摘 要:白河水電站渣場整治工程地形復雜、填筑量巨大,為使碾壓砂卵礫石壩體、反濾層、粘土心墻等各部位的不同功能得以充分發揮,綜合各種填筑材料和多種填筑方法進行研究,提出科學、合理的施工方案和質量控制措施,從而保證工程的順利實施。
關鍵詞:土石方填筑;砂卵礫石壩體;反濾層;粘土心墻
1 工程概況
白河水電站渣場整治工程,包括擋水壩、排洪箱涵、進出口消力池、渣場頂部防護等項目,主要工作內容有:施工導流及水流控制、土石方開挖、壩基及壩體防滲、混凝土澆筑、砌石工程、攔污柵的施工。
工程量匯總為:土石方開挖64895m3,土石方回填68002m3,錨桿151根,混凝土32153m3,鋼筋2240t,干砌石1094m3,漿砌石7965m3,拋石900m3,鉛絲石籠750m3,高壓擺噴進尺574m,土工膜1821m2,槽鋼37m,651型橡膠止水2330m,金屬結構71t。
2 壩體的填筑
土石方填筑部位主要是擋水土石壩回填及壩后棄渣回填。渣場回填包括壩后石渣回填碾壓、箱涵頂部回填石渣以及頂部粗卵石為河床開挖砂卵石(粒徑大于40mm)。
壩體填筑共分為四個區進行回填施工,先進行擋水壩上游側191.77m高程以下①區填筑,然后進行②區填筑。高噴防滲完成后,進行壩體195.20m高程以下③區填筑,最后進行④區填筑,壩后棄渣碾壓回填視工程進展及時跟進,壩體分區見圖1。
施工原則為“自下而上、分層填筑”。粘土心墻填筑至191.77m高程后,進行砂卵礫石填筑,即:反濾料填筑→粘土填筑→高壓擺噴防滲→土工膜施工→過渡料填筑→上下游兩側砂卵礫石填筑→干砌石護坡。先填筑壩基反濾層,然后依次填筑粘土心墻、反濾層、過渡層、砂卵礫石、墊層料、干砌石護坡。
所有施工參數均由碾壓試驗確定,填筑時嚴格按試驗確定的鋪筑層厚和鋪料方法、灑水量灑水方式、碾重和碾壓遍數進行。
2.1 砂卵礫石壩體填筑
2.1.1 砂卵礫石壩體填筑施工工藝
砂卵礫石壩體填筑施工工藝為:測量放樣→砂卵礫石料鋪筑→平整與碾壓→邊角處理→取樣試驗→監理驗收(若不合格,重新平整碾壓)。
2.1.2 砂卵礫石壩體填筑施工方法
砂卵礫石料利用開挖料,填筑時采用10~15t自卸汽車運輸至工作面,采用進占法和后退法結合卸料,推土機平整,灑水,12t自行碾碾壓,各工序采用流水作業。填筑過程中,鋪料厚度、灑水量、碾壓遍數嚴格按照碾壓試驗確定的參數施工。壓實質量主要檢測干密度和顆粒級配,采用灌水法和篩分法按規范進行試驗。
每一填筑層施工前,利用反鏟修整邊坡,然后測量放樣,用標桿標出填筑邊線和填筑層標高,并繪制填筑層平面圖。填筑層高差較大時,對較低部位分層填筑補齊,盡量使壩面保持均衡上升。
壩料填筑時,推土機的平整度相對較差,下凹部位利用碎砂卵礫石料補填,凸起較高的部位利用反鏟挖平,保證砂卵礫石體填筑層的填筑厚度及平整度。
壩面使用灑水車灑水,根據填筑面積計算灑水量。采用12t壓路機碾壓,平行壩軸線方向用進退錯距法,碾跡搭接寬度符合規范要求。派專人現場指揮,確保達到規定的碾壓遍數,防止漏壓、欠壓。
岸坡結合部位采用粒徑較小的級配料填筑,利用反鏟進行攤鋪,使壩體砂卵礫石料結合良好。
2.2 粘土心墻填筑
2.2.1 粘土料施工工藝
粘土料施工工藝為:測量放樣→基礎刷濃泥漿→粘土鋪筑→推土機平土→碾壓→邊角處理→取樣試驗→監理驗收(若不合格,重新碾壓)。
2.2.2 粘土料施工方法
擋水壩粘土心墻的上下游坡比均為1:0.25,均質壩段上下游坡比均為2.0。
粘土心墻填筑作業的特點是工作面狹窄、工序多,施工實施平行壩軸線方向流水作業。
土料鋪筑采用進占法沿壩軸方向進行,自卸車直接上壩卸料,220HP推土機平料,每層鋪土厚度為30cm。每隔40~50m開一個上料口,上下層上料口錯開。土料填筑采用一層反濾兩層土,土砂平齊后采用光面碾騎縫碾壓。對于土料交界處輔以人工仔細平整。
當空氣干燥,土層表面水分蒸發較快時,鋪料前表面要適當灑水濕潤,填筑面上散落的松土、雜物必須清除。土料的鋪筑要連續作業,因故短時間停工,其表面要灑水濕潤,保持含水率在控制范圍之內。若需長時間停工,則鋪設保護層,復工時將保護層清除。
心墻粘土料鋪料厚度初擬20~30cm,壓實采用羊足碾沿壩軸線方向進退錯距碾壓8~10遍。土料的碾壓施工參數由碾壓試驗確定,碾壓的土料經壓實取樣合格后,才可繼續填筑。碾壓分段時,相鄰兩段交接帶的碾跡彼此搭接,垂直于碾壓方向不小于0.3~0.5m,順碾壓方向不小于1.0~1.5m。
2.3 反濾層、過渡層施工
2.3.1 反濾層、過渡層施工工藝
反濾層、過渡層施工工藝為:測量放樣→過渡反濾鋪筑→平整→灑水與碾壓→邊角處理→取樣試驗→監理驗收(若不合格,重新平整)。
2.3.2 反濾層、過渡層施工方法
壩體碾壓砂卵礫石與粘土心墻間的反濾層為100cm厚,土工膜上下游兩側厚200cm,過渡層以及壩頂部反濾層厚100cm。
反濾料填筑的工藝流程為:卸料-鋪料(接口處理)-壓實-取樣。采用10t自卸汽車運輸反濾料直接上壩,1m3反鏟鋪料,人工輔助,嚴格控制鋪筑厚度。接口處理時,反濾料填筑必須保證設計寬度,對于各接口上的超徑石,采用小反鏟將其移放至本層相鄰的粗料區。
反濾料采用小型振動平碾碾壓,當防滲土體與反濾層填筑齊平時,用平碾騎縫碾壓,跨過界面0.5m。反濾料的碾壓施工參數通過試驗確定,要嚴格控制壓實質量和顆粒級配。已鋪好的反濾料要適當保護,禁止車輛通行、行人踐踏,防止污水侵入,一旦發生土料混雜,必須及時清除。
4 結束語
白河水電站渣場整治工程填筑量巨大,主要包括碾壓砂卵礫石壩體、反濾層、粘土心墻等不同部位。在慎重研究填筑方案和填筑材料后進行布署,施工過程較為順利,進度、質量、安全等各方面都得到了很好的控制,可為今后的工程項目提供很好的借鑒。
參考文獻
[1]易鐘謀.大壩填筑及其碾壓施工技術研究[J].水利技術監督,2012(10).
作者簡介:劉嘉(1983-),女,漢族,籍貫:黑龍江省哈爾濱市,工程師,2006年畢業于蘭州理工大學水利水電工程專業,現為甘肅建筑職業技術學院建筑工程系專業課教師,曾任中國葛洲壩集團第二工程有限公司技術人員。