水利工程中大壩施工工藝及相關(guān)注意事項(xiàng)研究

徐海濤++朱金星++李秀東

摘 要：該文基于該研究者多年從事水利工程施工的相關(guān)工作經(jīng)驗(yàn)，以堆石壩壩體填筑施工為研究對(duì)象，研究探討了壩體填筑的施工工藝和施工方法，基于該研究者的工作經(jīng)驗(yàn)分析了可能存在的問題，該文來源于該研究者長(zhǎng)期的工作實(shí)踐，相信對(duì)從事相關(guān)工作的同行有所裨益。

關(guān)鍵詞：堆石壩 壩體 施工工藝 質(zhì)量控制

中圖分類號(hào)：TV64 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2015）06（b）-0080-02

用堆石或砂礫石分層碾壓填筑成壩體，用鋼筋混凝土面板作為防滲體的壩，稱為鋼筋混凝土面板堆石。該壩型主要由堆石體和防滲體組成，其中堆石體從上游向下游依次主要由墊層區(qū)、過渡區(qū)、主堆區(qū)和次堆石區(qū)組成。防滲體由鋼筋混凝土面板、趾板、趾板地基的防滲帷幕、周邊縫和面板間的接縫止水組成。鋼筋混凝土面板堆石壩具有可以充分利用當(dāng)?shù)夭牧现危罅抗?jié)省三材和投資，壩體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工序間干擾少，便于機(jī)械化施工作業(yè)；施工受氣候條件的影響小，有效年工作日數(shù)增加，加快工期；運(yùn)行安全，維修方便等特點(diǎn)。因此，我國目前多項(xiàng)水電工程采用或擬采用混凝土面板堆石壩壩型，該壩各材料分區(qū)之間要滿足水力過渡要求從上游到下游滲透系數(shù)依次增大，下游壩料對(duì)上游相鄰壩料有反濾過渡要求，因此采用合理的填筑施工方法對(duì)保證工程質(zhì)量就顯得尤其重要。

1 壩體填筑施工工藝

1.1 壩體填筑施工

壩體填筑原則上應(yīng)在壩基、兩岸岸坡處理驗(yàn)收以及相應(yīng)部位的趾板混凝土澆筑完成后進(jìn)行，但有時(shí)因考慮到來年度汛要求，填筑工期較緊，所以在基坑截流后，一般前期除趾板區(qū)和壩后有量水堰施工區(qū)等有施工干擾外，其他區(qū)域覆蓋層依照設(shè)計(jì)要求清理后即可考慮先組織施工，采用流水作業(yè)法組織壩體填筑施工將整個(gè)壩面劃分成幾個(gè)施工單元，在各單元內(nèi)依次完成填筑的測(cè)量控制、壩料運(yùn)輸、卸料灑水、攤鋪平整、動(dòng)碾壓等各道工序，使各單元上所有工序能夠連續(xù)作業(yè)，各單元之間應(yīng)采用灰線等作為標(biāo)志以避免超壓或漏壓。

1.2 測(cè)量控制

基面處理驗(yàn)收合格后，按設(shè)計(jì)要求測(cè)量確定各填筑區(qū)的交界線、灑石灰線進(jìn)行標(biāo)識(shí)，墊層上游邊線可用竹樁吊線控制，兩岸巖坡上標(biāo)寫高程和樁號(hào)，其中墊層上游邊線墊層與過渡層交界線、過渡層與主堆石區(qū)交界線，每層上升均應(yīng)進(jìn)行測(cè)量放樣，主次交界線下游邊線可放寬到二至三層，測(cè)量放樣一次施工放樣以預(yù)加沉降量的壩體斷面為準(zhǔn)，考慮沉陷影響后的外形尺寸和高程，根據(jù)設(shè)計(jì)要求的壩頂高程為最終沉降高程，壩體填筑時(shí)需預(yù)留壩高的0.5% ～1.0%為沉降超高。填筑過程中每上升一層必須對(duì)分區(qū)邊線進(jìn)行一次測(cè)量，并繪制斷面圖，施工期間定線放樣驗(yàn)收等測(cè)量原始記錄全部及時(shí)整理成冊(cè)，提交歸檔，竣工后按設(shè)計(jì)和規(guī)范要求繪制竣工平面圖和斷面圖。

1.3 壩料攤鋪

壩體填筑從填筑區(qū)的最低點(diǎn)開始鋪料，鋪料方向平行于壩軸線，砂礫料、小區(qū)料、墊層料、過渡料及兩岸接坡料采用后退法卸料，主堆石、次堆石和低壓縮區(qū)料全部采用進(jìn)占法填筑自卸，汽車卸料后采用推土機(jī)攤料平整，攤鋪過程中對(duì)超徑石和界面分離料采用小型反鏟挖土機(jī)配合處理，墊層料過渡料由人工配合整平，每層鋪料后采用水準(zhǔn)儀檢查鋪料厚度確保厚度滿足要求。

1.4 灑水

一般采用壩面加水和壩外加水等方式，具體應(yīng)根據(jù)不同施工條件布置灑水，主要是為了能充分濕潤石料，以便在振動(dòng)碾強(qiáng)烈激振力的作用下使塊石相互接觸，部分棱角被擊碎從而減少孔隙率，細(xì)料充填空隙以增加碾壓的密實(shí)度，灑水量以碾壓試驗(yàn)結(jié)果確定，對(duì)于有風(fēng)化巖的摻配料應(yīng)適當(dāng)增加灑水量，以便使摻配的風(fēng)化巖料提前濕潤軟化。

1.5 壓實(shí)

墊層料和過渡料多采用自行式振動(dòng)碾進(jìn)退錯(cuò)距法，碾壓主次堆石料和砂礫石料多采用牽引式振動(dòng)碾碾壓，振動(dòng)碾一般沿平行壩軸線方向行進(jìn)，靠近岸坡施工道路邊坡處除增加順向碾壓外，多采用液壓振動(dòng)夯加強(qiáng)碾壓主次堆石料，碾壓采用進(jìn)退錯(cuò)距法錯(cuò)距，由振動(dòng)碾碾子寬度和碾壓遍數(shù)控制，當(dāng)振動(dòng)碾碾子寬度為2m碾壓遍數(shù)為8遍時(shí)錯(cuò)距一般為25cm，壩坡接觸帶等大的碾壓設(shè)備無法到位的區(qū)域采用小型手扶式振動(dòng)碾或液壓振動(dòng)夯加強(qiáng)碾壓。

2 壩體分區(qū)填筑碾壓施工方法

2.1 壩體分區(qū)填筑順序

壩面填筑作業(yè)順序多采用先粗后細(xì)法，即主堆石區(qū)過渡層區(qū)墊層區(qū)鋪料時(shí)必須及時(shí)清理界面上粗粒徑料，此法有利于保證質(zhì)量，且不增加細(xì)料用量，上下游的主次堆石區(qū)料采用進(jìn)占法鋪料，用牽引式振動(dòng)碾碾壓接縫處采用騎縫碾壓。

2.2 分區(qū)填筑作業(yè)施工方法

（1）主次堆石區(qū)填筑。

堆石區(qū)的填筑料由自卸車運(yùn)輸，卸料進(jìn)占法填筑，卸料的堆與堆之間保留60cm間隙，采用推土機(jī)的平倉以使粗徑石料滾落底層，而細(xì)石料留在面層，以利于碾壓超徑石，應(yīng)盡量在料場(chǎng)解小碾壓時(shí)，采用錯(cuò)距法順壩軸線方向進(jìn)行，低速行駛（1.5 2km/h）碾壓，按壩料的分區(qū)分段進(jìn)行各碾壓段之間的搭接不少于1.0m，鋪料層厚及碾壓遍數(shù)嚴(yán)格采用碾壓試驗(yàn)確定參數(shù)，施工鋪筑碾壓層次分明做到平起平升，以防碾壓時(shí)漏碾欠碾，在岸坡邊緣靠山坡處大塊石易集中故岸坡周邊選用石料粒徑較小且級(jí)配良好的過渡料填筑，同時(shí)周邊部位先于同層堆石料鋪筑碾壓時(shí)，滾筒盡量靠近岸坡沿上下游方向，行駛?cè)阅雺翰坏街幱檬址鍪叫⌒驼駝?dòng)碾或液壓振動(dòng)夯加強(qiáng)碾壓。

（2）過渡層料填筑。

過渡料填筑前必須把主堆石料上游坡面所有大于30cm的已分離的塊石清除干凈，該區(qū)料最大粒徑為30cm，超徑料在料場(chǎng)及時(shí)解小填筑時(shí)，自卸汽車將料直接卸入工作面，后退法卸料，倒料順序可從兩邊向中間進(jìn)行，以利流水作業(yè)。過渡料用推土機(jī)推平，人工輔助平整，鋪層厚度等按規(guī)定的施工參數(shù)執(zhí)行。接縫處超徑塊石需清除，主堆石料不得侵占過渡區(qū)料的位置，若出現(xiàn)這一現(xiàn)象應(yīng)采用反鏟挖除或人工清除。平整后灑水碾壓采用自行式或拖式振動(dòng)碾碾壓，碾壓時(shí)的行走方向順壩軸線來回行駛。

（3）墊層料的填筑。

墊層料填筑前必須把過渡料上游坡面所有大于8cm的已分離的塊石清除干凈，墊層料的最大粒徑不大于8cm，該部分料采用黃砂與級(jí)配碎石料在拌料場(chǎng)拌制而成，再采用自卸車運(yùn)卸到墊層區(qū)，然后用推土機(jī)輔以人工整平，填筑時(shí)上游邊線水平超寬20～30cm，鋪筑方法基本同過渡區(qū)料并與同層過渡料一并碾壓，碾壓時(shí)順壩軸線方向行駛，振動(dòng)碾距上游邊緣的距離不宜大于40cm，按規(guī)定的灑水量遍數(shù)層厚及行走速度進(jìn)行，墊層料和過渡料的填筑需與堆石區(qū)同步進(jìn)行。

3 壩體填筑應(yīng)注意的幾個(gè)問題

3.1 大壩各區(qū)料的界面處理

大壩填筑各區(qū)料的交接界面必須注意防止大塊石集中，特別是墊層料與過渡料之間，過渡料與主堆石料之間，填筑料的粒徑差距較大采用后退法卸料，填筑時(shí)不能有超徑石集中界面上，有大塊石時(shí)及時(shí)采用1m3反鏟挖土機(jī)或推土機(jī)清除，保證主堆石區(qū)不侵占過渡區(qū)，過渡區(qū)不侵占?jí)|層區(qū)。

3.2 壩體與岸坡接合部的填筑

壩體地基要求不能有反坡現(xiàn)象，因此對(duì)邊坡的反坡部位先進(jìn)行削坡，或回填混凝土，處理壩料填筑時(shí)岸坡接合部位易出現(xiàn)大塊石集中現(xiàn)象，且碾壓設(shè)備不容易到位，造成接合部位碾壓不密實(shí)，因此在接合部位填筑時(shí)應(yīng)減薄填筑鋪料厚度，清除所有的大塊石，采用過渡層料填筑。

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