面板堆石壩大壩填筑施工技術(shù)分析

摘要 面板堆石壩是水利工程施工中的重要樞紐工程，其是以擋水為主，并配合防滲體所建設(shè)的壩體結(jié)構(gòu)。在面板堆石壩施工中，壩體填筑施工效果對(duì)于大壩蓄水安全性的影響較大。對(duì)此，本文首先對(duì)面板堆石壩大壩進(jìn)行介紹，然后以某水利工程為研究對(duì)象，對(duì)面板堆石壩大壩填筑施工技術(shù)要點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)探究，以期為類(lèi)似工程提供借鑒。

關(guān)鍵詞 面板堆石壩大壩;填筑;碾壓

引言

在面板堆石壩大壩施工中，對(duì)于堆石料可采用分層填筑碾壓施工方式，進(jìn)而形成壩體結(jié)構(gòu)，通過(guò)應(yīng)用鋼筋混凝土面板形成防滲體，能夠有效提升大壩防滲性能。面板堆石壩大壩的斷面小，并且安全性高，施工方式便捷，施工成本較低，因此應(yīng)用范圍廣泛。堆石體是面板壩的主體結(jié)構(gòu)，只有加強(qiáng)壩體填筑施工控制，才能夠保證面板堆石壩大壩施工質(zhì)量。因此，對(duì)面板堆石壩大壩填筑施工技術(shù)要點(diǎn)進(jìn)行深入研究意義重大。

1面板堆石壩大壩概述

面板堆石壩大壩是一種新型壩型，堆石體是面板堆石壩大壩的支承結(jié)構(gòu)，大壩上游表面混凝土面板是壩體防滲結(jié)構(gòu)。在面板堆石壩大壩施工中，可充分利用當(dāng)?shù)厥┕げ牧?，施工方式便捷，能夠有效提升水利工程安全性。面板堆石壩大壩是由堆石區(qū)、過(guò)渡區(qū)以及防滲體所組成的，其中堆石區(qū)施工控制最為關(guān)鍵。我國(guó)水利行業(yè)發(fā)展迅速，在水利工程大壩施工中，壩型越來(lái)越多，能夠有效適應(yīng)不同氣候環(huán)境、地質(zhì)地形條件施工形式，而面板堆石壩大壩的應(yīng)用范圍廣泛[1]。

在面板堆石壩大壩壩體填筑施工中，常用施工方式包括拋填法以及碾壓法，在面板堆石壩大壩發(fā)展前期，主要采用拋填法，而隨著重型振動(dòng)碾的推廣應(yīng)用，薄層碾壓堆石法的應(yīng)用越來(lái)越常見(jiàn)，能夠有效提升堆石體密實(shí)度，而由于施工材料性質(zhì)以及壓實(shí)施工方式不同，因此，壩體壓縮性、透水性以及抗剪強(qiáng)度也會(huì)隨之法神鍋邊糊，對(duì)于堆石體穩(wěn)定性以及防滲結(jié)構(gòu)變形的影響比較小。面板堆石壩大壩壩體填筑施工特點(diǎn)主要包括以下幾點(diǎn)：①在大壩填筑施工中，填筑方量大，因此對(duì)于填筑施工強(qiáng)度的要求比較高。②斷面結(jié)構(gòu)形式簡(jiǎn)單，在實(shí)際施工中，不同施工工序之間的影響較小。③可采用機(jī)械化施工方式，施工效率高。④可根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際需要在平面上進(jìn)行分期填筑施工。⑤在填筑施工中靈活度比較高，能夠有效提升施工效率。⑥在壩體填筑施工中，不易受到施工區(qū)域氣候環(huán)境的影響。

2工程概況

圖1 大壩標(biāo)準(zhǔn)斷面圖

某水電站工程壩址控制流域面積為382.4km3，年平均流量為31.3m/s，該水電站工程為發(fā)電，需采用混合式開(kāi)放方式。水電站水庫(kù)正常蓄水位高程為1895m，屬于2型工程。在該水電站大壩施工中，采用面板堆石壩大壩填筑施工方式，壩頂高程為1900m，頂寬度8m，長(zhǎng)度331m。在該水電站面板堆石壩壩體填筑施工中，石料來(lái)自石料廠以及溢洪道開(kāi)挖料。大壩標(biāo)準(zhǔn)斷面結(jié)構(gòu)形式，如圖1所示[2]。

3面板堆石壩大壩填筑施工技術(shù)

3.1 壩基基礎(chǔ)處理

在壩基基礎(chǔ)處理中，需加強(qiáng)壩基基礎(chǔ)坡度開(kāi)挖控制，確定適宜的坡比，根據(jù)大壩設(shè)計(jì)要求進(jìn)行斷層開(kāi)挖施工，并嚴(yán)格控制混凝土回填、反濾料回填施工。

3.2 碾壓試驗(yàn)

在碾壓試驗(yàn)中，需嚴(yán)格控制筑壩施工材料的碾壓特性以及工程力學(xué)特性，進(jìn)而確定最佳施工參數(shù)。在本工程壩料現(xiàn)場(chǎng)碾壓試驗(yàn)中，需分別進(jìn)行2次過(guò)渡料、主堆石料、次堆石料碾壓試驗(yàn)以及1次墊層料碾壓試驗(yàn)。根據(jù)多次碾壓試驗(yàn)，最終確定在該水電站面板堆石壩施工中，在墊層料施工中，采用混合法鋪料，并應(yīng)用18t振動(dòng)碾，共碾壓98遍，層厚為40cm，灑水量需控制在5%～10%之間。對(duì)于主堆石料，采用進(jìn)占法鋪料，并應(yīng)用26t振動(dòng)碾，碾壓6～8遍，層厚為80cm，灑水量控制在15%左右。對(duì)于次堆石料，采用混合法鋪料，并應(yīng)用26t振動(dòng)碾，碾壓6～8遍，層厚為80cm，灑水量控制在10%～15%之間。

3.3 填筑料開(kāi)采及運(yùn)輸

（1）填筑料開(kāi)采與加工。在本工程施工中，填料來(lái)自石料場(chǎng)以及溢洪道基礎(chǔ)開(kāi)挖可用料。在石料場(chǎng)開(kāi)采中，采用微差擠壓爆破施工方式，而對(duì)于任意料，可直接選用大壩右岸上游渣場(chǎng)堆存料。另外，對(duì)于特殊墊層區(qū)、墊層區(qū)、反濾料，可采用人工骨料。

（2）填筑料運(yùn)輸。對(duì)于所有填筑料進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)，確保符合級(jí)配要求。在填筑料運(yùn)輸中，要求對(duì)填筑料質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格控制。在填筑料開(kāi)挖施工中，如果出現(xiàn)斷層夾泥、風(fēng)化料、樹(shù)根等，應(yīng)做好清理處理，然后再應(yīng)用自卸車(chē)進(jìn)行運(yùn)輸。在填筑料運(yùn)輸過(guò)程中，對(duì)于不同運(yùn)輸車(chē)應(yīng)做好明確標(biāo)識(shí)，并組織專(zhuān)人負(fù)責(zé)管理，確保所有車(chē)廂、輪胎清潔。在大壩壩面，需安排調(diào)度人員指揮運(yùn)輸車(chē)卸料。

3.4 卸料、鋪料及灑水

（1）作業(yè)分區(qū)。在堆石料鋪筑施工中，要求根據(jù)壩面作業(yè)面積合理劃分作業(yè)區(qū)域。在本工程施工中，共劃分出2～3個(gè)作業(yè)區(qū)域，然后進(jìn)行流水鋪筑施工。在該面板堆石壩上游墊層料以及過(guò)渡層料填筑施工中，采用與主堆石料工作面跟進(jìn)的施工方式，對(duì)于不同層料高度差，應(yīng)控制在1m以?xún)?nèi)。

（2）卸料及鋪料。在該水電站面板堆石壩施工中，上下游堆石料的粒徑比較大，為了保證碾壓施工平整度，在自卸車(chē)卸料時(shí)，可采用進(jìn)占施工方式，在未碾壓層面上行走，在卸料后，采用推土機(jī)進(jìn)行整平處理，避免石渣集中對(duì)填筑施工質(zhì)量造成不良影響。在壩體上游過(guò)渡層料攤鋪施工中，需應(yīng)用20t自卸車(chē)，并采用后退法沿軸線卸料，自卸車(chē)可在已碾壓的壩面上行駛，然后再利用SD32推土機(jī)沿壩軸線進(jìn)行整平處理，采用反鏟方式修整邊線。在本工程施工中，墊層料設(shè)計(jì)寬度為3m，不僅需采用自卸車(chē)進(jìn)行后退法卸料，同時(shí)還應(yīng)組織施工人員反鏟鋪料并進(jìn)行整平處理。在墊層、過(guò)渡層與相鄰層施工中，必須保證材料界線清晰，在分段鋪設(shè)施工中，需妥善處理接縫連接效果，避免出現(xiàn)層間折斷現(xiàn)象。

（3）層厚控制。在不同填筑料填筑施工中，應(yīng)根據(jù)碾壓試驗(yàn)確定鋪筑厚度，在實(shí)際施工中，由監(jiān)理工程師進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)督管理，嚴(yán)格控制鋪筑厚度。在對(duì)鋼筋混凝土面板下墊層與過(guò)渡層以及過(guò)渡層與主堆石連接施工中，首先進(jìn)行下游主堆石以及上游主堆石施工，然后再進(jìn)行過(guò)渡層施工，最后進(jìn)行填筑層施工。在上游墊層料以及過(guò)渡層料填筑施工中，可采用與主堆石料工作面跟進(jìn)的施工方式。跟進(jìn)碾壓試驗(yàn)確定鋪筑厚度，保證壩面平順度。在填筑層厚控制方面，在壩面填筑完成后，需在不同施工區(qū)域設(shè)置層厚控制標(biāo)桿，根據(jù)標(biāo)桿上的標(biāo)識(shí)采用推土機(jī)對(duì)填筑厚度進(jìn)行測(cè)量控制，在平料過(guò)程中，施工現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)檢人員應(yīng)對(duì)鋪筑厚度進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，并根據(jù)工程設(shè)計(jì)要求對(duì)填筑施工厚度進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，要求將填筑施工厚度偏差控制在5cm以?xún)?nèi)。

（4）填筑料灑水。在壩體填筑施工完成后，需及時(shí)對(duì)填筑表面進(jìn)行灑水處理。在本工程施工中，對(duì)于壩面加水量，需根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)結(jié)果確定。如果在冬季施工，則對(duì)于填筑料無(wú)須進(jìn)行灑水處理。

（5）碾壓施工。在壩面碾壓施工中，采用自行式振動(dòng)碾碾壓，要求順壩軸線采用退錯(cuò)距法碾壓施工方式。對(duì)于振動(dòng)碾的行進(jìn)速度，需控制在2km/h左右，即可達(dá)到良好的碾壓效果。對(duì)于碾壓遍數(shù)，應(yīng)根據(jù)監(jiān)理工程師碾壓試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行控制。在靠近岸坡時(shí)，可利用自行式振動(dòng)碾順岸坡進(jìn)行碾壓，如果自行式振動(dòng)碾碾壓不到位，則可采用手扶式振動(dòng)碾進(jìn)行壓實(shí)處理。另外，施工現(xiàn)場(chǎng)管理人員還應(yīng)詳細(xì)記錄碾壓區(qū)域以及碾壓遍數(shù)，避免影響碾壓施工效果[3]。

4結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，本文主要結(jié)合實(shí)例對(duì)水利工程面板堆石壩壩體填筑施工技術(shù)要點(diǎn)進(jìn)行了詳細(xì)探究。在面板堆石壩施工中，填筑施工至關(guān)重要，為了提升壩體填筑施工質(zhì)量，要求根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況制定施工方案，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)取樣試驗(yàn)方式確定各項(xiàng)施工參數(shù)，對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行測(cè)量復(fù)核，嚴(yán)格控制混凝土澆筑、碾壓施工工序。另外，在壩料取用、運(yùn)輸以及填筑、碾壓施工中，可采用數(shù)字大壩監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量控制情況進(jìn)行監(jiān)督管理，及時(shí)對(duì)施工參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，進(jìn)而提升施工效率，保證面板堆石壩壩體填筑施工質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

[1] 段購(gòu)糧，趙蓉.龍背灣電站面板堆石壩壩體填筑施工質(zhì)量控制[J].數(shù)字化用戶(hù)，2017，23（40）：203-205.

[2] 呂永生.水電工程中面板堆石壩壩體填筑施工技術(shù)[J].中國(guó)高新科技，2017（24）：48-50.

[3] 彭遜.水利工程面板堆石壩碾壓技術(shù)[J].建材與裝飾，2018，557（48）：

296-297.

作者簡(jiǎn)介

方鑫龍（1988-），男，湖南常德人;學(xué)歷：本科，職稱(chēng)：助理工程師，現(xiàn)就職單位：中國(guó)水利水電第八工程局有限公司，研究方向：水利水電工程。