某水庫粘土心墻填筑施工分析

于付川

(中國(guó)水利水電第六工程局有限公司,遼寧丹東 118000)

某水庫粘土心墻填筑施工分析

于付川

(中國(guó)水利水電第六工程局有限公司,遼寧丹東 118000)

粘土心墻壩是水利工程中較常見一種防滲型式，主要優(yōu)點(diǎn)是充分利用當(dāng)?shù)氐奶烊唤ㄖ牧?，成本低，適應(yīng)地基變形能力強(qiáng)。粘土心墻是粘土心墻壩的防滲體，是壩體施工的重點(diǎn)。

水庫 大壩 心墻 施工

1 引言

某水庫主壩為粘土心墻砂礫石壩，壩長(zhǎng)735.63m，壩頂高程96.29m，最大壩高42.79m。主壩防滲體采用粘土心墻，頂寬4.0m，心墻兩側(cè)邊坡為1:0.15，在粘土心墻底部設(shè)有2m厚混凝土灌漿蓋板，心墻上下游兩側(cè)為2m厚的反慮料，反慮料兩側(cè)的壩殼系由砂礫料填筑。

2 填筑工藝

粘土心墻填筑一般分為“先土后砂”和“先砂后土”兩種方法，相比較而言，“先砂后土”法更有利于保證心墻兩側(cè)的碾壓質(zhì)量，因?yàn)檎惩聊雺簳r(shí)，如兩側(cè)不受限制的話，就會(huì)出現(xiàn)粘土向上下游兩側(cè)擴(kuò)散現(xiàn)象，導(dǎo)致兩側(cè)粘土碾壓質(zhì)量無法保證，且會(huì)出現(xiàn)兩側(cè)土面低中間高的現(xiàn)象。因此本工程采用“先砂后土法”，即先填筑上下游兩側(cè)的反慮料，然后填筑粘土及部分壩殼料，盡量保持平起填筑，跨縫進(jìn)行碾壓。

2.1 施工工藝流程

施工準(zhǔn)備→心墻土料制備→基面驗(yàn)收→反濾料鋪設(shè)→第一層粘土施工→壩殼料上料→反濾料及壩殼料碾壓(騎縫碾壓)→下一層施工。

2.2 操作要點(diǎn)

2.2.1 施工準(zhǔn)備

粘土心墻施工前，需進(jìn)行心墻土料的料場(chǎng)復(fù)查及制備，并進(jìn)行碾壓試驗(yàn)，確定最優(yōu)含水量、鋪設(shè)厚度、碾壓遍數(shù)等主要參數(shù)。

2.2.2 心墻土料制備

根據(jù)料場(chǎng)復(fù)查結(jié)果進(jìn)行土料的制備，制備場(chǎng)地易選擇在填筑區(qū)附近，場(chǎng)地開闊，水電方便，且交通便利。

本工程粘土料的制備方法根據(jù)料場(chǎng)復(fù)查結(jié)果，可分為以下兩種：(1)天然含水量正好為最優(yōu)含水率范圍，可直接采用挖掘機(jī)挖裝，自卸車運(yùn)至壩面進(jìn)行填筑。(2)天然含水量大于最優(yōu)含水量，可采用平面分層翻松晾曬，降低含水量至最優(yōu)含水量+1%以內(nèi)后，再運(yùn)至壩面進(jìn)行填筑。

2.2.3 施工過程

(1)心墻土料施工前，基面需驗(yàn)收合格。本工程粘土心墻坐在混凝土灌漿蓋板上，在填筑之前，先將混凝土面處理成毛面，并沖洗干凈。(2)反濾料填筑施工。采用先砂后土法施工，先鋪設(shè)心墻兩側(cè)的反濾料，采用裝載機(jī)在篩分場(chǎng)裝車、20t自卸車運(yùn)輸至壩面倒卸在指定邊線內(nèi)，再采用裝載機(jī)、反鏟配合人工按設(shè)計(jì)尺寸鋪設(shè)。保證反慮料最小寬度不小于設(shè)計(jì)反濾層厚度。反慮料鋪好之后，先不碾壓。(3)粘土填筑施工。粘土心墻料采用反鏟在料場(chǎng)挖裝、20自卸車運(yùn)輸。鋪填作業(yè)從最低處開始，水平上升，進(jìn)占法鋪料。平料采用160型推土機(jī)配合人工進(jìn)行平整，碾壓采用自行式凸塊振動(dòng)碾進(jìn)退錯(cuò)距法碾壓，碾跡搭接寬度不小于0.3m，順碾壓方向碾壓搭接不小于1.5m。碾壓行走速度為I擋（不大于3km/h），振動(dòng)頻率為最大值（不小于20Hz）。(4)每層粘土碾壓完之后，試驗(yàn)人員采用環(huán)刀法現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行取樣檢測(cè)，壓實(shí)度滿足設(shè)計(jì)要求后方可進(jìn)行下一層填筑。(5)粘土碾壓的同時(shí)，兩側(cè)反慮料及壩殼料也進(jìn)行碾壓。(6)夏季高溫時(shí)段碾壓完的心墻頂面均會(huì)出現(xiàn)少量干土層，鋪土前適當(dāng)灑水濕潤(rùn)即可，確保粘土層之間結(jié)合良好。

2.3 粘土心墻接縫部位及岸坡部位施工

心墻分段施工接縫部位、心墻與混凝土接觸部位、心墻與岸坡接觸部位是心墻的薄弱部位，可以說是粘土心墻壩的重中之重。

2.3.1 第一層粘土與混凝土灌漿蓋板接觸部位填筑

先將混凝土處理成毛面，沖洗干凈。粘土鋪設(shè)前，先灑水濕潤(rùn)，使混凝土處于面干飽和狀態(tài)，然后邊涂刷攪拌均勻的濃泥漿、邊鋪土，泥漿涂刷速度與鋪料速度相同，涂完均勻涂完泥漿后，立即鋪土覆蓋，如因其特殊情況出現(xiàn)，導(dǎo)致涂刷完的泥漿未及時(shí)覆蓋出現(xiàn)干涸現(xiàn)象，需將干涸的泥漿清理干凈并對(duì)混凝土面灑水濕潤(rùn)并涂刷泥漿。泥漿土與水質(zhì)量比為1：2.5，制備時(shí)需提前一天將粘性土進(jìn)行浸泡。

與灌漿蓋板接觸部位第一層鋪土厚度控制在20～30cm，粘土含水率控制在大于最優(yōu)含水率1%～3%，并用輕型碾壓機(jī)械碾壓，厚度在填筑兩層后，用選定的壓實(shí)機(jī)具和碾壓參數(shù)正常壓實(shí)。

2.3.2 粘土心墻接縫部位施工

本工程采取分期截流，因此壩體填筑分兩段進(jìn)行。壩體接縫部位粘土心墻填筑時(shí)，需將已填筑心墻消坡，削坡作業(yè)隨著壩體填筑每層填筑高度陸續(xù)進(jìn)行，坡比為1:3，對(duì)消坡部位進(jìn)行取樣檢測(cè)合格后進(jìn)行刨毛、涂刷濃泥漿并鋪土、碾壓。接縫部位碾壓時(shí)，振動(dòng)碾順坡向上碾壓至適當(dāng)超過鋪土土面，確保接縫部位沒有漏壓。

2.3.3 粘土心墻與岸坡結(jié)合部位施工

心墻每層鋪料碾壓時(shí)，與岸坡結(jié)合部位1～2m范圍土料暫不鋪土，碾壓時(shí)在靠近岸坡部位留一段約5～10m暫不碾壓，除預(yù)留段之外全部碾壓完之后，開始結(jié)合部位施工。

預(yù)先將結(jié)合部位混凝土面處理成毛面并用高壓風(fēng)吹凈，鋪料前灑水濕潤(rùn)，并涂刷濃泥漿，然后立即鋪土，并碾壓剩余段，緊靠混凝土面部位結(jié)合部位在振動(dòng)碾碾壓完之后用振動(dòng)夯夯實(shí)。碾壓及夯實(shí)時(shí)一定要注意搭接問題，避免出現(xiàn)漏壓?jiǎn)栴}。

岸坡部位“先碾后夯”這個(gè)順序不能錯(cuò)，因?yàn)檎駝?dòng)夯夯實(shí)效率低，因此施工時(shí)必定會(huì)盡可能多使用振動(dòng)碾碾壓，減少使用振動(dòng)夯夯實(shí)面積，如果先夯實(shí)再碾壓的話，振動(dòng)碾碾壓時(shí)會(huì)將已夯實(shí)的土料產(chǎn)生擠壓作用，破壞已夯實(shí)的土料。

3 工序要求

粘土心墻是主壩的關(guān)鍵部位，施工時(shí)各工序均要嚴(yán)格控制，方可保證填筑質(zhì)量。

(1)粘土制備需因地制宜采取合理的制備方法，確保粘土料制備的速度和質(zhì)量，并控制施工成本。(2)根據(jù)工程總進(jìn)度計(jì)劃，合理規(guī)劃分階段施工計(jì)劃，本工程在最佳施工時(shí)段合理增加人員和設(shè)備的投入，提高填筑速度，雨季不利時(shí)段則盡量少填筑或不填筑，有效控制施工成本。(3)粘土心墻施工中的重中之重——結(jié)合部位是粘土心墻施工重點(diǎn)控制的部位，施工時(shí)質(zhì)量監(jiān)控及檢測(cè)更要加強(qiáng)。(4)試驗(yàn)檢測(cè)需建立滿足工程試驗(yàn)檢測(cè)需要的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)室，配備一定數(shù)量的經(jīng)驗(yàn)豐富、操作熟練的試驗(yàn)人員及配套的試驗(yàn)檢測(cè)設(shè)備也非常關(guān)鍵。(5)作業(yè)面合理規(guī)劃。壩體中下部，作業(yè)面大，壩殼部位填筑量大，是制約壩體填筑的速度的關(guān)鍵，但到上部時(shí)，由于作業(yè)面變窄，粘土運(yùn)輸與壩殼填筑相互干擾嚴(yán)重，因此必須合理規(guī)劃壩體填筑，方可保證填筑進(jìn)度。

4 結(jié)語

以上談到的在某水庫主壩粘土心墻施工過程中的一點(diǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)及注意事項(xiàng)，僅供類似工程施工作為參考。

于付川(1970年08月18日—),男,漢族,遼寧省丹東市人,本科,高級(jí)工程師,從事水利水電施工、市政基礎(chǔ)設(shè)施、房屋建筑行業(yè),身份證號(hào)碼:210624197008187813,畢業(yè)院校:北京水電學(xué)院。