碾壓式土石壩填筑施工質(zhì)量管理措施探究

李峰

四川省武都水利水電集團(tuán)有限公司

摘要：土石壩是發(fā)展速度最快的一種筑壩類型，也是現(xiàn)代水利水電筑壩工藝中應(yīng)用最為廣泛的一種筑壩類型。文章主要介紹了碾壓式土石壩填筑施工質(zhì)量管理，以提高土石壩工程施工的質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：碾壓式土石壩；填筑；施工質(zhì)量

引言

土石壩成本較低，運(yùn)用廣泛且發(fā)展速度較快，而且其材料組成較簡單，一般為取材地的土、石料等，有效的降低了施工成本和建設(shè)過程中遠(yuǎn)途運(yùn)輸?shù)臋C(jī)率。其施工方法一般有碾壓式、沖填式、定向爆破堆等，技術(shù)和結(jié)構(gòu)較簡單，易于操作、維修、擴(kuò)建等。同時，由于土石壩壩身主要由土石散粒組成，適應(yīng)性較高，變形影響較小，可以更好的保證其整體的使用壽命。下面將探討碾壓式土石壩填筑施工質(zhì)量管理措施。

1碾壓式土石壩填筑施工質(zhì)量管理要點(diǎn)

1.1料場的規(guī)劃布置

為了使得料場的布置更加科學(xué)合理，需要注意：一是，要準(zhǔn)確制定料場的方位和高度，而且要對料場的空間分布做好科學(xué)的規(guī)劃以充分利用料場空間；二是，要將物理力學(xué)中的專業(yè)知識與施工所用的材料兩者之間相互結(jié)合，通過將理論和實(shí)際結(jié)合來實(shí)現(xiàn)料場規(guī)劃的科學(xué)性和合理性以滿足相關(guān)的行業(yè)要求；三是，要將料場和施工強(qiáng)度以及壩體填筑部位三者之間的相互作用作為考慮的重點(diǎn)問題，以便處理好三者之間的關(guān)系。

1.2土石料的加工

土石壩施工所用的土石料含水率需要進(jìn)行合理的控制，以確保合格料在填筑壓實(shí)時含水率在最優(yōu)含水率±2%左右?？梢酝ㄟ^在土石料場加水，對土石料的料堆添加水，采取加水的方法在土石壩開挖、裝料、運(yùn)輸過程中提高土石料的含水量。在大、中型水利工程土石壩的施工建設(shè)過程中，尤其是在高土石壩的施工過程中，運(yùn)用現(xiàn)代化的水利工程土石壩施工技術(shù)和先進(jìn)的機(jī)械化水平，可以加快水利工程土石壩的建設(shè)速度，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化綜合高技術(shù)、高水平機(jī)械施工，保證水利工程土石壩施工質(zhì)量。

1.3壓實(shí)土料

土石料的壓實(shí)，是土石壩施工質(zhì)量的關(guān)鍵。壓實(shí)效果受到土料顆粒粗細(xì)組成的影響，顆粒愈細(xì)，空隙比就愈大。我國常用的壩體壓實(shí)機(jī)械主要有羊角碾、氣胎碾、振動碾等。羊角碾主要應(yīng)用在黏性材料的壓實(shí)，將羊角插入到材料中，使其底部和上部的黏性材料都受到壓實(shí)，且羊角碾能對表面的土層進(jìn)行翻松，簡化施工程序，也有助于材料的級配與含水量達(dá)到較均勻的狀態(tài)。氣胎碾既可以應(yīng)用于黏性材料也可以應(yīng)用于非黏性材料的壓實(shí)。振動碾則是運(yùn)用碾重靜壓和振動力對材料進(jìn)行壓實(shí)，其可使用的范圍較大。

1.4填筑施工

填筑施工涉及工序和使用的設(shè)備較多，施工難度較大，一般采用流水作業(yè)的方式進(jìn)行施工。具體來說，需要注意：（1）在臨鋪填土料前，清理干凈與土石壩體接觸的混凝土以及巖石表面，并涂刷一層厚度不小于5mm 的濃粘土漿，隨填隨刷以保持其濕潤，以利土石壩體與剛性結(jié)構(gòu)以及強(qiáng)、弱風(fēng)化巖石之間的結(jié)合。（2）土石壩體部位的土料填筑前，在與混凝土、破碎帶以及強(qiáng)、弱風(fēng)化巖石表面接觸處按施工圖紙要求的尺寸鋪設(shè)接觸粘土帶。接觸粘土料控制在略高于最優(yōu)含水率（+2%～+4%）情況下填筑。（3）土料的鋪筑采用進(jìn)占法卸料，采用定點(diǎn)測量方式，嚴(yán)格控制鋪土厚度。為保證壩體邊坡輾壓質(zhì)量，上、下游側(cè)攤鋪超寬值不小于0.5m。（4）不同部位土料的壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)和碾壓施工參數(shù)按上述設(shè)計規(guī)定執(zhí)行?？績砂兜慕佑|粘土采用手扶振動輾進(jìn)行壓實(shí)。（5） 每一填土層按規(guī)定參數(shù)施工完畢，在繼續(xù)鋪筑上層新土之前，需在下層土表面進(jìn)行刨毛處理（如有土工格柵，則土工格柵內(nèi)要求壓實(shí)平整），必要時對表土層進(jìn)行含水率調(diào)整的處理，以免形成土層間結(jié)合不良的現(xiàn)象。（6）在接合的坡面上，配合填筑的上升速度，將表面松土鏟除至已壓實(shí)合格的土層為止。坡面須經(jīng)刨毛處理，并使含水率控制在規(guī)定的范圍內(nèi)，然后才能繼續(xù)鋪填新土進(jìn)行壓實(shí)。（7）壩體同上下游反濾料平起填筑，跨縫碾壓。采用先填反濾料后填土料的平起填筑法施工。進(jìn)水口前段及廠房兩側(cè)的土石壩填筑同時進(jìn)行，兩側(cè)高差不超過4m。（8）平起填筑方式可在確保填筑質(zhì)量和效率的同時簡化施工工序。例如，無接縫和削坡等環(huán)節(jié)的工作，擴(kuò)展了堆石填筑的面積，方便了大型機(jī)械進(jìn)行操作。這種方式有助于對進(jìn)入防滲材料區(qū)域的道路進(jìn)行設(shè)計，也有助于降低料界的偏差值及跨縫碾壓相鄰的材料平起差值，保持壩體各個環(huán)節(jié)和部分施工的平衡和穩(wěn)定。（9）防滲是土石壩施工的重要環(huán)節(jié)之一，施工時需按照先砂后土的方法選擇填筑材料，既可以加快施工進(jìn)度，又可以對施工壩體的邊界位置進(jìn)行有效控制。同時，為了增加土石壩抗汛和儲水的功能，保證施工材料質(zhì)量和現(xiàn)場安全，需要使用臨時擋水?dāng)嗝嫣钪姆绞健?/p>

2碾壓式土石壩填筑施工注意事項

2.1鋪料厚度控制

土石壩填筑施工重在過程控制，如果過程控制得好，其結(jié)果就會滿足設(shè)計要求。過程控制的主要內(nèi)容是碾壓施工參數(shù)W，其是通過碾壓試驗(yàn)確定的。如果嚴(yán)格按照要求的鋪料厚度和碾壓遍數(shù)進(jìn)行碾壓，其質(zhì)量應(yīng)具有滿足要求的合格率；但是在料源發(fā)生較大變化時，現(xiàn)行碾壓參數(shù)不能保證合格率時應(yīng)及時調(diào)整碾壓參數(shù)。

對于鋪料厚度一般是通過高度標(biāo)尺進(jìn)行控制。不管通過何種方式進(jìn)行控制，在每層底部1/3滿足密度要求的同時，可通過某一較長時期內(nèi)填筑總高度和填筑總層數(shù)對平均每層的壓實(shí)厚度進(jìn)行計算。一般情況下壓實(shí)厚度是松鋪厚度的90%左右，如果以上實(shí)際計算的平均壓實(shí)厚度大于松鋪厚度的90%，或者高于100%，可推斷在施工中存在松鋪厚度超標(biāo)的情況。出現(xiàn)該情況后，設(shè)代人員應(yīng)提請建設(shè)單位督促相關(guān)方進(jìn)行處理，并在后續(xù)工作中加強(qiáng)監(jiān)控。

2.2堆石料的質(zhì)量問題

堆石料屬于壩殼料，其主要功能是實(shí)現(xiàn)大項的穩(wěn)定和排水，因此對其抗剪強(qiáng)度有較高的要求。當(dāng)巖性及母巖強(qiáng)度一定時，其抗剪強(qiáng)度主要是由顆粒級配（P5含量）和密度（相對密度、孔隙率）所決定，因此填筑質(zhì)量的控制指標(biāo)一般是顆粒級配和孔隙率。兩者若能滿足技術(shù)要求，其滲透系數(shù)一般亦能滿足要求，從而實(shí)現(xiàn)排水的功能。

堆石料在岸坡部位的填筑，可超填形成緩坡，用振動平碾進(jìn)行壓實(shí)，對于振動碾不能到達(dá)的部位應(yīng)用小型機(jī)具進(jìn)行夯實(shí)。壩體填筑石料應(yīng)采取大面積鋪筑，以減少接縫。當(dāng)分塊填筑時，應(yīng)對塊間接坡處的虛坡帶采取專門的處理措施，如采取臺階式的接坡方式，或采取將接坡處未壓實(shí)的虛坡石料挖除的措施。

2.3防滲體與混凝土面或巖石面結(jié)合部位填筑問題

防滲體與混凝土面或巖石面結(jié)合部位的防滲料一般使用粘粒含量較高的土，習(xí)慣稱之為高塑性粘土或接觸粘土。該部位粘土的施工含水率一般要求比最優(yōu)含水率高2%～4%，其目的是使土體的稠度位于可塑狀態(tài)，協(xié)調(diào)柔性土體與剛性巖體（混凝土）之間的變形，預(yù)防產(chǎn)生變形裂縫而形成滲透通道，提高土體與混凝土或巖石結(jié)合部位的抗接觸沖刷能力。在施工中應(yīng)先對巖石和混凝土表面進(jìn)行清潔、灑水濕潤、刷濃粘土漿，而后進(jìn)行填筑。出于對混凝土結(jié)構(gòu)的保護(hù)，該部位一般不允許大型振動設(shè)備直接碾壓，應(yīng)用小型器具進(jìn)行窮實(shí)。該部位的施工質(zhì)量往往成為需要關(guān)注的重點(diǎn)，原因是人為影響因素大，另外也是工程的關(guān)鍵部位。

總結(jié)

隨著土石壩運(yùn)用范圍越來越廣，對其施工工藝的要求也越來越高。從施工效率、質(zhì)量、環(huán)保、成本等方面對土石壩的施工進(jìn)行合理的設(shè)計和控制。一方面有利于確保施工質(zhì)量，縮短施工時間，另一方面有利于相關(guān)施工材料的合理分配，提高其使用率，降低施工成本。從土石壩施工的各個環(huán)節(jié)對其進(jìn)行控制，進(jìn)而推動我國建筑行業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。

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