包真艷 毛天鵬
摘 要:砼面板堆石壩是當(dāng)今水利水電工程建設(shè)的主流壩型之一,近年來,面板堆石壩發(fā)展突飛猛進(jìn),經(jīng)過了早起引進(jìn)-逐步創(chuàng)新-迅速發(fā)展三個階段,砼面板堆石壩的研究對水利的發(fā)展具有重要意義。文章主要通過介紹仁懷市大沙壩水庫砼面板堆石壩填筑施工情況、施工方法和質(zhì)量控制方式,總結(jié)施工過程中應(yīng)該注意的問題,采用“雙控”措施、抓好特殊部位施工是控制堆石壩質(zhì)量的關(guān)鍵。
關(guān)鍵詞:砼面板堆石壩;填筑;質(zhì)量控制
引言
面板堆石壩的發(fā)展大致可分成三個時期,1850~1940年是以拋填堆石為特征的早期階段,該階段修建的面板堆石壩壩高一般低于100m,壩體變形較大,面板開裂滲漏問題嚴(yán)重;1940~1965年為從拋填堆石到碾壓堆石的過渡階段,該階段面板堆石壩的發(fā)展基本停滯;1965年以后是以碾壓堆石為特點的現(xiàn)代階段,碾壓堆石完全取代了拋填堆石,隨著薄層碾壓施工技術(shù)的不斷進(jìn)步和完善,面板堆石壩的數(shù)量和高度迅速增加,逐漸成為當(dāng)今水利水電工程建設(shè)的主流壩型之一。
1 工程簡介
仁懷市大沙壩水庫工程位于貴州省仁懷市三合鎮(zhèn)盧榮壩村境內(nèi),地處赤水河右岸支流五岔河中下游大沙壩河段內(nèi)。大沙壩水庫為中型水庫,Ⅲ等工程,擋水大壩(面板堆石壩)壩高超過70m,為高壩,故大壩為2級建筑物,其他主要建筑物溢洪道、?。ǚ牛┧?、沖沙孔(洞)為3級建筑物。擋水建筑物(面板堆石壩)、泄水建筑物洪水標(biāo)準(zhǔn):設(shè)計洪水重現(xiàn)期50年,校核洪水重現(xiàn)期1000年。放空兼沖沙、取水隧洞進(jìn)口洪水標(biāo)準(zhǔn)與大壩相同。消能防沖洪水標(biāo)準(zhǔn)為重現(xiàn)期30年。大壩為砼面板堆石壩,最大壩高79.0m,壩頂高程508.00m,壩頂長330.0m,壩頂寬7.0m,最大壩底寬242.50m,大壩上、下游壩坡均為1:1.5(下游綜合壩坡為1:1.55)。庫區(qū)兩岸山體寬厚,無低埡口及單薄分水嶺分布,地表分水嶺高程均在在750m以上。庫區(qū)均為碎屑巖及粘土巖分布,巖性主要為泥巖為主夾砂巖,在庫區(qū)中前段以泥巖為主,兩岸地形坡度10°~30°,多為緩坡臺地,河谷寬緩、多呈寬口的“V”型谷,中后段兩岸多為砂巖出露,岸坡地形相對較陡,地形坡度25°~40°,局部為陡坡,河谷多呈“V”型谷。庫區(qū)總體屬為淺切向斜低山谷地地貌,水庫屬峽谷型水庫。
2 壩體填筑施工及質(zhì)量控制
2.1 材料及施工要求
2.1.1 墊層料。墊層料由料場弱風(fēng)化灰?guī)r進(jìn)行開采、加工獲得,顆粒要堅硬、耐久性好,不含粘土和有機(jī)物等雜質(zhì)。墊層料的級配范圍:最大粒徑82mm,小于5mm粒徑的含量約為30%-40%;碾壓后干密度達(dá)到2.27g/cm3以上,孔隙率<15%,滲透系數(shù)k=1×10-4~1×10-3。
2.1.2 過渡料。過渡料為非塑性、碾壓后級配良好的細(xì)堆石料,顆粒堅硬,由料場弱風(fēng)化灰?guī)r進(jìn)行開采、加工獲得,無粘土、有機(jī)物等雜質(zhì)。過渡料的級配范圍:最大粒徑300mm,小于5mm粒徑的含量約為10%-30%;碾壓后干密度達(dá)到2.14g/cm3以上,孔隙率<20%,滲透系數(shù)k>1×10-3。
2.1.3 排水區(qū)料。排水區(qū)料由堅固的開采的灰?guī)r堆成,排水區(qū)料的級配范圍:最大粒徑600mm,小于5mm粒徑的含量約為0%-10%;碾壓后干密度達(dá)到2.11g/cm3以上,孔隙率<20%,滲透系數(shù)k>1×10-2。
2.2 大壩填筑施工質(zhì)量控制
2.2.1 上壩料料源質(zhì)量控制。按設(shè)計級配的要求設(shè)計最優(yōu)的爆破參數(shù),嚴(yán)格遵照相關(guān)合理規(guī)范的開采程序和方法以獲取合格的填筑料。在現(xiàn)場將填筑料攪拌均勻,在確保每車料合格之后在放上壩,對填筑料的種類作好明顯的標(biāo)識,以免因填筑料種類多而發(fā)生混裝現(xiàn)象。
2.2.2 運(yùn)輸與卸料質(zhì)量控制。運(yùn)輸壩料采用相對固定的15t自卸汽車,在車頭外側(cè)懸掛“堆石料”標(biāo)示牌,以區(qū)分其他料,經(jīng)常保持進(jìn)入填筑區(qū)的車輪胎的清潔,防止夾帶泥土帶入填筑區(qū)。鋪料前,用白石灰線圈出料區(qū)分界線,擺放料區(qū)標(biāo)識牌達(dá)到警示作用,由相關(guān)工作人員指揮堆石料運(yùn)輸車輛卸料地點,以保證物料的合理分布,為了減少物料分離,卸載堆石料,墊層料、過渡料分別采用端進(jìn)法和后退法。
2.2.3 鋪料厚度控制。在鋪料的時候,在填筑面前方約5m處設(shè)立移動式標(biāo)桿,用大功率的液壓式推土機(jī)。在刀片施加壓力,以便控制層厚。為防止由于物料分離導(dǎo)致的大空隙,刀片應(yīng)從料堆一側(cè)的最底處開始推料,向另一側(cè)移動。
2.2.4 上壩料加水。大沙壩水庫填筑主要采用壩外加水和壩面補(bǔ)充灑水的方法,其中壩外加水量占總加水量的70%,壩上灑水占30%,一旦壩外加水站出現(xiàn)故障時,采用壩內(nèi)充分灑水的方式,保證灑水的均勻性和加水量,要邊鋪料邊灑水。
2.2.5 碾壓質(zhì)量控制。在壩體填筑中,確定經(jīng)濟(jì)合理的施工碾壓參數(shù),并嚴(yán)格按照碾壓參數(shù)控制碾壓質(zhì)量,碾壓設(shè)備要處于良好的受控狀態(tài),碾壓的時候要低速碾壓,并派專業(yè)工作人員在旁邊監(jiān)督指導(dǎo)。質(zhì)量檢測主要以控制碾壓參數(shù)為主,試坑法檢測干容重為輔的雙控法。
2.2.6 特殊部位的施工質(zhì)量控制。壩體填筑時,應(yīng)對特殊部位的處理進(jìn)行特別重視,如壩體各區(qū)的交界部位、壩體與岸坡的接合部位,嚴(yán)格控制交界部位的質(zhì)量。
2.2.7 測量質(zhì)量控制。在大壩實施測量的過程中,應(yīng)該采取現(xiàn)今的測量手段,配備責(zé)任心強(qiáng)的專業(yè)的測量人員,采用智能的測量方法,最大限度的提高測量的精度,減少誤差,確保測量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性。
2.2.8 試驗檢測質(zhì)量控制。壩區(qū)堆石料、過渡料采用前進(jìn)法卸料及平料時大石塊自然滾落至本層底部,小石塊及細(xì)料大部分填充于大石塊的空隙間,部分留在表面,這樣有利于工作面的平整,提高碾壓質(zhì)量,同時,細(xì)顆粒與大顆粒石料間的嵌填作用,有利于提高干密度,確保填筑質(zhì)量。
3 施工中的體會
(1)施工過程中,砼面板堆石壩的填筑料需用量較大,施工的強(qiáng)度高,所以對石料場的選擇和規(guī)劃十分重要,因此,要作好料場的規(guī)劃和復(fù)查。(2)在施工中應(yīng)注意填筑料的級配,取料時要粗細(xì)搭配,運(yùn)到壩上卸料后,再用機(jī)械鋪均勻,并控制層高,局部用人工協(xié)助攤鋪。(3)墊層料受水的浸泡容易形成彈簧土,所以現(xiàn)場要嚴(yán)格控制養(yǎng)護(hù)水、灌溉水、雨水的堆積,設(shè)截水溝保護(hù)填筑的墊層料不受浸泡。(4)過渡區(qū)用于墊層區(qū)和排水區(qū)的過渡,其作用在于防止墊層中的細(xì)料在滲透水流作用下流失,而導(dǎo)致滲透破壞,這就要求過渡料和墊層料間必須滿足反濾準(zhǔn)則。(5)大壩按規(guī)范要求采用挖坑方法測定填筑密度和孔隙率,該方法工作量大,還有選定試坑的偶然性較大,如果因局部堆石級配處于包絡(luò)線的邊界處,導(dǎo)致測得的孔隙率處于臨界狀態(tài)或略有超出時,采用“雙控”措施、抓好特殊部位施工是控制堆石壩質(zhì)量的關(guān)鍵。
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