水利樞紐工程大壩施工填料分區(qū)的利用及相關(guān)研究

新疆烏魯木齊葛洲壩新疆工程局（有限公司）第二分公司 郭 玲

水利樞紐工程大壩施工填料分區(qū)的利用及相關(guān)研究

新疆烏魯木齊葛洲壩新疆工程局（有限公司）第二分公司 郭 玲

土石壩指的是用當(dāng)?shù)氐耐亮稀⑹匣蛘咄潦旌狭系忍烊徊牧?，?jīng)過(guò)填筑、碾壓等方法堆筑成的擋水建筑物。它是一種最為古老并且應(yīng)用最廣的壩型。相對(duì)于其他類型的大壩，土石壩最大的一個(gè)特點(diǎn)是能夠根據(jù)壩址附近的天然材料的特性，因地制宜地加以有效利用，對(duì)填料進(jìn)行靈活的分區(qū)。目前土石壩最重要的一個(gè)發(fā)展趨勢(shì)是，筑壩的材料限制被突破了。因此，怎樣根據(jù)實(shí)際的情況來(lái)充分利用好工程區(qū)域內(nèi)的開(kāi)挖材料，盡量減少設(shè)置專用的料場(chǎng)，對(duì)于縮短工期、節(jié)省工程投資以及更好地促進(jìn)土石壩的發(fā)展前景，具有重要意義。

一、水利樞紐工程大壩施工填料分區(qū)的應(yīng)用現(xiàn)狀

隨著新型的施工方法和機(jī)械的出現(xiàn)，分區(qū)壩工程實(shí)踐在不斷地豐富，這使土石壩的建設(shè)可以更加充分地利用料場(chǎng)周邊的各種填料。在土石壩的工程中要求最為嚴(yán)格的壩殼料如今也向著多元化的方向發(fā)展起來(lái)。但土石料的性質(zhì)極其復(fù)雜，而且目前對(duì)土石壩設(shè)計(jì)施工參數(shù)的認(rèn)識(shí)還不夠深化，因此迄今為止，土石壩的設(shè)計(jì)還是處在半理論半經(jīng)驗(yàn)的狀況，水利樞紐工程大壩施工填料分區(qū)的利用還在繼續(xù)深入研究中。目前，我國(guó)的主要壩型有以下兩種形式。

1.防滲面板類型大壩。在壩體的上游面用鋼筋混凝土、瀝青混凝土以及其他天然或人工的材料筑成防滲板的壩型，即為防滲面板類型。這類大壩的壩殼為不透水層，采用連續(xù)澆筑的施工方法建成。

2.分區(qū)類型壩。這一類壩是由防滲區(qū)以及其他幾個(gè)不同的滲透特性的區(qū)域組合而成。它以防滲體為中心，向上下游的方向按照順序設(shè)置出一層比一層粗的滲水材料。這一類壩的突出優(yōu)點(diǎn)是透水性能十分優(yōu)越，即使有較大的漏水量也不容易坍潰。因?yàn)樗峭黄屏藟沃返牡匦巍⒌刭|(zhì)而作出的最優(yōu)設(shè)計(jì)，所以它的應(yīng)用范圍也最為廣泛。

二、水利樞紐大壩施工填料分區(qū)的運(yùn)用探討

1. 關(guān)于填料分區(qū)的填筑利用分析。大壩的壩體分區(qū)填筑施工調(diào)配系統(tǒng)是一個(gè)十分復(fù)雜的系統(tǒng)，土石方的調(diào)配過(guò)程是與施工的總體布置、施工進(jìn)度計(jì)劃以及料場(chǎng)的規(guī)劃等內(nèi)容密切相關(guān)的。土石壩的施工之中，將壩體分為石渣區(qū)、防滲土區(qū)、風(fēng)化料區(qū)、下游排水棱體、上昂式排水體、水平排水道等區(qū)域。填筑料按性質(zhì)和功能的不同則分為主堆石料、塊石護(hù)坡、次堆石料、過(guò)渡料、墊層料、黏土鋪蓋、保護(hù)石渣等。不同的填筑分區(qū)的料源地分布于不同的采料場(chǎng)。在各個(gè)施工的階段，通過(guò)不同的道路系統(tǒng)將填筑料由料場(chǎng)運(yùn)往填筑點(diǎn)。

除了充分利用好料場(chǎng)料源之外，還需要利用水利工程中產(chǎn)生的開(kāi)挖料。首先要解決的難題就是如何在綜合利用多種填料的情況下，確保壩體分區(qū)的合理性，既要做到充分利用各類不同特性的填料，又要確保填料符合捧水、防滲等設(shè)計(jì)要求，解決好不同特性的填料能否同時(shí)上壩的問(wèn)題。料場(chǎng)的規(guī)劃在土石壩的施工中是極其關(guān)鍵的一個(gè)環(huán)節(jié)，其選擇與布置直接影響到土石壩的質(zhì)量和投資。如果沒(méi)有充足的填筑料源，就不能保證工程施工的順利進(jìn)行。然而，如果沒(méi)有對(duì)填筑料場(chǎng)進(jìn)行優(yōu)化，同樣不可能實(shí)現(xiàn)高速、優(yōu)質(zhì)、安全、低耗的施工目標(biāo)。

2. 填筑施工的質(zhì)量控制。質(zhì)量控制是影響水利樞紐大壩分區(qū)填料的重要因素之一，具體表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

（1）明確填筑施工的重點(diǎn)。質(zhì)量控制的重點(diǎn)在于碾壓遍數(shù)、鋪攤層厚、接縫處理、岸坡處理等施工參數(shù)。在施工中，要確保施工人員清楚了解技術(shù)要求和控制標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)對(duì)項(xiàng)目的過(guò)程控制、提前處理以及超前處理。

（2）填筑分區(qū)的規(guī)劃。料場(chǎng)各分區(qū)填料的風(fēng)化程度不同，土性也變得極為復(fù)雜，土性又會(huì)影響到它的壓實(shí)性。將不同料場(chǎng)、不同土性的填料劃分在不同的填筑分區(qū)內(nèi)，要保證同層填筑土料的料源統(tǒng)一、土性相同，避免混填土性差異較大的土料，以利于現(xiàn)場(chǎng)的質(zhì)量檢測(cè)和控制。同時(shí)嚴(yán)格控制填料的來(lái)源，確保填料的防滲性。

（3）施工質(zhì)量的監(jiān)測(cè)。安全監(jiān)測(cè)是評(píng)價(jià)工程是否安全的主要手段。要嚴(yán)格執(zhí)行控制監(jiān)測(cè)體系，對(duì)防滲土的填料的填筑、碾壓、鋪攤、灑水、拋毛、接縫處理等工序的施工質(zhì)量進(jìn)行檢查。施工期內(nèi)的安全監(jiān)測(cè)可以通過(guò)對(duì)填筑質(zhì)量進(jìn)行評(píng)估及分析數(shù)據(jù)等手段來(lái)進(jìn)行，通過(guò)對(duì)沉降量、壓縮率等數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，來(lái)檢驗(yàn)、監(jiān)測(cè)填筑的質(zhì)量。

（4）合理安排、統(tǒng)一組織施工設(shè)備。在安排施工設(shè)備時(shí)，盡量將同一功率的設(shè)備安排在同一填筑單元內(nèi),使每個(gè)填筑區(qū)形成填筑土料—攤鋪碾壓—取樣檢測(cè)的流水作業(yè)。在設(shè)備緊缺時(shí)，要以小功率的設(shè)備作為控制標(biāo)準(zhǔn)，以保持生產(chǎn)均衡。

三、施工對(duì)填料分區(qū)的影響因素

如果選擇的料源不同，那么，就要隨之采取不同的施工工藝、施工進(jìn)度以及施工時(shí)間了。一般來(lái)說(shuō)，水利樞紐大壩工程有固定的防汛目標(biāo)，因此對(duì)分區(qū)的影響也較大。

1. 施工工藝造成的影響。一般來(lái)說(shuō)，通過(guò)碾壓試驗(yàn)的方法來(lái)確定不同的施工工藝。根據(jù)料場(chǎng)的復(fù)勘資料，選取具有代表性的土料進(jìn)行碾壓試驗(yàn)，以確定施工參數(shù)，控制現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量。

針對(duì)料場(chǎng)分布廣泛、土性變化較大的特點(diǎn)，分別在各料場(chǎng)選取具有代表性區(qū)域的土樣，來(lái)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)碾壓試驗(yàn)，確定相同的碾壓遍數(shù)、碾壓機(jī)具以及厚度。以壩上的土料場(chǎng)為例，采用綜合碾壓試驗(yàn)法測(cè)算防滲料組合，采用經(jīng)驗(yàn)確定法確定部分參數(shù)。在試驗(yàn)之前，首先將試驗(yàn)材料先鋪放在地基上填壓一層，經(jīng)過(guò)8遍碾壓后，用石灰標(biāo)明預(yù)先分割的3個(gè)條帶，作為正式碾壓試驗(yàn)場(chǎng)地的地基。然后測(cè)量整個(gè)試驗(yàn)區(qū)的底部高程，根據(jù)測(cè)量攤鋪后固定的測(cè)點(diǎn)高程來(lái)推算鋪筑厚度；碾壓達(dá)到規(guī)定的遍數(shù)后，測(cè)量出層面固定測(cè)點(diǎn)的高程，以此來(lái)推算沉降量；最后檢查含水率、壓實(shí)密度以及滲透系數(shù)等。

2. 施工條件造成的影響。對(duì)施工方法、設(shè)計(jì)方案以及施工順序進(jìn)行調(diào)整，無(wú)論采取何種措施，其最終目的都是為了符合質(zhì)量安全，并且經(jīng)濟(jì)與技術(shù)上均可行的優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品，盡量以最小的成本得到最大的收益。

綜上，在水利樞紐工程的建設(shè)過(guò)程中，土石方的調(diào)配問(wèn)題已經(jīng)成為整個(gè)工程施工中最為重要的環(huán)節(jié)，直接關(guān)系到整個(gè)工程的進(jìn)度和質(zhì)量。土石方的調(diào)配問(wèn)題在整個(gè)工程的設(shè)計(jì)規(guī)劃過(guò)程中，位置相當(dāng)重要，已經(jīng)受到了廣泛的重視。對(duì)于填料的分區(qū)利用的更多相關(guān)技術(shù)問(wèn)題還有待于技術(shù)人員共同去努力解決。