行控制,砂礫石料采用相對(duì)密度進(jìn)行控制,堆石料采用空隙率進(jìn)行控制。設(shè)計(jì)階段通過(guò)室內(nèi)壓實(shí)試驗(yàn)和公式計(jì)算等方法確定填筑標(biāo)準(zhǔn),施工階段則通過(guò)碾壓試驗(yàn)論證填筑標(biāo)準(zhǔn)的合理性,同時(shí)確定碾壓設(shè)備及碾壓參數(shù)的適宜性。所以碾壓試驗(yàn)是土石壩施工中一項(xiàng)非常重要的技術(shù)措施,一般采用淘汰法選出適宜的參數(shù),再經(jīng)過(guò)復(fù)核試驗(yàn)確定碾壓參數(shù)。
壩料運(yùn)輸常采用自卸汽車直接運(yùn)料上壩,并用推土機(jī)平料。卸料、鋪料多采用進(jìn)占法,可避免汽車在已壓實(shí)料面上行駛,鋪料厚度易控制,平料也易實(shí)現(xiàn),壓實(shí)條件好。反濾料、過(guò)渡料一般方量不大,但施工要求高,應(yīng)與防滲土料、一定寬度的壩殼料平起填筑。壩料加水可以在料場(chǎng)、運(yùn)輸途中和壩面上進(jìn)行。黏性土料含水率比較低時(shí),應(yīng)在料場(chǎng)加足水量;如果含水率接近最佳含水率時(shí),也可在壩面加水,但應(yīng)按照“少、勤、勻”的原則加水。非黏性土料運(yùn)輸過(guò)程容易脫水,所以主要在壩面加水,一般碾前加一次,邊加邊碾,這樣易于控制。壓實(shí)設(shè)備包括凸塊碾(羊足碾)、氣胎碾、振動(dòng)平碾等。壩殼料應(yīng)采用自行式振動(dòng)平碾,并且重量應(yīng)大于10t。反濾料、過(guò)渡料一般采用振動(dòng)碾壓實(shí),邊角等難以抵達(dá)部位的碾壓可以輔以夯擊或平板振動(dòng)器,并在壓實(shí)過(guò)程中與相鄰防滲土料騎縫碾壓。防滲土料一般采用8t以上的凸塊振動(dòng)碾壓實(shí)。碾壓設(shè)備行進(jìn)方式有圈壓法和進(jìn)退錯(cuò)距法,一般多采用進(jìn)退錯(cuò)距法,易控制碾壓遍數(shù),減少漏壓和重壓。碾壓方向一般應(yīng)與壩軸線平行。壩體采用分期分塊方式填筑會(huì)形成接縫,在接縫相鄰處不易壓實(shí),必須采用留臺(tái)法或削坡法進(jìn)行處理??拷镀绿幪钪踩菀壮霈F(xiàn)問(wèn)題,應(yīng)采取措施處理,如減小鋪料層厚、限制粒徑、充填細(xì)料、夯擊等。心墻結(jié)合部位也需要特別注意,應(yīng)制定專門的措施,例如與混凝土結(jié)合部位應(yīng)先涂濃泥漿,再鋪土和夯實(shí)。
3、大壩排水與護(hù)坡施工
3.1 壩體排水
壩體排水有棱體排水、貼坡排水、壩內(nèi)排水等方式,以棱體排水為例,采用堆石砌成,要求石料堅(jiān)固,軟化系數(shù)在0.85以上,分層累砌,接縫必須逐層錯(cuò)縫,不能有通縫。
3.2 護(hù)坡施工
護(hù)坡常見(jiàn)形式有砌石護(hù)坡、混凝土護(hù)坡、草皮護(hù)坡等,以砌石護(hù)坡為例,砌筑前應(yīng)削坡至設(shè)計(jì)坡面,鋪設(shè)墊層后再砌石,并選用0.2~0.35cm石塊分層砌筑。
4、結(jié)語(yǔ)
碾壓土石壩建設(shè)中,滲流控制貫穿于整個(gè)建造過(guò)程,成為工程成敗的關(guān)鍵,應(yīng)從壩基與岸坡處理、壩料選擇、碾壓參數(shù)控制等方面采取切實(shí)有效的措施,并在施工過(guò)程中加強(qiáng)技術(shù)方法的研究與質(zhì)量控制手段的應(yīng)用,確保施工科學(xué)有序、質(zhì)量控制得法,以為大壩的安全穩(wěn)定創(chuàng)造堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
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