碾壓土石壩施工技術(shù)探討

【摘要】碾壓土石壩取材方便，又易于施工和管理，所以成為世界上廣泛應(yīng)用的壩型。本文針對土石壩特點(diǎn)，對壩基與岸坡處理、壩體施工、大壩排水與護(hù)坡施工方面的技術(shù)進(jìn)行了探討。

【關(guān)鍵詞】碾壓土石壩；施工技術(shù)

土石壩就地取材，建造方便，因而成為世界上應(yīng)用最廣泛的一種壩型。在土石壩各種建造方法中，碾壓筑壩無疑是應(yīng)用最普遍的一種方式。雖然碾壓土石壩施工方法并不算太復(fù)雜，但技術(shù)上也有很細(xì)致的要求，要達(dá)到質(zhì)量目標(biāo)必須按照正確的方法進(jìn)行施工，因此本文對碾壓土石壩施工技術(shù)進(jìn)行了探討。

1、壩基、岸坡處理

1.1 壩基處理

壩基處理的主要目的是滿足滲流、穩(wěn)定和變形方面的要求，處理方法包括開挖、防滲加固、壩基面處理。開挖主要針對表層土壤、淤泥、風(fēng)化巖石、沉積物、滑坡體、草木及各種建（構(gòu)）筑物等的清理，以改善壩體與壩基的連接效果，減少接觸面滲流。易風(fēng)化軟巖（如頁巖、泥巖等）開挖時應(yīng)預(yù)留保護(hù)層，最好隨挖隨填，若挖后不馬上填筑，應(yīng)噴射混凝土或水泥砂漿保護(hù)。透水性壩基（如砂礫石基、透水性巖基等）必須進(jìn)行防滲處理，常采用黏土截水墻、混凝土防滲墻、帷幕灌漿、防滲鋪蓋、排水減壓等措施。軟弱壩基必須進(jìn)行加固處理，淺層軟基可以全部挖除，但深厚軟基就要采用其他措施處理，如真空預(yù)壓、振沖置換、塑料排水帶、深層攪拌樁等。壩基開挖清理后，為了加強(qiáng)壩體與壩基的連接效果，常在壩基面上做結(jié)合槽、混凝土齒墻。

1.2 岸坡處理

岸坡處理方法與壩基基本相同，但壩體與岸坡之間應(yīng)采用斜面連接，也就是岸坡應(yīng)削成傾斜面或折面，不得施工成臺階、急劇變坡和反坡形式。巖石岸坡不能陡于1：0.5，土坡不能陡于1：1.5。局部凹坑、反坡、不平順巖面應(yīng)利用混凝土填平。

2、壩體施工

2.1 概述

壩體施工包括土石料開采、加工、運(yùn)輸、上壩填筑等內(nèi)容，其中壩體填筑是關(guān)鍵部分，并由卸料、鋪土、灑水、壓實、檢查等工序組成。但土石料開采、加工也很重要，關(guān)系到壩體施工效率和質(zhì)量。一般情況下，料場勘察深度比壩址差多了，由于探查數(shù)量少，常常不能全面反映料場實際情況，往往因填料級配不佳而影響填筑質(zhì)量，所以要重視料場復(fù)查與儲量計算工作。

2.2 壩料制備

碾壓土石壩分為均質(zhì)壩和分區(qū)壩兩大類。均質(zhì)壩采用一種筑壩材料，雖然施工比較簡單，但壩坡緩，用料多，主要用于中低壩，中高壩多采用分區(qū)壩。分區(qū)壩按防滲體位置分為心墻壩和斜墻壩，也有采用水泥混凝土或瀝青混凝土作防滲體的碾壓土石壩，本文主要討論前一種分區(qū)壩。分區(qū)壩一般由防滲土料、壩殼料、反濾料、過渡料組成。防滲土料包括一般黏性土料、礫石土料和其他防滲土料。黏性土料應(yīng)控制粘粒（<0.005mm）在10%～40%之間，如果粘粒超過40%，壓實困難，而且容易開裂。級配良好的礫石土料壓實性好、壓縮性低、抗剪強(qiáng)度高，普遍用于高土石壩中。土料加工重點(diǎn)是控制含水率和級配，不同土料的摻混應(yīng)采用分層立采，再根據(jù)抽樣含水率決定補(bǔ)水量，悶水7d以上并檢測含水率達(dá)到要求后上壩。反濾料要控制小于0.075mm細(xì)顆粒不超過5%，所以應(yīng)通過篩選砂礫料進(jìn)行控制。

2.3 壩體填筑

壩體填筑采用分層鋪土、逐層壓實的方式，其中土料級配與含水率、鋪土厚度、碾壓設(shè)備選型、碾壓遍數(shù)等都是影響壓實質(zhì)量的重要因素。填筑標(biāo)準(zhǔn)是根據(jù)設(shè)計要求通過試驗確定的。黏性土料采用壓實指標(biāo)進(jìn)行控制，砂礫石料采用相對密度進(jìn)行控制，堆石料采用空隙率進(jìn)行控制。設(shè)計階段通過室內(nèi)壓實試驗和公式計算等方法確定填筑標(biāo)準(zhǔn)，施工階段則通過碾壓試驗論證填筑標(biāo)準(zhǔn)的合理性，同時確定碾壓設(shè)備及碾壓參數(shù)的適宜性。所以碾壓試驗是土石壩施工中一項非常重要的技術(shù)措施，一般采用淘汰法選出適宜的參數(shù)，再經(jīng)過復(fù)核試驗確定碾壓參數(shù)。

壩料運(yùn)輸常采用自卸汽車直接運(yùn)料上壩，并用推土機(jī)平料。卸料、鋪料多采用進(jìn)占法，可避免汽車在已壓實料面上行駛，鋪料厚度易控制，平料也易實現(xiàn)，壓實條件好。反濾料、過渡料一般方量不大，但施工要求高，應(yīng)與防滲土料、一定寬度的壩殼料平起填筑。壩料加水可以在料場、運(yùn)輸途中和壩面上進(jìn)行。黏性土料含水率比較低時，應(yīng)在料場加足水量；如果含水率接近最佳含水率時，也可在壩面加水，但應(yīng)按照“少、勤、勻”的原則加水。非黏性土料運(yùn)輸過程容易脫水，所以主要在壩面加水，一般碾前加一次，邊加邊碾，這樣易于控制。壓實設(shè)備包括凸塊碾（羊足碾）、氣胎碾、振動平碾等。壩殼料應(yīng)采用自行式振動平碾，并且重量應(yīng)大于10t。反濾料、過渡料一般采用振動碾壓實，邊角等難以抵達(dá)部位的碾壓可以輔以夯擊或平板振動器，并在壓實過程中與相鄰防滲土料騎縫碾壓。防滲土料一般采用8t以上的凸塊振動碾壓實。碾壓設(shè)備行進(jìn)方式有圈壓法和進(jìn)退錯距法，一般多采用進(jìn)退錯距法，易控制碾壓遍數(shù)，減少漏壓和重壓。碾壓方向一般應(yīng)與壩軸線平行。壩體采用分期分塊方式填筑會形成接縫，在接縫相鄰處不易壓實，必須采用留臺法或削坡法進(jìn)行處理?？拷镀绿幪钪踩菀壮霈F(xiàn)問題，應(yīng)采取措施處理，如減小鋪料層厚、限制粒徑、充填細(xì)料、夯擊等。心墻結(jié)合部位也需要特別注意，應(yīng)制定專門的措施，例如與混凝土結(jié)合部位應(yīng)先涂濃泥漿，再鋪土和夯實。

3、大壩排水與護(hù)坡施工

3.1 壩體排水

壩體排水有棱體排水、貼坡排水、壩內(nèi)排水等方式，以棱體排水為例，采用堆石砌成，要求石料堅固，軟化系數(shù)在0.85以上，分層累砌，接縫必須逐層錯縫，不能有通縫。

3.2 護(hù)坡施工

護(hù)坡常見形式有砌石護(hù)坡、混凝土護(hù)坡、草皮護(hù)坡等，以砌石護(hù)坡為例，砌筑前應(yīng)削坡至設(shè)計坡面，鋪設(shè)墊層后再砌石，并選用0.2～0.35cm石塊分層砌筑。

4、結(jié)語

碾壓土石壩建設(shè)中，滲流控制貫穿于整個建造過程，成為工程成敗的關(guān)鍵，應(yīng)從壩基與岸坡處理、壩料選擇、碾壓參數(shù)控制等方面采取切實有效的措施，并在施工過程中加強(qiáng)技術(shù)方法的研究與質(zhì)量控制手段的應(yīng)用，確保施工科學(xué)有序、質(zhì)量控制得法，以為大壩的安全穩(wěn)定創(chuàng)造堅實基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

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