水利工程面板堆石壩碾壓技術

彭遜

（遵義市供水有限責任公司 貴州遵義 563000）

1 引言

隨著碾壓施工技術的不斷完善，混凝土面板堆石壩在水利工程中的應用日漸廣泛，它可以實現直接擋水和過水，簡化了施工導流和度汛，且整體的防滲性能和抗震性能都得到了大幅度的提高。但是混凝土面板堆石壩施工過程中，如果選擇的碾壓技術不當，將嚴重影響整個面板堆石壩大壩的質量。因此，研究分析水利工程面板堆石壩碾壓技術具有重要的現實意義。

2 工程概述

某水電站樞紐擋水大壩為混凝土面板堆石壩，鋼筋混凝土面板堆石壩防浪墻頂高程為2666.0m，壩頂高程為2664.8m，最大壩高為88.8m，壩頂寬度8.0m，壩頂長217.39m，上游壩坡1：1.45，防浪墻斷面為“L”型重力式擋墻型式。壩體上游側設水平寬度為3.0m的墊層料和水平寬度為3.0m過渡料。其后為主堆石區和次堆石區。壩前混凝土面板采用C30混凝土，面板底部最大厚度為55cm，頂部最大厚度為30cm；在面板上游側2617.0m高程以下設置上游鋪蓋。后壩坡采用干砌塊石護坡。壩體底部最大寬度為243.26.m。為了確保本工程面板堆石壩的施工質量，特針對面板堆石壩的碾壓技術進行試驗分析。

3 面板堆石壩的碾壓試驗

3.1 碾壓試驗的目的

在本水電站面板堆石壩澆筑之前，必須通過碾壓試驗，從而為后期的碾壓施工提供合理的碾壓參數，確保面板堆石壩可以達到設計要求的壓實密度和孔隙率，在實驗過程中主要是對以下碾壓參數進行確定：

（1）確定本工程合適的填筑壓實機械。

（2）確定不同鋪料厚度的碾壓施工要求，確定最佳的鋪料厚度、灑水量和碾壓遍數。

3.2 碾壓實驗的步驟和方法

（1）根據類似工程實踐經驗，碾壓施工前，應首先制定面板堆石壩碾壓施工的相關參數，然后采用逐步收斂法，調整其中一個參數產生連續性的變化，而保持其他參數固定不變，最終通過碾壓施工試驗得出面板堆石壩碾壓施工該參數的最佳取值。最后以此類推，對所有的與碾壓施工相關的參數逐一進行參數的最佳取值確定。并通過復核試驗，確保所采用的碾壓技術的相關參數均符合本工程的面板堆石壩設計要求。此外，本工程在對面板堆石壩的石料選擇方面，采用了上游料場作為面板堆石壩的主堆石料，上游砂礫石料場作為面板堆石壩的次堆石區砂礫石料，其他堆石料則采用了生產系統中的成品料。

（2）碾壓試驗參數初擬定為：對于本工程面板堆石壩的主堆石區的鋪層厚度選擇80cm和100cm兩個碾壓試驗參數；對于本工程面板堆石壩的過渡區則選用40cm和50cm兩個碾壓試驗參數；對于本工程面板堆石壩的墊層區則選用30cm和40cm兩個碾壓試驗參數。在碾壓次數的參數選定方面，采用了6遍、8遍和10遍三個不同的試驗參數。

（3）試驗場地布置：結合本工程實際特點，碾壓試驗在壩體外進行，具體位置選擇為大壩下游左岸河灘地附近一合適位置，其長度約為30m，寬度約為28m。對于每一個碾壓試驗鋪層厚度，均設置6遍、8遍和10遍三種試驗單元。同時為了便于對壓實沉降量的計算和測量，在試驗段的每個單元里均布置了長200cm，寬150cm的方格網。

（4）布置方格網測點：首先采用長200cm，寬150cm的方格網對每一個碾壓試驗單元進行布置，并在面板堆石壩的試驗填筑區設置了一些控制基樁。為了便于采用水準儀測量面板堆石壩碾壓施工后的沉降測量，對每一個網格測點設置了不同的顏色和編號，并放置了水準尺墊。

（5）碾壓：本工程采用振動碾壓技術進行施工，在碾壓過程中對振動碾壓技術相關的工作參數進行了詳細的記錄：①根據設計要求，對自行式振動碾壓車輛的形式速度、碾壓遍數以及加水量進行了控制；②在碾壓試驗過程中，應盡量確保不錯距碾壓，同時應確保在碾壓施工過程中處于同一個碾壓帶上，進行前進和后退的碾壓試驗；③對于相鄰的碾壓帶，應至少確保10%以上的振動滾筒寬度壓痕，同時注意避免重疊。

（6）試驗檢測：根據碾壓實驗的要求，分別對不同碾壓次數，進行壓實干密度，含水量、滲透系數及顆粒級配等參數的測量和分析，且每一個碾壓試驗單元軍應用采用2個以上的數據的平均值作為最終的試驗值。

對于現場干密度檢測，本工程采用挖坑灌水法進行數據的測量，即首先根據設計要求在指定的區域進行試坑的開挖，然后對濕試料質量進行測量；其次在試坑開挖完畢后，在是試坑內放置塑料膜，并倒入清水，記錄此時的清水質量。最后根據換算公式計算得出現場干密度的數值。對于含水量的監測，本工程則采用了烘干法進行測量；對于顆粒級配則通過對比面板堆石壩試驗區域碾壓施工前后的粒徑大小，計算出全試樣級配的組成。

4 面板堆石壩的碾壓施工

4.1 碾壓施工準備

（1）基底處理：由于本工程該試驗段為原河床段，地基為砂卵石地基，所以依據壩址填筑基礎面處理設計要求，對原地面進行碾壓密實。

（2）測量放線：根據設計要求，對碾壓試驗場地邊線進行放線，并放好護樁和水準點，測量基礎面高程。

4.2 施工工藝

（1）在進行面板堆石壩填料施工過程中，首先應對料場的填料進行取樣試驗，測定填料的含水量，篩分、擊實等指標，并經監理工程師確認，然后采用自卸汽車倒車卸料攤鋪，推土機整平。此外，為了保證虛鋪厚度的均勻、準確，在碾壓試驗條帶兩側邊線處插鋼筋棍拉線。整平過程中，對局部不平及集料處用人工進行整平，確保填料均勻、平整。

（2）整平：本工程采用推土機對填料后的面板堆石壩進行整平施工。采用人工整平的方式對局部不平或者集料集中的區域進行整平處理。整平施工完畢后，應再次對鋪設的厚度進行測量。

（3）碾壓夯實：本工程碾壓機械采用XS261型壓路機進行振動碾壓。碾壓順序從外側向中間進行，橫向接頭輪跡重疊不小于40cm。做到無漏壓、無死角、壓實均勻。振動壓路機運行速度2km/h。

（4）檢測：在確定每一層的碾壓施工完成后，應按照碾壓試驗的要求，對相關的頻率、試驗項目進行精準的測量和計算，確保合格后，再進行下一層的碾壓施工。

5 結束語

綜上所述，在水利工程中，面板堆石壩因其具有防滲性能強，施工成本低等優點，在水利工程中的應用日漸廣泛，其施工質量的高低也備受社會各界的關注。而面板堆石壩的碾壓技術在選擇過程中，碾壓參數的不同，對面板堆石壩的干密度、滲透性能等的影響也不盡相同。因此，相關工作者在進行面板堆石壩施工過程中，必須重視碾壓技術的選擇，通過科學的試驗和計算，選擇符合當前年水利工程實際情況的碾壓技術，提高面板堆石壩的施工質量，確保水利工程的可持續發展。