易鐘謀

（江西省源河工程有限責(zé)任公司，江西南昌 330200）

1 工程概況

該大壩工程主要有攔河壩、溢洪道等土建工程以及相關(guān)的臨時工程。大壩的上、下游的壩坡采取1∶1.2；而且大壩壩體采取分層堆石填筑碾壓，總共設(shè)有4個主要填筑區(qū)，另在面板周邊縫附近及面板滑模施工平臺以上設(shè)2個特殊填筑區(qū)，下游壩坡設(shè)坡面處理區(qū)。

墊層區(qū)水平寬度2m，填筑級配良好的新鮮、堅硬填筑料，設(shè)計孔隙率≤18%；特殊墊層區(qū)設(shè)計孔隙率≤18%；過渡區(qū)水平寬度 4m，設(shè)計孔隙率≤20%，主堆石區(qū)設(shè)計孔隙率≤23%，填筑級配良好、飽和抗壓強(qiáng)度大于30MPa的石料；下游堆石區(qū)設(shè)計孔隙率≤25%。壩頂填筑區(qū)位于面板滑模施工平臺以上部分，除混凝土路面及其碎石墊層外，主要由過渡料組成，施工時采用靜碾。

2 大壩碾壓試驗(yàn)研究

對于大壩填筑施工來說，有效地確定出其施工工藝參數(shù)對于填筑相當(dāng)重要。鑒于此，該大壩工程通過試驗(yàn)，確定堆石壩體填筑、碾壓施工中的各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)，用于指導(dǎo)施工工藝的制定，完善技術(shù)措施、操作規(guī)程、實(shí)施細(xì)則；同時制定堆石壩體填筑，壓實(shí)質(zhì)量控制方法，積累試驗(yàn)質(zhì)量控制資料。

2.1 碾壓施工試驗(yàn)

鑒于考慮到填筑石料從表觀而言，顆粒均勻且級配不甚理想將增加壓實(shí)難度，造成堆石碾壓參數(shù)的不經(jīng)濟(jì)性。為此該工程填筑以及碾壓試驗(yàn)料采用溢洪道開采的料與3#料場開采料混合，其顆粒級配滿足設(shè)計要求，同時取樣作抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)，以進(jìn)一步驗(yàn)證單塊巖石強(qiáng)度。

（1）碾壓試驗(yàn)場地。根據(jù)施工現(xiàn)場的實(shí)際情況，試驗(yàn)場地確定為21m×18m，場地布置在上下游方向壩上0+050至壩上0+015，左右方向壩0+085至壩 0+120，壩軸線以上的區(qū)域。由巖基面起伏較大，試驗(yàn)場在經(jīng)回填、壓實(shí)、平整，并經(jīng)挖坑檢測滿足要求后作本次試驗(yàn)場地。

（2）鋪筑。根據(jù)碾壓試驗(yàn)場地實(shí)際條件，采用“后退法”鋪料，并按預(yù)定堆石區(qū)不大于1000mm、800mm的鋪層厚度控制。該鋪料方法可改善堆石料的分離情況。為了有效地防止分離以及控制層厚。經(jīng)推土機(jī)初平后，然后得用反鏟進(jìn)行修正，使層面基本平整。

（3）灑水。主堆石區(qū)試驗(yàn)前按設(shè)計規(guī)定灑水，加水量為鋪料體積的15% 左右。為避免在振動過程中細(xì)料損失過多，同時結(jié)合考慮大塊石料偏多的情況，灑水區(qū)采取連續(xù)灑水，使碾壓試驗(yàn)地段有足夠的濕潤水，加水量均符合設(shè)計要求。

（4）碾壓施工。本試驗(yàn)?zāi)雺簽槿駥?shí)，碾壓時碾子錯車重疊范圍為 20～30cm。碾壓遍數(shù)按前進(jìn)、后退各計一遍。經(jīng)動壓80cm層厚碾壓6、8、10遍和100cm層厚碾壓8、10、12遍，使深陷基本穩(wěn)定，即停止試驗(yàn)。碾壓試驗(yàn)以控制相對沉陷量最小，并基本穩(wěn)定為目的。為摸清各遍碾壓后堆石體沉陷情況，了解碾壓遍數(shù)與沉陷量之間的關(guān)系，碾壓試驗(yàn)過程中進(jìn)行沉陷量測定，其控制點(diǎn)詳見碾壓試驗(yàn)測點(diǎn)布置圖。

而本工程碾壓時測點(diǎn)采取以下程序：

1）在碾壓試驗(yàn)場地按附圖1進(jìn)行方格網(wǎng)布置，測出基礎(chǔ)各測點(diǎn)相對高程，然后進(jìn)行鋪料。鋪料時將周邊測點(diǎn)覆蓋且須保證其處于碾壓范圍內(nèi)，鋪料結(jié)束之后靜壓一遍，在料層面上按附圖1重新標(biāo)出方格網(wǎng)，同時校核無誤后，進(jìn)行層面測點(diǎn)相對高程測量，算出層厚。

2）在碾壓試驗(yàn)場地不同的層厚及不同的碾壓遍數(shù)中，分別進(jìn)行沉陷測量，且每次測量前后均校核基準(zhǔn)點(diǎn)，沉陷率隨碾壓遍數(shù)的增加而增大，直至沉陷率小于1%左右，相對沉陷已基本穩(wěn)定。

2.2 試驗(yàn)結(jié)論

從對本工程試驗(yàn)區(qū)的碾壓試驗(yàn)研究表明：

（1）通過灑水后振動碾壓，部分顆粒被碾碎，石料顆粒級配有所改善，這樣破壞了細(xì)粒料間的凝聚力，促進(jìn)顆粒間的潤滑作用，使顆粒獲得充分的位移，充填致密，改善級配，對增大干密度、減小空隙率有所改善。大壩上壩填筑時注意裝料、卸料時的不均勻性。

（2）堆石料顆粒級配表明，小于 5mm粒徑料含量較少，作為堆石體填筑，雖然起到排水通暢，較為有利，但對壓實(shí)不利，帶來空隙填充量減少，壓實(shí)能量增加。主堆石料的不均勻系數(shù)均在設(shè)計規(guī)定的邊緣，但相對于堆石料的級配來講，一般認(rèn)為不均勻系數(shù)達(dá)到 10～15壓實(shí)性能較好。主堆石料的含泥量≤3%，均比較小，滿足設(shè)計要求。因此只要清除山體巖石表面覆蓋層，堆石料含泥量一般能達(dá)標(biāo)。

（3）在規(guī)定層厚碾壓10遍時，沉陷率基本穩(wěn)定，各項(xiàng)指標(biāo)滿足設(shè)計要求。故該區(qū)鋪筑厚度為1000mm，同時為了與鋪筑厚度相適應(yīng)，最大粒徑采用800mm。

（4）墊層料摻入細(xì)度模數(shù)為3.35的黃砂20%后，摻配的級配曲線滿足設(shè)計要求，級配曲線見圖1所示，篩分結(jié)果見表1所示。

表1 篩分結(jié)果統(tǒng)計匯總

圖1 級配曲線圖

3 大壩填筑施工

從試驗(yàn)結(jié)果可知，主堆石（3B區(qū)）的碾壓試驗(yàn)料源取自3#料場與溢洪道開挖料，從壓實(shí)密度，沉陷率等參數(shù)看，現(xiàn)在使用的XG6205M振動壓路機(jī)碾壓規(guī)定層厚的堆石體，其功率可滿足要求。在試驗(yàn)結(jié)果分析中已提到碾壓過程中因細(xì)粒含量對壓實(shí)效果有影響，因此在施工中進(jìn)行加水。由于“進(jìn)占法”鋪料是比較好的一種方法，該鋪料方法控制鋪層厚度較為容易，平整簡捷。所以在主、次堆石區(qū)填筑時，采用該法。但在鋪料時，控制出現(xiàn)架空形成空洞的現(xiàn)象。

施工時碰到干密度不合格，采取重新振壓二遍或表面鋪小料，沖水后振壓二遍解決，然后取樣檢查干密度。另外施工時，須加強(qiáng)采料、鋪筑碾壓時主要參數(shù)的控制，認(rèn)真做好壩體干密度的檢測，以摸索質(zhì)量動態(tài)，從而更好地保證堆石填筑質(zhì)量。

3.1 填筑技術(shù)要求

該工程壩體填筑采取由下游側(cè)向上游側(cè)施工順序，即由較低標(biāo)高向較高標(biāo)高采取填筑，同時各填筑區(qū)域之間互不侵占，通過結(jié)合本大壩填筑施工實(shí)際情況，在大壩填筑施工中采取以下技術(shù)措施以有效提高施工質(zhì)量。

（1）嚴(yán)格控制填筑材料的區(qū)分使用，如對于本工程中靠近岸邊的填筑區(qū)域則采用比較細(xì)小的填料進(jìn)行填筑。同時施工中對堆石料鋪料和碾壓過程中的加水量嚴(yán)格按有關(guān)規(guī)范規(guī)定執(zhí)行。

（2）壓實(shí)堆石料的振動碾行駛方向平行于壩軸，靠岸邊處順岸行駛。振動碾難于碾到的地方，采取小型振動碾壓實(shí)，由現(xiàn)場監(jiān)理人員根據(jù)施工情況來調(diào)整壓實(shí)遍數(shù)。對于施工中岸邊地形驟變的可采取修整地形以確保振動碾到位，或者對于局部采取振動板壓實(shí)。

（3）為了有效地減小接縫問題，壩體采取大面積填筑形式。如果不可避免地分區(qū)而采取分塊填筑時，則應(yīng)對各塊之間的接縫采取專門處理，如可以通過設(shè)置臺階型的接坡來挖除接坡處尚未壓實(shí)的石料。下游壩坡塊石護(hù)層隨著壩體上升逐層砌筑。用于壩坡護(hù)層的石料，從石料場專門選取，塊石質(zhì)地堅硬，平均塊徑符合施工圖紙規(guī)定。塊石護(hù)坡的施工，將經(jīng)加工合格的塊石運(yùn)至每一填筑層上，人工干砌塊石施工。

3.2 壩體填筑施工技術(shù)

（1）下游堆石區(qū)填筑。下游堆石區(qū)采取碾壓試驗(yàn)后再根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果填筑。采取推土機(jī)控制每次攤鋪層厚度為 100cm，當(dāng)攤鋪完成后采取灑水，然后結(jié)合碾壓試驗(yàn)結(jié)構(gòu)，采用振動碾沿平行于壩軸線方向進(jìn)行碾壓。工程的碾壓采取順著壩軸線方向進(jìn)行，自壩坡面向壩內(nèi)采用進(jìn)退錯距法依次進(jìn)行碾壓，碾跡搭接寬度在垂直碾壓方向?yàn)?.0m。對于工程碾壓不到的邊緣部位，采取過渡料薄層鋪筑碾壓，碾壓時滾筒盡量靠近岸坡，對局部碾壓不到則采取振動夯夯實(shí)。

（2）主堆石區(qū)填筑。主堆石料鋪料厚度為100cm，灑水量為壓實(shí)方量的15%，灑水時間、速度與碾壓進(jìn)度相適應(yīng)，碾壓遍數(shù)為振碾 10遍。主堆石與下游堆石區(qū)的交接帶，順碾壓方向碾跡重疊寬度大于1.0m。本區(qū)分段填筑時，分段之間順碾壓方向重疊寬度大于1.0m，上下層分段位置錯開。在堆石體與兩岸岸坡相接處的基巖上，均鋪填 1.0～2.0m厚過渡層料進(jìn)行碾壓，以避免大徑塊石集中架空。

填筑采用15t自卸車運(yùn)輸，進(jìn)占法鋪料，運(yùn)料車卸料一般卸在鋪料方向的前沿，離端點(diǎn)2～3m處，然后用推土機(jī)平倉，倉面基本平整起伏差不超過10cm，層厚符合設(shè)計要求，層厚用標(biāo)尺控制，標(biāo)尺放置在距卸料端前2～4m。

（3）特殊墊層區(qū)料的填筑。待趾板混凝土澆筑完畢，相應(yīng)部位的基礎(chǔ)處理完畢后進(jìn)行特殊墊層區(qū)料的填筑，特殊墊層區(qū)料與相鄰的墊層料、過渡層料同時填筑。特殊墊層區(qū)料鋪厚10cm，推土機(jī)攤平后，碾壓夯實(shí)。碾壓采用手扶振動碾碾壓，振動碾碾壓不到的地方用2.8kW蛙式打夯機(jī)夯實(shí)，邊角處采用人工夯夯實(shí)。

3.3 壩體填筑冬季施工技術(shù)

鑒于本工程大壩填筑跨越了冬季，在冬季進(jìn)行填筑施工時，對大壩填筑碾壓參數(shù)進(jìn)行了調(diào)整：

（1）填筑厚度：特殊墊層區(qū)料鋪筑層厚減薄為20cm，墊層料、過渡層料鋪筑層厚減薄為40cm，主堆石區(qū)料鋪筑層厚減薄為80cm，下游堆石區(qū)料鋪筑層厚為80cm。

（2）灑水：控制灑水時間和灑水量，防止冰凍。

（3）碾壓遍數(shù)：各區(qū)的碾壓遍數(shù)進(jìn)行了適當(dāng)?shù)脑黾?，一般增?遍。

3.4 壩體填筑質(zhì)量控制技術(shù)

壩體填筑時嚴(yán)格按設(shè)計及規(guī)范要求對每一個施工環(huán)節(jié)進(jìn)行質(zhì)量控制。結(jié)合工程實(shí)踐，對于大壩填筑現(xiàn)場質(zhì)量控制分為料場控制和施工控制兩方面。

（1）料場控制即為對材料選取方面的控制要求。根據(jù)施工要求，選取填筑的材料必須嚴(yán)格控制其粒徑，對于爆破取材的應(yīng)當(dāng)選取粒徑較小者，同時應(yīng)當(dāng)控制材料的含泥量。

（2）施工控制即控制各項(xiàng)施工參數(shù)等。該施工參數(shù)包括粒徑的控制，為此在壩面填筑時采取施工員現(xiàn)場監(jiān)督檢查，同時監(jiān)控大壩碾壓遍數(shù)，結(jié)合施工當(dāng)時天氣情況，而合理地調(diào)整曬水量，有效地控制填筑施工時土層含水量。

4 結(jié) 論

通過結(jié)合某水庫大壩填筑工程施工實(shí)例，對大壩壩料料源進(jìn)行碾壓試驗(yàn)，充分研究其壓實(shí)特性，為大壩的填筑提供經(jīng)濟(jì)合理的施工方案，提出達(dá)到填筑標(biāo)準(zhǔn)的經(jīng)濟(jì)合理的壓實(shí)方法、機(jī)械類型、施工參數(shù)，工程實(shí)踐效果表明大壩達(dá)到預(yù)期填筑中的效果。

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