淺談水利工程大壩填筑施工技術

摘要：文章通過結合大壩填筑施工實例，闡述大壩填筑過程的施工工藝，對填筑的各個施工環節提出其控制技術，同時就大壩填筑施工中控制壩體變形問題，總結出本工程所采取的施工策略，為同類工程提供參考借鑒。

關鍵詞：水庫施工;大壩填筑;堆石區填筑

1、工程概況

某水庫工程主要是以防洪，供水灌溉為主，結合發電及改善水環境等綜合利用。壩頂高程178.6m，防浪墻頂高程179.8m，河床清基后，趾板底高程132m，相應最大壩高55.9m。壩頂按一般交通要求布置，寬5.5m，長444m。大壩壩體自上游向下游依次為鋼筋混凝土面板、墊層區、過渡層區、主堆石區、下游次堆石區。面板下部連接趾板，趾板與面板交接部設置特殊墊層區。大壩下游面為砌石護坡，填筑工程總量為929731m3。

2、筑壩材料選取

對于本項目碾壓堆石壩體所需的石料直接外購，對于所選取的石料要求其極限抗壓強度≥Mu40，軟化系數≥0.85，含泥量<"5%。粒度<"2"cm顆粒含量不應超過5%，石塊最大邊與最小邊之比≤3，避免針狀、片狀石料上壩。土石混合料要求含石量≥30%，不含腐殖土。

3、大壩填筑施工技術

對壩體填筑總的原則是從下游側向上游側，自高程較低側向高程較高側，并遵循主堆區不侵占過渡層區，過渡層區不侵占墊層區。混凝土面板堆石壩的墊層與過渡層、過渡層與主堆石連接時，先填主堆石，再填過渡層，最后填墊層。一層主堆石、二層過渡層和墊層平起作業。

3.1 下游堆石區填筑

下游堆石區在開挖驗收后結合碾壓試驗進行填筑，采用15t自卸汽車從石料場裝料運輸至大壩填筑區，推土機推平，振動碾碾壓。自卸汽車卸料采用進占法，推土機一次攤鋪層厚為100cm，攤鋪平整后灑水，灑水量為堆石壓實方量的15%，灑水后用振動碾沿平行于壩軸線方向按碾壓試驗確定的碾壓遍數進行碾壓。振動碾碾壓時順著壩軸線方向，自壩坡面向壩內采用進退錯距法依次進行碾壓，碾跡搭接寬度在垂直碾壓方向為1.0m，振動碾碾壓不到的其他邊緣部位，如堆石體與岸坡接觸處，利用過渡料薄層鋪筑碾壓，碾壓時滾筒盡量靠近岸坡，沿上下游方向行駛碾壓，局部碾壓不到的地方用振動夯夯實。

下游坡面干砌石護坡與下游堆石區填筑同步進行。施工方法采用反鏟、推土機等機械配合人工提供砌筑石塊，石塊擺放時將石塊最大的一面作為坡面，有突出的部分用手錘敲打，以利美觀，坡面平整用測量放點配以大樣板尺，尺間拉線控制。

3.2 墊層、過渡層料的填筑

墊層料、過渡層料與其后的主堆石料平起填筑同時碾壓，過渡層料水平寬度為3m，墊層料水平寬度為1.5m，鋪層厚度均為50CM，即主堆石料填筑一層后，依次填筑過渡料一層、墊層料一層，過渡層料及墊層料碾壓后，再填筑第二層，與主堆石料平齊后一起碾壓，依次循環進行。采用后退法鋪料，D85推土機配以人工平倉。振動碾碾壓密實。墊層料在上游坡面的超填尺寸嚴格按設計文件及有關規范要求執行。

3.3 擠壓邊墻的施工

在每天一層料之前，將下層（已填筑）墊層料碾壓整平，定位畫線后用邊墻擠壓機制作出一個高40cm的低強度、低彈性模量、半透水的混凝土小墻，待其達到一定強度后，在其下游側按設計要求鋪填墊層料，推土機攤鋪平整后用自行式振動碾進行碾壓，碾壓合格后重復上述工序，即完成上游壩面的施工。施工準備工作采取基面找平，墊層料攤鋪時嚴格控制高差和平整度，由人工拉線繩找平，碾壓后高差控制3cm以內，不符合要求者處理達到要求后才進

行擠壓邊墻的放線施工。根據找平后實測基面高程放出上游設計邊線位置，在此基礎上按照擠壓邊墻底部寬度標劃出內側位置線、按照擠壓機寬度尺寸標劃出其靠墊層料一側的輪跡線并掛線繩，灑白灰明示，作為擠壓機行走時的控制線。擠壓機的就位及調整，用CAT330反鏟吊裝就位，對擠壓機的機身和高度進行調整，使擠壓機在垂直方向和沿機身方向處于水平，機身調整使擠壓墻高度為40cm，并保證擠壓機外刀片貼近前一層邊墻坡頂。混凝土拌制、運輸：2臺3m3"攪拌罐車運料。

邊墻擠壓成型采取由專人操作擠壓機的行走，控制在60m/h以內，攪拌運輸車卸料，將剛出料的粗骨料棄掉，出料均勻時再放入擠壓機的受料倉，使攪拌運輸車與擠壓機同步行走，人工輔助卸料。擠壓機行走時保持與控制線的偏差在2cm"以內，以保證擠壓邊墻坡面的平整度。對于靠兩岸坡擠壓機施工不到的部位由人工立模澆筑，混凝土料相同，小翻斗車運料，人工平倉，采用鋼釬和木棍搗實。擠壓墻每層成型后及時對空缺、凹凸、層間接茬、突出棱線由人工進行修補處理。墊層料的施工采取擠壓邊墻成型1h后即可鋪料，3h即可碾壓，離開擠壓墻頂內側線2m以外采用22t振動碾振動碾壓，2m以內采用16t碾靜碾。

3.4 堆石體填筑技術要求及質量控制

堆石體填筑施工嚴格按照有關規范進行，對每一個環節進行質量控制。填筑前，先進行碾壓試驗，根據試驗確定有效、合理的施工碾壓參數。結合工程實踐，主要的現場質量控制是：①"料場控制：控制料源，根據各填筑區不同料進行開采、制備，控制好上壩料的級配，對出現的石料超徑、局部級配分離、含泥率偏高的料合理利用、嚴格處理。②"壩面控制：首先是對料石質量控制，堆石料中不允許夾雜泥土、草、木等物質，堆石料在裝卸時要避免分離，其次是對施工參數的控制，按碾壓試驗確定的參數控制其鋪筑厚度、碾壓遍數及灑水量，嚴格按照技術規范、設計要求及碾壓試驗要求進行施工。③"為了保證壩體的密實度等性能滿足設計規范要求，采用試坑注水法對壩體填筑的孔隙率及壩料的顆粒級配進行試驗檢驗，檢驗合格后進行下一層填筑施工。

4、減少壩體沉降變形的措施

對于壩址地質條件復雜，大壩沉降變形要求高，為了有效地減少運行期壩體的沉降變形，確保填筑濕化變形在施工完成，對風化巖摻合料的均勻性控制、灑水濕化和填筑碾壓質量作為本工程填筑質量的重點控制對象。為此，本工程在填筑施工中，采取以下措施來控制壩體的沉降變形。

4.1"摻合料摻配均勻措施

開挖前，先進行較為詳細的料場復勘工作，在裝料前必須做級配試驗，摻合均勻的料才允許裝運;在裝料時安排專人指揮，并派質檢工程師在現場嚴格把關，對摻配不均勻的料，要求在裝車時通過挖掘機摻合，并通過備料、卸料、攤鋪等工序做進一步的摻合，并加強填筑區的施工管理，填筑壩面上由專人負責指揮卸料，對巖質較差的石料盡量用于下游次堆石區填筑，摻合不均勻的堆石料禁止使用。

4.2"上壩料充分濕化措施

對風化料的充分濕化，是減小壩體沉陷變形的有效措施。現場實際情況擬采用3"種措施來實施：①上壩料在開挖料場和堆料場通過灑水，使強風化料提前濕潤軟化;備料場和摻配料在灑水后可不立即上壩，濕化一段時間后再上壩，在開挖料場灑水有困難時，考慮在運輸的自卸車灑水。②在上壩后的主要上壩道路設置專門的加水站加水。③上壩后碾壓前灑水，上壩料攤鋪好后采用壩面輻射灑水管灑水，按碾壓試驗確定的加水量嚴格灑水。

4.3"優化施工工藝，提高堆石體的壓實度

堆石體的后期變形與堆石體填筑壓實度密切相關，填筑壓實度大，壓縮模量的量值就大，堆石體變形量則小;反之也然。填筑壓實度是控制壩體后期沉降變形的關鍵，要提高堆石體的填筑壓實度，只有通過優化填筑碾壓施工工藝，對壩體填筑滿足設計要求的各項技術指標。根據以往類似工程的施工經驗，采用以下2"個措施：①對堆石料場嚴格進行控制堆石料的級配、材質，嚴格按照經監理工程師批準的摻加料進行施工。做好堆石體的填筑碾壓試驗，確保堆石料的碾壓質量。②施工過程中加強填筑碾壓施工質量管理，嚴格控制堆石料的級配、鋪料厚度、灑水量和碾壓遍數，嚴格按照填筑碾壓試驗參數進行施工，特別是對壩體填長的一些關鍵部位，如壩體分期填筑接合部的處理、壩體與岸坡接合部位的填筑、墊層斜坡碾壓的分期接合部處理、大壩周邊縫的碾壓、壩體墊層區與過渡層區以及過渡層區與主堆石區的界面處理等，應重點控制，做到精工細作，由專人負責現場施工監督，嚴把質量關。

5、結束語

通過結合某水庫大壩施工實例，提出其大壩填筑的相應技術，從工程實踐效果表明，本工程采用試坑注水法對壩體填筑的孔隙率及壩料的顆粒級配進行檢驗，對墊層料斜坡碾壓質量的檢驗采用灌砂法進行。試坑檢查結果報監理工程師審查，合格的方可進行下一層填筑施工，否則對該層料重新碾壓，直至符合設計及規范要求。攔河壩壩體填筑工程3B主堆石區計47個單元工程，合格率100%，優良45個單元工程，優良率95.7%;大壩填筑石料符合設計要求，填筑質量符合設計及規范要求。

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