超重型壓路機(jī)堆石壩施工實(shí)踐

何海濤 肖正文 李大生 李為國

（三一重工股份有限公司，湖南 長沙 410100）

一、堆石壩施工特點(diǎn)

用堆石或者砂礫石分層碾壓填筑成壩體，用混凝土面板作為防滲體的壩，稱為混凝土面板堆石壩。該壩型主要由堆石體和防滲體組成，其中堆石體從上游向下游依次主要由墊層區(qū)、過渡區(qū)、主堆區(qū)和次堆石區(qū)組成。防滲體由混凝土面板、趾板、趾板地基的防滲帷幕、周邊縫和面板間的接縫止水組成。

以四川某特大型水電站堆石壩為例，如表1所示，可清楚地分析出堆石壩施工的典型特點(diǎn)：鋪層厚度大，壓實(shí)對(duì)象硬，振動(dòng)工藝使用頻次多，工地路況差、坡道多。

表1 四川某水電站壩料填筑設(shè)計(jì)指標(biāo)及碾壓參數(shù)

具體的堆石壩攤鋪和壓實(shí)場景如圖1和圖2所示。

圖1 堆石壩攤鋪

圖2 現(xiàn)場壓實(shí)

二、對(duì)壓路機(jī)產(chǎn)品的要求

鑒于堆石壩工地的施工特點(diǎn)，對(duì)超重型壓路機(jī)（26t～36t）性能提出了具體要求。

大激振力。激振力越大，對(duì)壓實(shí)材料的作用力越大，壓路機(jī)所有的元器件承受的振動(dòng)加速度也越大。如果激振力過大的話，壓路機(jī)甚至有跳振風(fēng)險(xiǎn)。所以，壓路機(jī)在保證元器件可靠性的前提下，盡可能增大激振力，可有效提升堆石壩這種特殊材料的壓實(shí)度。高檔激振力最好設(shè)置在315kN～652kN范圍內(nèi)。

超強(qiáng)的鋼輪耐磨性。壩料最大粒徑應(yīng)不超過壓實(shí)層厚度，對(duì)于一些大型水電站的壩體設(shè)計(jì)指標(biāo)，堆石區(qū)鋪層厚度不超過1m。大粒徑的硬巖堆石料，例如花崗巖，對(duì)振動(dòng)壓路機(jī)振動(dòng)輪表面的耐磨性提出了更高要求，振動(dòng)輪圈表面硬度極為重要，傳統(tǒng)的壓路機(jī)廠家使用的Q345鋼材制作的振動(dòng)輪，在堆石壩工地磨損很快。一些硬度好的耐磨材料就適時(shí)地被應(yīng)用于這種超重型壓路機(jī)的輪圈上。

可靠的振動(dòng)液壓系統(tǒng)。振動(dòng)壓路機(jī)在壓實(shí)這種大厚度的硬巖壓實(shí)材料時(shí)，穩(wěn)定振動(dòng)工作壓力基本上會(huì)保持在30MPa以上，因此要求振動(dòng)液壓系統(tǒng)更加穩(wěn)定高效。

良好的散熱能力。更高的工作負(fù)載需要更大的振動(dòng)液壓系統(tǒng)功率，更高的振動(dòng)液壓系統(tǒng)穩(wěn)定工作產(chǎn)生了更多熱量，對(duì)液壓油和發(fā)動(dòng)機(jī)的散熱器都提出了更高要求。因此，三一重工股份有限公司(以下簡稱“三一”)采用超過40℃環(huán)境溫度標(biāo)準(zhǔn)約20%散熱能力的油散和水散方式。

良好的駕駛室舒適性。鋼輪的激振力增大，相應(yīng)的振動(dòng)加速度隨之增大。在保持鋼輪減振器隔振率不變的情況下，傳遞到車架的加速度也會(huì)增大。為保證駕駛室維持原有的舒適性，駕駛室垂向振動(dòng)烈度值在1.12至2.8之間時(shí)，即為良好級(jí)（參見JG/T5076.2-1996《振動(dòng)壓路機(jī)減振系統(tǒng)檢驗(yàn)規(guī)范》）。三一采用高裝配工裝、分布式多剛度組合減振系統(tǒng)、低固有頻率駕駛室等措施，保證了良好的駕駛室減振效果。

足夠的爬坡能力。根據(jù)工程需要，壓路機(jī)經(jīng)常會(huì)有一些短距離轉(zhuǎn)場的需求。大壩工地地處崇山峻嶺，地面凸凹不平，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)坡道，對(duì)壓路機(jī)的爬坡能力提出了更高要求。針對(duì)該種工況，三一新款SSR260C-8系列雙驅(qū)單鋼輪壓路機(jī)標(biāo)配了防滑轉(zhuǎn)控制功能。在爬坡或過坑時(shí)，碰到某一個(gè)輪子打滑，整機(jī)控制器在檢測到前后輪的速度差時(shí)，將實(shí)時(shí)減少打滑輪子的排量，即減小打滑輪的驅(qū)動(dòng)力，同時(shí)增大未打滑輪子的排量，即增大未打滑輪子的驅(qū)動(dòng)力。當(dāng)打滑輪子的驅(qū)動(dòng)力小于滑動(dòng)摩擦力時(shí)，便會(huì)停止打滑。壓路機(jī)就能繼續(xù)全輪驅(qū)動(dòng)爬坡或過坑脫困。

三、堆石壩施工工藝研究

堆石壩壩體填筑施工工藝主要分為5個(gè)步驟：壩體填筑施工，測量控制，壩料攤鋪，灑水，壓實(shí)。

壓實(shí)設(shè)備建議選用33t或26t級(jí)全液壓雙驅(qū)振動(dòng)單鋼輪壓路機(jī)。采用錯(cuò)距法順壩軸線方向碾壓，行駛時(shí)速為1km～2km，按壩料分區(qū)段碾壓，各碾壓段之間的搭接不少于1m，主次堆石料碾壓采用進(jìn)退錯(cuò)距法，碾壓遍數(shù)為8遍時(shí)錯(cuò)距一般為25cm，采用碾壓試驗(yàn)確定施工參數(shù)，以此確定鋪料層厚及碾壓遍數(shù)。鋪筑碾壓必須層次分明，謹(jǐn)防碾壓時(shí)漏壓欠壓，必須平起平升。在靠山坡側(cè)岸邊緣，碎石集中，岸坡周邊過渡填筑料宜使用粒徑較小且級(jí)配良好的石料，先完成周邊堆石料鋪筑，后開展同層堆石料鋪筑。振動(dòng)輪應(yīng)盡量靠近岸坡，沿上下游方向行駛，使用3t振動(dòng)壓路機(jī)碾壓未壓實(shí)的位置。

四、結(jié)語

在大厚度堆石壩施工工地，三一的33t級(jí)雙驅(qū)單鋼輪壓路機(jī)較為合適，其次是26t級(jí)。

堆石壩施工的單鋼輪壓路機(jī)，最好具有大激振力、超強(qiáng)的鋼輪耐磨性、良好的液壓系統(tǒng)散熱能力等特點(diǎn)。

堆石壩施工工藝復(fù)雜，鋪層厚度大，務(wù)必保證足夠的壓實(shí)遍數(shù)和行駛速度，才能達(dá)到良好的壓實(shí)效果。