粉煤灰筑壩施工技術(shù)初探

蔡 偉

（南京市水利建筑工程有限公司，江蘇南京 210000）

0 引言

粉煤灰筑壩，主要是將灰場內(nèi)粉煤灰采用高壓泵水力沖填，利用灰場內(nèi)的沖灰水，將灰場內(nèi)的粉煤灰攪拌成一定濃度的灰漿，再利用泥漿泵通過管道輸送到作業(yè)面內(nèi)（壩身位置），灰漿經(jīng)沉淀排水固結(jié)、人工踩排、機械振密實后形成灰壩。

1 工程概述

諫壁發(fā)電廠真觀山灰場筑壩長482 m，高6.5 m，壩頂寬5 m，上游邊坡 1∶2.5，下游邊坡 1∶3.0。大壩填筑方量為103000 m3，劃分為9個施工段，每段粉煤灰沖填量約為11500 m3，粉煤灰取自庫內(nèi)，距坡腳80 m外取灰，粗細粉煤灰混合使用，運距約100～200 m范圍，筑堰取料坑邊緣距堰腳大于3 m。

2 機械選用

本工程筑堤土方采用水力沖填法施工。沖填機械選用4PL-250水力沖填機組。運距200 m左右，采用在輸泥管上安裝加力泵，每加一級加力泵可增加輸送距離200 m左右。

3 施工準備

（1）測量放樣

測量放樣主要分為：觀測設(shè)施的埋設(shè)，灰壩軸心線的控制，沖填區(qū)筑圍堰、臨時圍堰的放樣及壩體沉降、位移的觀測等。觀測設(shè)施的埋設(shè)嚴格按圖紙要求并結(jié)合現(xiàn)場實際情況布置，所有測量數(shù)據(jù)確保準確性與精確性，沉降及位移觀測點數(shù)據(jù)必須完整連續(xù)。

（2）灰壩基礎(chǔ)處理

①施工時，首先對壩基超挖1 m深，采用推土機挖至設(shè)計標高，再逐層回填振動壓實，碾壓量為24500 m3，現(xiàn)場進行壓實試驗，確定最優(yōu)含水量、碾壓機具、碾壓厚度、碾壓遍數(shù)、碾壓干容量，并按有關(guān)規(guī)范檢測壩基承載力不小于100 kPa；②壩體與岸坡應(yīng)采用斜面聯(lián)接，不得將岸坡清理成臺階式，更不得有反坡。

4 水力沖填粉煤灰筑壩施工的主要方法

粉煤灰水力沖填壩從開始施工到壩體形成主要有三個階段：粉煤灰成漿階段、灰顆粒沉淀脫水階段和灰體固結(jié)密實階段。

4.1 施工步驟

（1）本工程將灰壩按每段約50 m均分為9個施工段，以便于交叉吹填，流水作業(yè)。

（2）技術(shù)人員根據(jù)設(shè)計施工圖要求放好壩基樣線，并使機組一一就位。首先，各機組施工人員根據(jù)放好的樣線，按圖紙設(shè)計的規(guī)格要求進行壩基處理，然后在壩基兩側(cè)人工圍筑第一層邊埂，形成沖填池，邊埂高度控制在60 cm左右。

（3）向沖填池輸入高濃度灰漿，排出表面水，沖填池灰面達到50 cm高度后，進行人工踩排，并掌握最佳時期用平板振動器振搗，待該層達到密實要求后再按上述步驟進行下一層的施工，直至達到設(shè)計壩頂標高。

4.2 灰壩填筑的施工技術(shù)要求

（1）修筑圍堰、劃分畦塊。修筑圍堰主要由人工完成，圍堰材料可就地取材，用蛙式打夯機夯實。將工程用圍堰分成若干畦塊，每段畦塊長約50 m，目的是施工時各道工序可以輪流交叉進行。

沖填區(qū)圍堰高度應(yīng)滿足吹填筑堤時，水不漫溢、潰決；每次筑堰高度不宜超過0.6 m，筑堰時應(yīng)清基振動壓實，壓實標準為滿足子壩基承載力不小于100 kPa；筑堰粉煤灰可就近在次填面上取用，但取料坑邊緣距壩腳不應(yīng)小于30 m。

（2）分層吹填。應(yīng)選擇顆粒級配良好的灰渣進行壩體吹填。為保證壩體均勻密實，應(yīng)分層吹填，每層吹填灰漿厚度應(yīng)控制在50 cm為宜。

（3）沖填速度。水力沖填筑壩，灰渣強度的增長和壩體孔隙水壓力的消散與沖填速度都有關(guān)系。如果沖填速度慢一些，灰渣的強度就有機會增大，在施工期壩體的穩(wěn)定性就更高；如果沖填速度過快，壩體升高過快，對壩體的穩(wěn)定性就會產(chǎn)生不利影響。施工時，應(yīng)采取相應(yīng)質(zhì)量控制措施和按監(jiān)理工程師的指令作業(yè)。

（4）沉淀、排水。當輸入畦塊的灰漿達到一定高度（施工中控制在50 cm左右）時，停止輸送灰漿，使畦塊中漿液自然沉淀數(shù)小時，排除表面積水，積水可用導(dǎo)流管引入排水溝后用抽水設(shè)備排除。

（5）人工踩排。此道工序較為關(guān)鍵，對整個灰壩的質(zhì)量控制至關(guān)重要。當排掉表面積水（灰漿仍呈流塑狀態(tài)）后，進行人工踩排，即由若干操作工人有規(guī)律地在灰漿中來回踩動，使灰漿發(fā)生液化（毛細現(xiàn)象），將深層的水離析出來，從灰體表面排出，同時，人工踩排還可以使灰漿在垂直方向的粒度均勻，形成級配良好的壩體材料。經(jīng)過人工踩排后，畦塊表面可能有部分明水析出，應(yīng)及時排掉，稍等數(shù)小時，待煤灰基本沉淀，人便可以在表面上來回走動。

（6）機械振密。經(jīng)過人工踩排，待煤灰基本沉淀后，進行機械振密，即用蛙式打夯機逐一夯實后，再用平板振動器進行二次振動密實。

（7）取樣檢測。填壩施工過程中，要定期、逐層、逐畦取樣檢測密實度。密實后粉煤灰干密度應(yīng)控制在9.8 kN/m3左右。

4.3 質(zhì)量保證技術(shù)措施

為了確保工程施工質(zhì)量，針對本工程特點，分析和預(yù)計影響工程質(zhì)量的薄弱環(huán)節(jié)，制定保證施工質(zhì)量的技術(shù)措施。成立施工質(zhì)檢小組，負責(zé)施工質(zhì)量檢查驗收、測量及施工現(xiàn)場檢測。

具體質(zhì)檢內(nèi)容：

（1）沖填體密實度檢驗。需滿足設(shè)計標準密度0.95的要求，對每一沖填層在不同沖填畦塊分別取的試樣進行干密度、含水量測試，每個畦塊的試樣不少于3個。

（2）沖填施工工藝檢驗。主要包括：畦塊劃分數(shù)、人工踩排和平板振動器振密的實施。

（3）水力沖填施工操作檢驗。包括：①人工踩排及擾動深度；②平板振動器振密程度；③沖填層厚度控制；④灰漿濃度控制（灰漿濃度在25%～30%之間最合適）；⑤出漿口一次連續(xù)出漿時間控制（一次連續(xù)出漿時間不超過2 h）；⑥材料檢驗要嚴格細致，杜絕不合格產(chǎn)品用于工程施工；⑦壩體填筑施工期間，應(yīng)定時進行壩基的沉降量及水平位移觀測。

5 結(jié)語

隨著粉煤灰筑壩施工技術(shù)的不斷發(fā)展與成熟，其在我國水利水電工程等建筑行業(yè)中亦已得到了非常廣泛的應(yīng)用。