面板堆石壩大壩填筑施工技術(shù)分析

摘要 面板堆石壩是水利工程施工中的重要樞紐工程，其是以擋水為主，并配合防滲體所建設(shè)的壩體結(jié)構(gòu)。在面板堆石壩施工中，壩體填筑施工效果對于大壩蓄水安全性的影響較大。對此，本文首先對面板堆石壩大壩進(jìn)行介紹，然后以某水利工程為研究對象，對面板堆石壩大壩填筑施工技術(shù)要點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)探究，以期為類似工程提供借鑒。

關(guān)鍵詞 面板堆石壩大壩;填筑;碾壓

引言

在面板堆石壩大壩施工中，對于堆石料可采用分層填筑碾壓施工方式，進(jìn)而形成壩體結(jié)構(gòu)，通過應(yīng)用鋼筋混凝土面板形成防滲體，能夠有效提升大壩防滲性能。面板堆石壩大壩的斷面小，并且安全性高，施工方式便捷，施工成本較低，因此應(yīng)用范圍廣泛。堆石體是面板壩的主體結(jié)構(gòu)，只有加強(qiáng)壩體填筑施工控制，才能夠保證面板堆石壩大壩施工質(zhì)量。因此，對面板堆石壩大壩填筑施工技術(shù)要點(diǎn)進(jìn)行深入研究意義重大。

1面板堆石壩大壩概述

面板堆石壩大壩是一種新型壩型，堆石體是面板堆石壩大壩的支承結(jié)構(gòu)，大壩上游表面混凝土面板是壩體防滲結(jié)構(gòu)。在面板堆石壩大壩施工中，可充分利用當(dāng)?shù)厥┕げ牧希┕し绞奖憬荩軌蛴行嵘こ贪踩浴Ｃ姘宥咽瘔未髩问怯啥咽瘏^(qū)、過渡區(qū)以及防滲體所組成的，其中堆石區(qū)施工控制最為關(guān)鍵。我國水利行業(yè)發(fā)展迅速，在水利工程大壩施工中，壩型越來越多，能夠有效適應(yīng)不同氣候環(huán)境、地質(zhì)地形條件施工形式，而面板堆石壩大壩的應(yīng)用范圍廣泛[1]。

在面板堆石壩大壩壩體填筑施工中，常用施工方式包括拋填法以及碾壓法，在面板堆石壩大壩發(fā)展前期，主要采用拋填法，而隨著重型振動碾的推廣應(yīng)用，薄層碾壓堆石法的應(yīng)用越來越常見，能夠有效提升堆石體密實(shí)度，而由于施工材料性質(zhì)以及壓實(shí)施工方式不同，因此，壩體壓縮性、透水性以及抗剪強(qiáng)度也會隨之法神鍋邊糊，對于堆石體穩(wěn)定性以及防滲結(jié)構(gòu)變形的影響比較小。面板堆石壩大壩壩體填筑施工特點(diǎn)主要包括以下幾點(diǎn)：①在大壩填筑施工中，填筑方量大，因此對于填筑施工強(qiáng)度的要求比較高。②斷面結(jié)構(gòu)形式簡單，在實(shí)際施工中，不同施工工序之間的影響較小。③可采用機(jī)械化施工方式，施工效率高。④可根據(jù)施工現(xiàn)場實(shí)際需要在平面上進(jìn)行分期填筑施工。⑤在填筑施工中靈活度比較高，能夠有效提升施工效率。⑥在壩體填筑施工中，不易受到施工區(qū)域氣候環(huán)境的影響。

2工程概況

圖1 大壩標(biāo)準(zhǔn)斷面圖

某水電站工程壩址控制流域面積為382.4km3，年平均流量為31.3m/s，該水電站工程為發(fā)電，需采用混合式開放方式。水電站水庫正常蓄水位高程為1895m，屬于2型工程。在該水電站大壩施工中，采用面板堆石壩大壩填筑施工方式，壩頂高程為1900m，頂寬度8m，長度331m。在該水電站面板堆石壩壩體填筑施工中，石料來自石料廠以及溢洪道開挖料。大壩標(biāo)準(zhǔn)斷面結(jié)構(gòu)形式，如圖1所示[2]。

3面板堆石壩大壩填筑施工技術(shù)

3.1 壩基基礎(chǔ)處理

在壩基基礎(chǔ)處理中，需加強(qiáng)壩基基礎(chǔ)坡度開挖控制，確定適宜的坡比，根據(jù)大壩設(shè)計要求進(jìn)行斷層開挖施工，并嚴(yán)格控制混凝土回填、反濾料回填施工。

3.2 碾壓試驗(yàn)

在碾壓試驗(yàn)中，需嚴(yán)格控制筑壩施工材料的碾壓特性以及工程力學(xué)特性，進(jìn)而確定最佳施工參數(shù)。在本工程壩料現(xiàn)場碾壓試驗(yàn)中，需分別進(jìn)行2次過渡料、主堆石料、次堆石料碾壓試驗(yàn)以及1次墊層料碾壓試驗(yàn)。根據(jù)多次碾壓試驗(yàn)，最終確定在該水電站面板堆石壩施工中，在墊層料施工中，采用混合法鋪料，并應(yīng)用18t振動碾，共碾壓98遍，層厚為40cm，灑水量需控制在5%～10%之間。對于主堆石料，采用進(jìn)占法鋪料，并應(yīng)用26t振動碾，碾壓6～8遍，層厚為80cm，灑水量控制在15%左右。對于次堆石料，采用混合法鋪料，并應(yīng)用26t振動碾，碾壓6～8遍，層厚為80cm，灑水量控制在10%～15%之間。

3.3 填筑料開采及運(yùn)輸

（1）填筑料開采與加工。在本工程施工中，填料來自石料場以及溢洪道基礎(chǔ)開挖可用料。在石料場開采中，采用微差擠壓爆破施工方式，而對于任意料，可直接選用大壩右岸上游渣場堆存料。另外，對于特殊墊層區(qū)、墊層區(qū)、反濾料，可采用人工骨料。

（2）填筑料運(yùn)輸。對于所有填筑料進(jìn)行質(zhì)量檢測，確保符合級配要求。在填筑料運(yùn)輸中，要求對填筑料質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格控制。在填筑料開挖施工中，如果出現(xiàn)斷層夾泥、風(fēng)化料、樹根等，應(yīng)做好清理處理，然后再應(yīng)用自卸車進(jìn)行運(yùn)輸。在填筑料運(yùn)輸過程中，對于不同運(yùn)輸車應(yīng)做好明確標(biāo)識，并組織專人負(fù)責(zé)管理，確保所有車廂、輪胎清潔。在大壩壩面，需安排調(diào)度人員指揮運(yùn)輸車卸料。

3.4 卸料、鋪料及灑水

（1）作業(yè)分區(qū)。在堆石料鋪筑施工中，要求根據(jù)壩面作業(yè)面積合理劃分作業(yè)區(qū)域。在本工程施工中，共劃分出2～3個作業(yè)區(qū)域，然后進(jìn)行流水鋪筑施工。在該面板堆石壩上游墊層料以及過渡層料填筑施工中，采用與主堆石料工作面跟進(jìn)的施工方式，對于不同層料高度差，應(yīng)控制在1m以內(nèi)。

（2）卸料及鋪料。在該水電站面板堆石壩施工中，上下游堆石料的粒徑比較大，為了保證碾壓施工平整度，在自卸車卸料時，可采用進(jìn)占施工方式，在未碾壓層面上行走，在卸料后，采用推土機(jī)進(jìn)行整平處理，避免石渣集中對填筑施工質(zhì)量造成不良影響。在壩體上游過渡層料攤鋪施工中，需應(yīng)用20t自卸車，并采用后退法沿軸線卸料，自卸車可在已碾壓的壩面上行駛，然后再利用SD32推土機(jī)沿壩軸線進(jìn)行整平處理，采用反鏟方式修整邊線。在本工程施工中，墊層料設(shè)計寬度為3m，不僅需采用自卸車進(jìn)行后退法卸料，同時還應(yīng)組織施工人員反鏟鋪料并進(jìn)行整平處理。在墊層、過渡層與相鄰層施工中，必須保證材料界線清晰，在分段鋪設(shè)施工中，需妥善處理接縫連接效果，避免出現(xiàn)層間折斷現(xiàn)象。

（3）層厚控制。在不同填筑料填筑施工中，應(yīng)根據(jù)碾壓試驗(yàn)確定鋪筑厚度，在實(shí)際施工中，由監(jiān)理工程師進(jìn)行現(xiàn)場監(jiān)督管理，嚴(yán)格控制鋪筑厚度。在對鋼筋混凝土面板下墊層與過渡層以及過渡層與主堆石連接施工中，首先進(jìn)行下游主堆石以及上游主堆石施工，然后再進(jìn)行過渡層施工，最后進(jìn)行填筑層施工。在上游墊層料以及過渡層料填筑施工中，可采用與主堆石料工作面跟進(jìn)的施工方式。跟進(jìn)碾壓試驗(yàn)確定鋪筑厚度，保證壩面平順度。在填筑層厚控制方面，在壩面填筑完成后，需在不同施工區(qū)域設(shè)置層厚控制標(biāo)桿，根據(jù)標(biāo)桿上的標(biāo)識采用推土機(jī)對填筑厚度進(jìn)行測量控制，在平料過程中，施工現(xiàn)場質(zhì)檢人員應(yīng)對鋪筑厚度進(jìn)行實(shí)時檢測，并根據(jù)工程設(shè)計要求對填筑施工厚度進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，要求將填筑施工厚度偏差控制在5cm以內(nèi)。

（4）填筑料灑水。在壩體填筑施工完成后，需及時對填筑表面進(jìn)行灑水處理。在本工程施工中，對于壩面加水量，需根據(jù)現(xiàn)場試驗(yàn)結(jié)果確定。如果在冬季施工，則對于填筑料無須進(jìn)行灑水處理。

（5）碾壓施工。在壩面碾壓施工中，采用自行式振動碾碾壓，要求順壩軸線采用退錯距法碾壓施工方式。對于振動碾的行進(jìn)速度，需控制在2km/h左右，即可達(dá)到良好的碾壓效果。對于碾壓遍數(shù)，應(yīng)根據(jù)監(jiān)理工程師碾壓試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行控制。在靠近岸坡時，可利用自行式振動碾順岸坡進(jìn)行碾壓，如果自行式振動碾碾壓不到位，則可采用手扶式振動碾進(jìn)行壓實(shí)處理。另外，施工現(xiàn)場管理人員還應(yīng)詳細(xì)記錄碾壓區(qū)域以及碾壓遍數(shù)，避免影響碾壓施工效果[3]。

4結(jié)束語

綜上所述，本文主要結(jié)合實(shí)例對水利工程面板堆石壩壩體填筑施工技術(shù)要點(diǎn)進(jìn)行了詳細(xì)探究。在面板堆石壩施工中，填筑施工至關(guān)重要，為了提升壩體填筑施工質(zhì)量，要求根據(jù)施工現(xiàn)場實(shí)際情況制定施工方案，根據(jù)現(xiàn)場取樣試驗(yàn)方式確定各項(xiàng)施工參數(shù)，對施工現(xiàn)場進(jìn)行測量復(fù)核，嚴(yán)格控制混凝土澆筑、碾壓施工工序。另外，在壩料取用、運(yùn)輸以及填筑、碾壓施工中，可采用數(shù)字大壩監(jiān)控系統(tǒng)對施工現(xiàn)場質(zhì)量控制情況進(jìn)行監(jiān)督管理，及時對施工參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，進(jìn)而提升施工效率，保證面板堆石壩壩體填筑施工質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

[1] 段購糧，趙蓉.龍背灣電站面板堆石壩壩體填筑施工質(zhì)量控制[J].數(shù)字化用戶，2017，23（40）：203-205.

[2] 呂永生.水電工程中面板堆石壩壩體填筑施工技術(shù)[J].中國高新科技，2017（24）：48-50.

[3] 彭遜.水利工程面板堆石壩碾壓技術(shù)[J].建材與裝飾，2018，557（48）：

296-297.

作者簡介

方鑫龍（1988-），男，湖南常德人;學(xué)歷：本科，職稱：助理工程師，現(xiàn)就職單位：中國水利水電第八工程局有限公司，研究方向：水利水電工程。