崗南水庫除險(xiǎn)加固壩體砂礫料填筑施工質(zhì)量控制

李秀晨

（河北省水利工程局，石家莊 050021）

崗南水庫除險(xiǎn)加固壩體砂礫料填筑施工質(zhì)量控制

李秀晨

（河北省水利工程局，石家莊 050021）

崗南水庫除險(xiǎn)加固工程壩體填筑采用砂礫料，振動(dòng)機(jī)械碾壓，挖坑灌水法檢測干密度，將設(shè)計(jì)提出的質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)相對(duì)密度，換算成干密度指標(biāo)。料場為不均勻砂礫料場，粗粒料含量的不同，影響碾壓填筑的壓實(shí)干密度。通過碾壓試驗(yàn)，確定出壓實(shí)干密度控制指標(biāo)，據(jù)此進(jìn)行壩體砂礫料填筑施工質(zhì)量控制。施工質(zhì)量檢查結(jié)果表明，干密度控制指標(biāo)正確，壩體壓實(shí)質(zhì)量得到了保證。

施工質(zhì)量控制；砂礫料填筑；崗南水庫

崗南水庫除險(xiǎn)加固工程，采用填筑下游壩坡將攔河壩加高方案，填筑部位包括主壩及左岸、副壩右岸副壩。主壩壩體砂礫料填筑工程量45萬m3。主壩加高到最大高度53.05m，平均培厚寬度11m。砂礫料場選用水庫下游滹沱河尚家灣料場。設(shè)計(jì)確定的壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)采用相對(duì)密度Dr控制，要求壩體填筑砂礫料Dr≥0.8。填筑施工中，質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)為將相對(duì)密度指標(biāo)換算成干密度指標(biāo)。

滹沱河尚家灣料場的特點(diǎn)是分布不均勻，設(shè)計(jì)單位初設(shè)階段天然建筑材料詳查報(bào)告提供的料場砂礫料不均勻系數(shù)的最大、 最小和平均值分別為210.0、6.2和74.1； 曲率系數(shù)的最大、最小和平均值分別為2.41、0.61和1.22。 針對(duì)尚家灣料場的特殊情況，進(jìn)行了碾壓試驗(yàn)，確定了施工質(zhì)量控制指標(biāo)。

1 碾壓試驗(yàn)

1.1 料場復(fù)查

滹沱河尚家灣料場可開采面積36.58萬m2，平均覆蓋層厚0.5m，儲(chǔ)量110萬m3，滿足筑壩砂礫料用量要求。料場內(nèi)共挖探坑19個(gè)。

對(duì)11個(gè)探坑內(nèi)的砂礫料取樣進(jìn)行顆粒分析和相對(duì)密度試驗(yàn)，不均勻系數(shù)最大值154.0，最小值 2.4，平均40.8；曲率系數(shù)最大值3.07，最小值 0.11，平均值0.96。 粗粒料含量最大值75.0%、最小值 15.6%，平均值39.5%。

1.2 試驗(yàn)過程

試驗(yàn)場地布置在料場內(nèi)，面積110m×20m，劃分為若干個(gè)試驗(yàn)區(qū)，每個(gè)試驗(yàn)區(qū)又劃分為20m×2m的碾壓條帶。作業(yè)面推平、碾壓堅(jiān)實(shí)，壓實(shí)后地基相對(duì)密度達(dá)到0.8以上。試驗(yàn)區(qū)外布設(shè)控制樁，作為測量控制的依據(jù)。

碾壓設(shè)備選用洛陽LSS218A振動(dòng)碾和寶馬BW202AD振動(dòng)碾，自重分別為18t和10.1t。 洛陽碾采用0.6，1.0，1.4m 3種鋪料厚度，寶馬碾采用0.6，0.8，1.0m 3種鋪料厚度。 鋪料前測定砂礫料天然含水率，加水量分15，20，25%3種比例，根據(jù)鋪料體積按確定的加水比例計(jì)算出加水量，安裝潛水泵從河道抽水，流量計(jì)控制水量，均勻加水到鋪料上。達(dá)到預(yù)定的加水比例后開始碾壓，邊碾壓邊加水。先無振碾壓2遍，再分別強(qiáng)振碾壓4，6，8遍。

挖坑灌水法測定壓實(shí)干密度，然后對(duì)試樣做顆分試驗(yàn)和相對(duì)密度試驗(yàn)。對(duì)一個(gè)試坑的砂礫料按四分法取樣炒干、篩分，作顆粒分析，繪制顆粒級(jí)配曲線，計(jì)算粗粒料含量。振實(shí)法測定最大、最小干密度，校核各種工況下的壓實(shí)效果能否達(dá)到相對(duì)密度Dr≥0.8的要求。

根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)，繪制相對(duì)密度0.8所對(duì)應(yīng)的干密度數(shù)值～粗粒料含量關(guān)系曲線。

1.3 壓實(shí)指標(biāo)確定

由于料場分布不均勻，砂礫料的顆粒級(jí)配組成、粗粒料含量相差很大，導(dǎo)致砂礫料的自然堆積密度及達(dá)到相對(duì)密度0.8時(shí)所對(duì)應(yīng)的壓實(shí)干密度相差很大。通過試驗(yàn)得出，砂礫料干密度隨粗粒料含量的增加呈遞增趨勢，且逐漸變緩。

筑壩砂礫料填筑施工干密度控制指標(biāo)，確定為相對(duì)密度0.8對(duì)應(yīng)的干密度曲線上的數(shù)值再增加0.02g/m3， 并舍去曲線兩端的部分?jǐn)?shù)據(jù)。為便于實(shí)際操作，粗粒料含量每隔5%確定1個(gè)數(shù)值，施工控制干密度見表1。

表1 砂礫料填筑施工控制干密度表

2 主壩壩體加固基礎(chǔ)處理

主壩下游貼坡填筑基礎(chǔ)面，坐落在主壩原壩體158.0m平臺(tái)上，原壩體亦采用滹沱河下游河床的砂礫料填筑。將原壩體覆蓋層清除50cm，清除平臺(tái)上的干砌石護(hù)坡及雜草、樹木、樹根、廢渣等雜物，用推土機(jī)推平，振動(dòng)碾對(duì)基礎(chǔ)面碾壓。對(duì)碾壓后的基礎(chǔ)面挖坑取樣檢測壓實(shí)干密度，同時(shí)對(duì)每一試坑取料樣，進(jìn)行擊實(shí)試驗(yàn)，得到每一試坑料樣的最大、最小干密度，從而計(jì)算出壓實(shí)后基礎(chǔ)面所能達(dá)到的相對(duì)密度。

崗南水庫除險(xiǎn)加固工程壩體砂礫料填筑壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)采用相對(duì)密度Dr控制，要求Dr≥0.8，防滲土料的壓實(shí)度不小于0.98，基礎(chǔ)壓實(shí)后密度要求不小于相應(yīng)填筑料設(shè)計(jì)指標(biāo)。主壩壩基碾壓檢測結(jié)果為：相對(duì)密度0.81～0.88，達(dá)到了設(shè)計(jì)技術(shù)要求。

清除兩岸壩肩范圍內(nèi)松動(dòng)的風(fēng)化石、孤石和縫內(nèi)的樹根、草根等腐植物質(zhì)。對(duì)于局部陡坎和突出的巖石，進(jìn)行削平處理，兩側(cè)岸坡開挖成平順，不能成臺(tái)階狀。壩基風(fēng)化巖不陡于1∶1.0，土層不陡于1∶1.5。

3 壩體填筑質(zhì)量控制

3.1 料場

壩體填筑對(duì)砂礫料的要求為：最大粒徑不大于填筑層厚的2/3，顆粒形狀無片狀、針狀顆粒，堅(jiān)固抗凍。粒徑0.1mm以下的砂土、石粉等細(xì)顆粒含量不超過5%，不含有雜草、樹木、樹根等有害物質(zhì)。料場的質(zhì)量控制措施為：

（1）清除覆蓋層，用推土機(jī)將覆蓋層清除，集中堆放，用于料場后期恢復(fù)河道；

（2）采用立采方式，破壞自然沉積形成的分層結(jié)構(gòu)，層間礫料充分混合；

（3）采用多點(diǎn)采料，將不同區(qū)域的礫料在填筑面混合，避免不同區(qū)域砂礫料級(jí)配相差過大；

（4）將河水導(dǎo)流，做到靜水區(qū)開采，減少細(xì)粒料流失。

3.2 鋪料

按鋪料厚度和單車運(yùn)量粗控卸料間距，控制卸料高度，避免粗細(xì)料分離。鋪料邊線留出一定的富余量，保證壓實(shí)到位。推土機(jī)鋪料厚度均勻，表面平整。原壩坡面開凳，削成斜坡，新舊壩料結(jié)合良好。各施工段之間斜坡相接，上下兩層接縫錯(cuò)開。

3.3 加水

采用水泵和灑水車相結(jié)合，以水泵加水為主。根據(jù)鋪料體積按確定的加水比例計(jì)算出加水量，安裝潛水泵從上游庫區(qū)抽水，流量計(jì)控制水量，鋪設(shè)管道至作業(yè)面，均勻加水到鋪料上。達(dá)到預(yù)定的加水比例后開始碾壓，邊碾壓邊加水。

3.4 碾壓

壩體碾壓是保證填筑質(zhì)量的關(guān)鍵，嚴(yán)格按確定的參數(shù)施工，保證碾壓機(jī)械性能良好。振動(dòng)碾行走方向平行于壩軸線，進(jìn)退錯(cuò)距法碾壓，錯(cuò)距寬度采用半碾滾寬；行駛速度均勻，采用強(qiáng)振，激振力、振幅和頻率符合要求；分段碾壓時(shí)，相鄰兩段之間碾跡搭接長度不小于2m，

采用挖掘機(jī)削坡，每2～3m高差削坡1次。削坡前用白灰標(biāo)出壩坡邊線，嚴(yán)格控制削坡量，不得出現(xiàn)虧坡。

4 干密度檢測

壩體砂礫料填筑干密度檢測采用挖坑灌水法，將地面用鐵銑仔細(xì)鏟平，并用水平尺檢查坑面是否平整，將坑內(nèi)的砂礫料仔細(xì)挖除，注意保證開挖面光滑平整，過磅稱稱量砂礫料重量，并進(jìn)行篩分，得到粗粒料含量。將塑料薄膜鋪于坑內(nèi)，向試坑內(nèi)灌水至充滿為止，記錄每次加水的重量。當(dāng)坑內(nèi)水接近盛滿時(shí)，用小量筒仔細(xì)將水注入，防止溢出。

崗南水庫主壩加高砂礫料填筑壓實(shí)干密度見表2。

表2 崗南水庫主壩加高砂礫料填筑壓實(shí)干密度統(tǒng)計(jì)表

5 結(jié)語

崗南水庫除險(xiǎn)加固工程攔河壩加高施工，采用滹沱河尚家灣料場不均勻砂礫料填筑，振動(dòng)碾碾壓，根據(jù)粗粒料含量不同，通過碾壓試驗(yàn)，確定出不同的壓實(shí)干密度控制指標(biāo)，很好地解決了對(duì)不均勻砂礫料筑壩碾壓的質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)。壩體填筑施工過程，嚴(yán)格按照施工技術(shù)規(guī)范和碾壓施工參數(shù)執(zhí)行，施工質(zhì)量優(yōu)良，圓滿地完成了任務(wù)。

［1］SDJ213—83，碾壓式土石壩施工技術(shù)規(guī)范［S］.

［2］SL274—2001，碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范［S］.

［3］《水利水電工程施工手冊(cè)》編委會(huì).土石方工程·水利水電工程施工手冊(cè)（第2卷）［K］.北京：中國電力出版社，2002.

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1672-9900（2011）01-0085-02

2011－01－18

李秀晨（1963－），男（漢族），河北欒城人，高級(jí)工程師，主要從事水利工程建設(shè)管理工作，（Tel）18931216985。