混摻、平鋪立采施工方法在觀音巖水電站反濾料制備中的應(yīng)用

李高正，田繼業(yè)，郝建強(qiáng)

(1. 武警水電部隊(duì)第一總隊(duì)，南寧530028; 2. 中國水利水電建設(shè)工程咨詢中南公司，四川 攀枝花617012)

1 概 述

觀音巖水電站大壩由左岸、河中碾壓混凝土重力壩和右岸黏土心墻堆石壩組成為混合壩。右岸黏土心墻堆石壩，壩長319.965 m，壩頂高程為1 141 m，心墻填筑最低高程為1 066 m，最大壩高75 m(經(jīng)調(diào)整)，壩體由心墻區(qū)、上下游反濾料區(qū)( 反濾Ⅰ、反濾Ⅱ)、上下游堆石料區(qū)(Ⅰ區(qū)、Ⅱ區(qū)) 和上下游護(hù)坡塊石等組成。涉及到填筑量反濾Ⅰ為12.67 萬m3、反濾Ⅱ12.78 萬m3。

心墻堆石壩的反濾料具有保護(hù)心墻土質(zhì)防滲體的作用，是防止心墻堆石壩滲透破壞的首道防線，其質(zhì)量甚為重要，涉及到設(shè)計(jì)、制備、施工等環(huán)節(jié)，其必須符合下列要求:使被保護(hù)土不發(fā)生滲透變形;滲透性大于被保護(hù)土，能通暢地排出滲透水流;不致被細(xì)粒土淤塞失效。在心墻堆石壩壩料使用規(guī)劃過程中，若天然料源無法滿足反濾料設(shè)計(jì)要求，反濾料則采用人工加工制備。

2 反濾料級(jí)配要求

觀音巖水電站反濾料顆粒級(jí)配要求如下:

反濾Ⅰ: 級(jí)配連續(xù)，最大粒徑20 mm，D60 特征粒徑0.7 ～3.4 mm，D15 特征粒徑0.13 ～0.7 mm，＜0.1 mm 的含量≤5%。

圖1 反濾料設(shè)計(jì)級(jí)配曲線圖

反濾Ⅱ: 級(jí)配連續(xù)，最大粒徑100 mm，D60 特征粒徑18 ～43 mm，D15 特征粒徑3. 5 ～8. 4 mm，＜2 mm 的含量≤5%。

3 試驗(yàn)?zāi)康?/h2>

根據(jù)反濾料Ⅰ、Ⅱ各粒組的平鋪厚度，鋪料順序，混摻攪拌堆存各粒組的比例，壓實(shí)機(jī)具的振動(dòng)方式、遍數(shù)，壓實(shí)后檢測其顆粒級(jí)配，符合設(shè)計(jì)要求后，選擇最佳試驗(yàn)參數(shù)，指導(dǎo)現(xiàn)場堆存方式。同時(shí)對(duì)上述兩種堆存方式進(jìn)行比較，選擇堆存質(zhì)量好、效率高、成本低的方式指導(dǎo)現(xiàn)場施工。

4 試驗(yàn)方案

4.1 反濾Ⅰ平鋪立采混合裝車試驗(yàn)

反濾料Ⅰ堆存平鋪試驗(yàn)場地尺寸為30 m ×45 m，立采裝車攤鋪試驗(yàn)場地尺寸為10 m ×15 m。平鋪時(shí)由反鏟配合推土機(jī)平料。鋪料過程中，在前進(jìn)方向設(shè)置移動(dòng)層厚標(biāo)尺，便于推土機(jī)操作手控制平料厚度，并配專人檢查鋪填厚度、移動(dòng)標(biāo)尺;同時(shí)采用測量儀器隨時(shí)檢查鋪料厚度，并按10 m ×10 m固定網(wǎng)格檢測，厚度偏差控制在＜5%。為避免重車行駛至堆存場沉陷，每層平鋪后隨即用振動(dòng)碾碾壓密實(shí)。立采裝車時(shí)采用側(cè)卸裝載機(jī)從底部由下至上一次鏟起，自卸車運(yùn)至攤鋪場地進(jìn)行鋪料、碾壓、檢測。本次試驗(yàn)各參數(shù)見表1。

表1 反濾Ⅰ堆存試驗(yàn)實(shí)施參數(shù)表

4.2 反濾Ⅱ混摻堆存試驗(yàn)

雖然反濾料Ⅰ采取平鋪立采方式堆存能達(dá)質(zhì)量要求，且效率高，工程造價(jià)低，但對(duì)于反濾料Ⅱ而言，若采用平鋪立采方式堆存，會(huì)導(dǎo)致運(yùn)輸骨料的自卸汽車在40 ～80 mm( 大石)和20 ～40 mm( 中石) 這兩種骨料層面上沉陷，無法完成運(yùn)輸卸料，基于此，反濾料Ⅱ采用混摻方式堆存。

4.2.1 試驗(yàn)參數(shù)

運(yùn)輸反濾料各骨料的自卸汽車車箱容積為5. 6 m ×1.8 m×2.3 m=23.2 m3，每車砂過磅平均重量約為42 t( 含水) ，每車小石過磅平均重量約為35 t( 含水) ，每車中石過磅平均重量為34.1 t( 含水) ，每車大石過磅平均重量為33.8 t( 含水) ;按照砂∶小石∶中石∶大石=1/2 車∶4 車∶2 車:3 車的比例，重量比為砂∶小石∶中石∶大石=6.4∶42.3∶20.6∶30.7。各種骨料卸車后，用裝載機(jī)將4 種骨料堆成一堆，然后用裝載機(jī)或反鏟對(duì)整個(gè)料堆進(jìn)行翻料攪拌，攪拌按照從料堆一側(cè)至另一側(cè)的順序逐步進(jìn)行，來回翻料攪拌多次，確保攪拌均勻。

4.2.2 反濾Ⅱ堆存

4 種骨料按比例混摻均勻后，推土機(jī)按照30 cm 左右的層厚進(jìn)行攤鋪，必要時(shí)采用反鏟輔助，隨即用振動(dòng)碾碾壓密實(shí)( 靜壓6 遍) ，以確保重車行駛不沉陷。

4.2.3 顆粒分析試驗(yàn)成果

顆粒分析試驗(yàn)成果見表2。

表2 顆粒分析試驗(yàn)成果表

通過上述兩個(gè)試驗(yàn)坑的顆粒級(jí)配曲線，反濾料Ⅱ采用此方式堆存顆粒級(jí)配滿足設(shè)計(jì)要求。

5 結(jié) 語

結(jié)合反濾料制備堆存試驗(yàn)結(jié)果，對(duì)照實(shí)際工程施工情況，兩種堆存方案對(duì)比如下:

5.1 堆存質(zhì)量

平鋪立采堆存: 堆存質(zhì)量主要取決于堆存層厚的控制。由于反濾料骨料之間比例懸殊較大，尤其是小石的相對(duì)含量很低，鋪筑層厚較小，攤鋪時(shí)厚度不容易控制，所以現(xiàn)場質(zhì)量管控尤為關(guān)鍵。況且，反濾料后期的回采上壩要求較高，對(duì)于每次回采的層厚位置也不易控制，當(dāng)然回采上壩時(shí)可配備反鏟配合攪拌均勻。

混摻堆存:堆存質(zhì)量主要取決于混摻的比例和攪拌的質(zhì)量。實(shí)際施工中，由于骨料加工系統(tǒng)生產(chǎn)的骨料裝運(yùn)過程中必須過磅，每車重量能及時(shí)掌握，骨料混拌比例可調(diào)整性強(qiáng)，混合攪拌均勻性較好，堆存好的反濾料更能滿足回采上壩要求。

5.2 堆存效率

1)平鋪立采堆存:下一層的堆存受上一層的制約，對(duì)推土機(jī)操作手的操作水平要求較高，加之要考慮重車行駛問題，每層層厚不能過大，且層厚控制難，操作手的水平一定程度上會(huì)影響堆存效率。

2) 混摻堆存: 攪拌過程中反鏟及裝載機(jī)靈活性強(qiáng)，效率高，必要時(shí)可多個(gè)工作面同時(shí)攪拌，回采上壩的速度將快于平鋪立采堆存的回采上壩速度。

5.3 堆存成本

從施工現(xiàn)場上看，混摻堆存較之平鋪立采堆存設(shè)備在各工作面流水作業(yè)，利用率高，且堆存施工強(qiáng)度要高于平鋪立采堆存，但反濾料Ⅰ只有小石、砂，利于分層堆放，需要的機(jī)械設(shè)備耗時(shí)少，成本也較低。

綜上所述，反濾料Ⅰ采用平鋪立采堆存，反濾料Ⅱ采用混摻堆存的方案是完全可行的。此反濾料制備、堆存方式可供同類工程參考。

［1］蔣國澄，劉令瑤，柏樹田，等. DL /T 5129—2001 碾壓式土石壩施工規(guī)范［S］. 北京:中國電力出版社，2001.

［2］張發(fā)中，陳洪天，侯建國，等. DLT 5395—2007 碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范［S］. 北京:中國電力出版社，2008.

［3］張伯驥，李小泉，張永全，等.DL/T5356—2006 水電水利工程粗粒土試驗(yàn)規(guī)程［S］.

［4］盛樹馨，竇宜，陶秀珍，等.SL 237—1999 土工試驗(yàn)規(guī)程［S］. 北京:中國水利水電出版社，1999.