□楊振標(biāo)(深圳市廣匯源水利建筑工程有限公司)
某新建水庫,最大庫容1708萬m3,最大壩高23.6m,壩頂長142m。主要工程量:開挖15.9萬m3,土方填筑42.7萬m3,砌石1.08萬m3。壩基地質(zhì)情況:左岸殘坡積層厚1.2~3.0m,下伏基巖為紫紅色砂頁巖,泥質(zhì)粉砂巖夾石英砂巖,風(fēng)化強(qiáng)烈,河床及右岸為灰白色石英砂巖間夾頁巖含凝灰?guī)r及凝灰質(zhì)砂巖透鏡體;河床淤泥質(zhì)土及砂礫層厚1.2~6.84m,右岸風(fēng)化較淺,有強(qiáng)–弱風(fēng)化的石英砂巖裸露。
試驗(yàn)?zāi)康暮鸵饬x:在大壩填筑前,通過碾壓試驗(yàn)驗(yàn)證設(shè)計(jì)填筑標(biāo)準(zhǔn)的合理性,確定達(dá)到設(shè)計(jì)填筑標(biāo)準(zhǔn)的壓實(shí)方法;包括選定壓實(shí)機(jī)械的種類、型號及機(jī)械參數(shù);確定鋪土厚度,碾壓遍數(shù)、行車速度、無粘性土和堆石的加水量、粘性土的含水率等,為提高功效,采用進(jìn)占法鋪土,凸塊振動碾壓。
碾壓試驗(yàn):一是根據(jù)地勘資料和料場復(fù)查成果選擇具有代表性的壩料進(jìn)行碾壓試驗(yàn);二是先在地基上鋪壓一層試驗(yàn)料,壓實(shí)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)(粘性土料的含水量應(yīng)控制在最優(yōu)含水量附近),將這一層做為基層,然后在其上進(jìn)行碾壓試驗(yàn);三是碾壓試驗(yàn)采用逐漸收斂法。即固定其他參數(shù),變動一個(gè)參數(shù),通過試驗(yàn)得出該參數(shù)的最優(yōu)值,固定此最優(yōu)參數(shù)和其他參數(shù),變動另一個(gè)參數(shù),用試驗(yàn)求得第二個(gè)最優(yōu)參數(shù)。依此類推,使每一參數(shù)通過試驗(yàn)求得一最優(yōu)參數(shù),最后用全部最優(yōu)參數(shù),再進(jìn)行一次復(fù)核試驗(yàn),若碾壓結(jié)果滿足設(shè)計(jì)、施工要求,即可將其定為施工碾壓參數(shù);四是檢查方法按《土工試驗(yàn)規(guī)程》。試驗(yàn)完成后,對試驗(yàn)資料進(jìn)行系統(tǒng)整理分析,繪制成果圖表,編寫試驗(yàn)報(bào)告,批準(zhǔn)后可用于指導(dǎo)壩體填筑施工。
壩基清理不當(dāng),可能導(dǎo)致大壩的災(zāi)難性破壞,如壩體連同部分地基沿軟弱面發(fā)生滑移破壞、壩基因管涌或流土而破壞等,因此,在清理壩基時(shí),一般情況下,所有軟弱層、透水層、雜石雜物等都必須清除。如發(fā)現(xiàn)新的地質(zhì)問題或檢驗(yàn)結(jié)果與勘探有較大出入時(shí),應(yīng)報(bào)工程師處理。
本工程的壩基殘坡積層、泥質(zhì)粉砂巖、石英砂巖、河床淤泥質(zhì)土及砂礫層都已徹底清除。
開挖、填筑過程中,必須排除地下水與地表徑流。應(yīng)配備足夠的排水設(shè)備,并保證排水的電力供應(yīng)。
開挖心墻過程中,邊開挖邊抽水,把地表水、泉水引到集水坑集中抽排。并隨開挖深度的加深,集水坑底部不斷下移,當(dāng)開挖到設(shè)計(jì)深度高程時(shí),除集水坑外,心墻底部必須無積水。在填筑心墻時(shí),一定要快填快壓,填筑第一層土?xí)r集水坑暫時(shí)不填土,碾壓后如遇彈簧土,須挖除后繼續(xù)碾壓,按碾壓試驗(yàn)要求碾壓,并及時(shí)檢測碾壓質(zhì)量,符合要求后再最后處理集水坑。集水坑滲水量不大(<0.2m3/s)時(shí),可以直接填土碾壓,出現(xiàn)彈簧土后馬上挖出再填土碾壓,反復(fù)幾次即可將滲水堵住。滲流較大時(shí),可采用其他類型的降水方法,如在鋪蓋層位置設(shè)置管井降水。
反濾體的施工質(zhì)量不好,會增大揚(yáng)壓力,不利于壩體的安全。因此,要求塊石的飽和抗壓強(qiáng)度≥40~50MPa,巖石空隙率≤3%,吸水率≤0.8,重度應(yīng)>22kN/m3,不宜使用風(fēng)化石,用于排水棱體的塊石,必須表面光亮,無帶泥,無帶石粉渣。施工質(zhì)量上,要求反濾體必須使保護(hù)的土不發(fā)生滲透變形,反濾體的滲透性大于被保護(hù)土,能暢通的排除滲透水流,同時(shí),不致被細(xì)粒土淤塞失效。砌石應(yīng)從坡角開始,向上分段填筑,鋪砌塊石。整個(gè)厚度方向的所有空隙應(yīng)用尺寸合適的碎石填滿或用鐵釬嵌入碎石,以保證填塞緊密。保證鋪砌平整、坡度均勻。
大壩填筑時(shí),外坡與反濾體接觸位置,一般要求先砌筑好反濾體再填土碾壓??拷礊V層部位的土方填筑,宜采用打夯機(jī)夯實(shí),壓實(shí)度按大壩的要求。填土層厚100mm。
各種施工參數(shù)及機(jī)械設(shè)備按碾壓試驗(yàn)成果執(zhí)行。填料應(yīng)與碾壓試驗(yàn)土料基本一致,如有變化,應(yīng)重做碾壓試驗(yàn)。
壩體填筑以機(jī)械施工為主,人工為輔,主要工藝流程為挖掘機(jī)或裝載機(jī)挖裝、推土機(jī)集料,自卸汽車運(yùn)土、推土機(jī)推平,進(jìn)占法施工。與山坡接觸及大型機(jī)械壓不到的部位,用手扶式震動碾補(bǔ)壓,填土采取沿縱軸線方向分層依次進(jìn)土,流水作業(yè)施工,即鋪土→推平→碾壓→質(zhì)檢。
對含水量過大的土料要采取措施降低含水量至合適范圍,可采取料區(qū)翻曬、挖溝降水、備土、雨天覆蓋等措施。含水量過低時(shí)可在料區(qū)采取灑水等補(bǔ)水措施。
每層鋪土填筑前,須對前一層填筑土進(jìn)行取樣試驗(yàn),合格的可進(jìn)行該層鋪土施工。降水天氣沒來得及覆蓋或臨時(shí)封面的要及時(shí)清除,清除的厚度視影響而定,然后要進(jìn)行層面補(bǔ)壓。
對垂直壩軸線方向的接縫采用斜面相接,坡度采用1:5,縱向接縫采用平臺和斜坡相間形式。上、下層的分段接縫位置應(yīng)錯開2~3m為宜。盡量做到作業(yè)面均衡上升,減少施工接縫。
鋪料至壩邊時(shí),為保證填筑質(zhì)量,應(yīng)在設(shè)計(jì)邊線外側(cè)超填一定余量,機(jī)械鋪料≥300mm。待壓實(shí)后,再進(jìn)行削坡修整至設(shè)計(jì)斷面,對于建筑物周邊的土方填筑,再根據(jù)填筑的速度及時(shí)在建筑物外表面涂刷1:2.5~3.0泥漿,在填筑前泥漿應(yīng)處于濕潤狀態(tài)。不得過早涂刷泥漿,已干脫水泥漿皮要及時(shí)鏟除沖刷。建筑物兩側(cè)土方用手扶式打夯機(jī)結(jié)合蛙夯進(jìn)行施工,以保護(hù)建筑物不被破壞。
填筑中,若發(fā)現(xiàn)“彈簧土”、層間光面、層間中空、松土層或剪切破壞等問題時(shí),應(yīng)及時(shí)進(jìn)行處理,并經(jīng)檢驗(yàn)合格后,方可鋪填新土。
分段、分片碾壓,相鄰作業(yè)的搭接寬度,平行壩軸線方向不得<0.5m,垂直壩軸線方向≥3m;各段應(yīng)設(shè)立標(biāo)志,以防漏壓、欠壓和過壓。碾壓機(jī)械行走方向應(yīng)平行于壩軸線;嚴(yán)格按碾壓試驗(yàn)確定的參數(shù)施工。
上壩土料采用先庫內(nèi),后庫外,低土低用,高土高用的原則。
一是質(zhì)檢人員對所有取樣檢查部位的平面位置、高程,檢驗(yàn)結(jié)果等均應(yīng)如實(shí)記錄。跟班檢查記錄,全程跟蹤控制,對已經(jīng)過土工試驗(yàn)合格與否進(jìn)行標(biāo)識。二是對機(jī)械操作員進(jìn)行培訓(xùn),確保鋪土在已驗(yàn)收合格、層間結(jié)合面含水量適中的作業(yè)區(qū)內(nèi),如采用光面壓路機(jī),要及時(shí)進(jìn)行刨毛。為保證水分不易過快散發(fā),卸料后及時(shí)平土,及時(shí)碾壓(同時(shí)防止雨天雨水浸泡土料)。運(yùn)料設(shè)備輪跡應(yīng)錯開,避免土料被過度碾壓。三是保持工作面中間比兩邊稍高,以利于雨天排水。并準(zhǔn)備充足土工膜或塑料膜、瀝青紙,施工期間遇到下雨天,鋪在壩坡上作成若干臨時(shí)排水溝,排放工作面積水,以免沖刷破壞邊坡。四是分段間有高差的連接或新老壩坡相接時(shí),垂直壩軸線方向的接縫以斜面相接,坡度可采用1:3-1:5,高差大時(shí)宜用緩坡。斜坡結(jié)合面上,應(yīng)隨填筑面上升進(jìn)行削坡直至合格層。坡面需經(jīng)刨毛處理,再鋪填新土壓實(shí)。壓實(shí)時(shí)應(yīng)跨縫搭接碾壓。五是合理安排分段填筑面長度及施工強(qiáng)度,流水作業(yè)時(shí)間,防止出現(xiàn)填筑面土層暴露時(shí)間過長,出現(xiàn)干裂。對暫停施工填筑面及完成區(qū)段及時(shí)鋪設(shè)保護(hù)層(或盡快安排后續(xù)工作)。六是質(zhì)量檢驗(yàn)的儀器應(yīng)定期檢查并校正。七是采用數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法,用質(zhì)量管量圖進(jìn)行質(zhì)量分析及管理。