淺析混凝土面板堆石壩壩體填筑施工
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內(nèi)容摘要：總結(jié)多年的面板堆石壩壩體填筑施工管理經(jīng)驗(yàn)，詳細(xì)闡述該壩型的壩體填筑施工工藝，壩體分區(qū)填筑、碾壓施工方法，并從壩體填筑質(zhì)量管理角度，指出了壩體填筑中應(yīng)主要的幾個(gè)問題及預(yù)防處理方法。
關(guān)鍵詞：堆石壩 填筑 工藝 施工方法
1.概述
用堆石或砂礫石分層碾壓填筑成壩體，用鋼筋混凝土面板作為防滲體的壩，稱為鋼筋混凝土面板堆石。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；防滲體由鋼筋混凝土面板、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。鋼筋混凝土面板堆石壩具有可以充分利用當(dāng)?shù)夭牧现危罅抗?jié)省三材和投資；壩體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工序間干擾少，便于機(jī)械化施工作業(yè)；施工受氣候條件的影響小，有效年工作日數(shù)增加，加快工期；運(yùn)行安全，維修方便等特點(diǎn)，因此我國目前多項(xiàng)水電工程采用或擬采用混凝土面板堆石壩壩型。該壩各材料分區(qū)之間要滿足水力過渡要求，從上游到下游滲透系數(shù)依次增大，下游壩料對(duì)上游相鄰壩料有反濾過渡要求，因此，采用合理的填筑施工方法就顯的尤其重要。
2.壩體填筑施工工藝
2.1壩體填筑施工
壩體填筑原則上應(yīng)在壩基、兩岸岸坡處理驗(yàn)收以及相應(yīng)部位的趾板混凝土澆筑完成后進(jìn)行。但有時(shí)因考慮到來年渡訊要求，填筑工期較緊，所以在基坑截流后，一般前期除趾板區(qū)和壩后有量水堰施工區(qū)等有施工干擾外，其它區(qū)域覆蓋層依照設(shè)計(jì)要求清理后即可考慮先組織施工。采用流水作業(yè)法組織壩體填筑施工，將整個(gè)壩面劃分成幾個(gè)施工單元，在各單元內(nèi)依次完成填筑的測(cè)量控制、壩料運(yùn)輸、卸料、灑水、攤鋪平整、振動(dòng)碾壓等各道工序，使各單元上所有工序能夠連續(xù)作業(yè)。各單元之間應(yīng)采用石灰線等作為標(biāo)志，以避免超壓或漏壓。
2.2測(cè)量控制
基面處理驗(yàn)收合格后，按設(shè)計(jì)要求測(cè)量確定各填筑區(qū)的交界線，灑石灰線進(jìn)行標(biāo)識(shí)，墊層上游邊線可用竹樁吊線控制，兩岸巖坡上標(biāo)寫高程和樁號(hào)；其中墊層上游邊線、墊層與過渡層交界線、過渡層與主堆石區(qū)交界線每層上升均應(yīng)進(jìn)行測(cè)量放樣，主次交界線、下游邊線可放寬到二至三層測(cè)量放樣一次，施工放樣以預(yù)加沉降量的壩體斷面為準(zhǔn)，考慮沉陷影響后的外形尺寸和高程，根據(jù)設(shè)計(jì)要求的壩頂高程為最終沉降高程，壩體填筑時(shí)需預(yù)留壩高的0.5％～1.0％為沉降超高。填筑過程中每上升一層必須對(duì)分區(qū)邊線進(jìn)行一次測(cè)量，并繪制斷面圖，施工期間定線、放樣、驗(yàn)收等測(cè)量原始記錄全部及時(shí)整理成冊(cè)，提交歸檔，竣工后按設(shè)計(jì)和規(guī)范要求繪制竣工平面圖和斷面圖。
2.3壩料攤鋪
壩體填筑從填筑區(qū)的最低點(diǎn)開始鋪料，鋪料方向平行于壩軸線，砂礫料、小區(qū)料、墊層料、過渡料及兩岸接坡料采用后退法卸料，主堆石、次堆石和低壓縮區(qū)料全部采用進(jìn)占法填筑，自卸汽車卸料后，采用推土機(jī)攤料平整，攤鋪過程中對(duì)超徑石和界面分離料采用小型反鏟挖土機(jī)配合處理，墊層料、過渡料由人工配合整平，每層鋪料后采用水準(zhǔn)儀檢查鋪料厚度，確保厚度滿足要求。
2.4灑水
一般采用壩面加水和壩外加水等方式，具體應(yīng)根據(jù)不同施工條件布置。灑水主要是為了能充分濕潤(rùn)石料，以便在振動(dòng)碾強(qiáng)烈激振力的作用下，使塊石相互接觸部分棱角被擊碎從而減少孔隙率，細(xì)料充填空隙，以增加碾壓的密實(shí)度。灑水量以碾壓試驗(yàn)結(jié)果確定，對(duì)于有風(fēng)化巖的摻配料，應(yīng)適當(dāng)增加灑水量，以便使摻配的風(fēng)化巖料提前濕潤(rùn)軟化。
2.5壓實(shí)
墊層料和過渡料多采用自行式振動(dòng)碾進(jìn)退錯(cuò)距法碾壓，主、次堆石料和砂礫石料多采用牽引式振動(dòng)碾碾壓，振動(dòng)碾一般沿平行壩軸線方向行進(jìn)，靠近岸坡、施工道路邊坡處除增加順向碾壓外，多采用液壓振動(dòng)夯加強(qiáng)碾壓；主、次堆石料碾壓采用進(jìn)退錯(cuò)距法，錯(cuò)距由振動(dòng)碾碾子寬度和碾壓遍數(shù)控制，當(dāng)振動(dòng)碾碾子寬度為2m、碾壓遍數(shù)為8遍時(shí)錯(cuò)距一般為25cm。壩坡接觸帶等大的碾壓設(shè)備無法到位的區(qū)域采用小型手扶式振動(dòng)碾或液壓振動(dòng)夯加強(qiáng)碾壓。
3.壩體分區(qū)填筑、碾壓施工方法
3.1壩體分區(qū)填筑順序
壩面填筑作業(yè)順序多采用“先粗后細(xì)”法。即主堆石區(qū)→過渡層區(qū)→墊層區(qū)。鋪料時(shí)必須及時(shí)清理界面上粗粒徑料，此法有利于保證質(zhì)量，且不增加細(xì)料用量。上下游的主次堆石區(qū)料采用進(jìn)占法鋪料，用牽引式振動(dòng)碾碾壓，接縫處采用騎縫碾壓。
3.2 分區(qū)填筑作業(yè)施工方法
3.2.1主、次堆石區(qū)填筑
堆石區(qū)的填筑料由自卸車運(yùn)輸卸料，進(jìn)占法填筑，卸料的堆與堆之間間保留60cm間隙，采用推土機(jī)的平倉以使粗徑石料滾落底層而細(xì)石料留在面層以利于碾壓，超徑石應(yīng)盡量在料場(chǎng)解小。碾壓時(shí)采用錯(cuò)距法順壩軸線方向進(jìn)行，低速行駛(1.5～2km/h)，碾壓按壩料的分區(qū)、分段進(jìn)行，各碾壓段之間的搭接不少于1.0m，鋪料層厚及碾壓遍數(shù)嚴(yán)格采用碾壓試驗(yàn)確定參數(shù)施工。鋪筑碾壓層次分明，做到平起平升，以防碾壓時(shí)漏碾欠碾。在岸坡邊緣靠山坡處，大塊石易集中，故岸坡周邊選用石料粒徑較小且級(jí)配良好的過渡料填筑，同時(shí)周邊部位先于同層堆石料鋪筑。碾壓時(shí)滾筒盡量靠近岸坡，沿上下游方向行駛，仍碾壓不到之處用手扶式小型振動(dòng)碾或液壓振動(dòng)夯加強(qiáng)碾壓。
3.2.2過渡層料填筑
過渡料填筑前，必須把主堆石料上游坡面所有大于30cm的已分離的塊石清除干凈。該區(qū)料最大粒徑為30cm，超徑料在料場(chǎng)及時(shí)解小，填筑時(shí)自卸汽車將料直接卸入工作面，后退法卸料，倒料順序可從兩邊向中間進(jìn)行，以利流水作業(yè)。過渡料用推土機(jī)推平，人工輔助平整，鋪層厚度等按規(guī)定的施工參數(shù)執(zhí)行，接縫處超徑塊石需清除，主堆石料不得侵占過渡區(qū)料的位置，若出現(xiàn)這一現(xiàn)象，應(yīng)采用反鏟挖除或人工清除。平整后灑水、碾壓，碾壓采用自行式或拖式振動(dòng)碾碾壓，碾壓時(shí)的行走方向順壩軸線來回行駛。
3.2.3墊層料的填筑
墊層料填筑前，必須把過渡料上游坡面所有大于8cm的已分離的塊石清除干凈。墊層料的最大粒徑不大于8cm，該部分料采用黃砂與級(jí)配碎石料在拌料場(chǎng)拌制而成，再采用自卸車運(yùn)卸到墊層區(qū)，然后用推土機(jī)輔以人工整平，填筑時(shí)上游邊線水平超寬20-30cm，鋪筑方法基本同過渡區(qū)料，并與同層過渡料一并碾壓。碾壓時(shí)順壩軸線方向行駛，振動(dòng)碾距上游邊緣的距離不宜大于40cm。按規(guī)定的灑水量、遍數(shù)、層厚及行走速度進(jìn)行。墊層料和過渡料的填筑需與堆石區(qū)同步進(jìn)行，即主次堆石區(qū)填筑一層，墊層、過渡層填筑二層。另外，墊層區(qū)水平分層鋪筑時(shí)，用三角尺或激光儀進(jìn)行檢查控制，每二層進(jìn)行一次測(cè)量檢查，發(fā)現(xiàn)超欠時(shí)，進(jìn)行人工平整處理。鋪筑方法基本同過渡區(qū)料，并與同層過渡料和相鄰主堆石料一并碾壓。碾壓時(shí)順壩軸線方向行駛，振動(dòng)碾距上游擠壓邊墻內(nèi)側(cè)的距離在20cm左右。墊層料的鋪填順序必需先填筑主堆石區(qū)，再填過渡層區(qū)，最后填筑墊層區(qū)。
4. 壩體填筑應(yīng)注意的幾個(gè)問題
4.1大壩各區(qū)料的界面處理
大壩填筑各區(qū)料的交接界面必須注意防止大塊石集中，特別是墊層料與過渡料之間、過渡料與主堆石料之間，填筑料的粒徑差距較大，采用后退法卸料，填筑時(shí)不能有超徑石集中。界面上有大塊石時(shí)，及時(shí)采用1m3反鏟挖土機(jī)或推土機(jī)清除，保證主堆石區(qū)不侵占過渡區(qū)、過渡區(qū)不侵占?jí)|層區(qū)。
4.2壩體與岸坡接合部的填筑
壩體地基要求不能有“反坡”現(xiàn)象，因此對(duì)邊坡的反坡部位先進(jìn)行削坡或回填混凝土處理，壩料填筑時(shí)，岸坡接合部位易出現(xiàn)大塊石集中現(xiàn)象，且碾壓設(shè)備不容易到位，造成接合部位碾壓不密實(shí)。因此在接合部位填筑時(shí)，應(yīng)減薄填筑鋪料厚度，清除所有的大塊石，采用過渡層料填筑。
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1.概述
用堆石或砂礫石分層碾壓填筑成壩體，用鋼筋混凝土面板作為防滲體的壩，稱為鋼筋混凝土面板堆石。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；防滲體由鋼筋混凝土面板、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。鋼筋混凝土面板堆石壩具有可以充分利用當(dāng)?shù)夭牧现危罅抗?jié)省三材和投資；壩體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工序間干擾少，便于機(jī)械化施工作業(yè)；施工受氣候條件的影響小，有效年工作日數(shù)增加，加快工期；運(yùn)行安全，維修方便等特點(diǎn)，因此我國目前多項(xiàng)水電工程采用或擬采用混凝土面板堆石壩壩型。該壩各材料分區(qū)之間要滿足水力過渡要求，從上游到下游滲透系數(shù)依次增大，下游壩料對(duì)上游相鄰壩料有反濾過渡要求，因此，采用合理的填筑施工方法就顯的尤其重要。
2.壩體填筑施工工藝
2.1壩體填筑施工
壩體填筑原則上應(yīng)在壩基、兩岸岸坡處理驗(yàn)收以及相應(yīng)部位的趾板混凝土澆筑完成后進(jìn)行。但有時(shí)因考慮到來年渡訊要求，填筑工期較緊，所以在基坑截流后，一般前期除趾板區(qū)和壩后有量水堰施工區(qū)等有施工干擾外，其它區(qū)域覆蓋層依照設(shè)計(jì)要求清理后即可考慮先組織施工。采用流水作業(yè)法組織壩體填筑施工，將整個(gè)壩面劃分成幾個(gè)施工單元，在各單元內(nèi)依次完成填筑的測(cè)量控制、壩料運(yùn)輸、卸料、灑水、攤鋪平整、振動(dòng)碾壓等各道工序，使各單元上所有工序能夠連續(xù)作業(yè)。各單元之間應(yīng)采用石灰線等作為標(biāo)志，以避免超壓或漏壓。
2.2測(cè)量控制
基面處理驗(yàn)收合格后，按設(shè)計(jì)要求測(cè)量確定各填筑區(qū)的交界線，灑石灰線進(jìn)行標(biāo)識(shí)，墊層上游邊線可用竹樁吊線控制，兩岸巖坡上標(biāo)寫高程和樁號(hào)；其中墊層上游邊線、墊層與過渡層交界線、過渡層與主堆石區(qū)交界線每層上升均應(yīng)進(jìn)行測(cè)量放樣，主次交界線、下游邊線可放寬到二至三層測(cè)量放樣一次，施工放樣以預(yù)加沉降量的壩體斷面為準(zhǔn)，考慮沉陷影響后的外形尺寸和高程，根據(jù)設(shè)計(jì)要求的壩頂高程為最終沉降高程，壩體填筑時(shí)需預(yù)留壩高的0.5％～1.0％為沉降超高。填筑過程中每上升一層必須對(duì)分區(qū)邊線進(jìn)行一次測(cè)量，并繪制斷面圖，施工期間定線、放樣、驗(yàn)收等測(cè)量原始記錄全部及時(shí)整理成冊(cè)，提交歸檔，竣工后按設(shè)計(jì)和規(guī)范要求繪制竣工平面圖和斷面圖。
2.3壩料攤鋪
壩體填筑從填筑區(qū)的最低點(diǎn)開始鋪料，鋪料方向平行于壩軸線，砂礫料、小區(qū)料、墊層料、過渡料及兩岸接坡料采用后退法卸料，主堆石、次堆石和低壓縮區(qū)料全部采用進(jìn)占法填筑，自卸汽車卸料后，采用推土機(jī)攤料平整，攤鋪過程中對(duì)超徑石和界面分離料采用小型反鏟挖土機(jī)配合處理，墊層料、過渡料由人工配合整平，每層鋪料后采用水準(zhǔn)儀檢查鋪料厚度，確保厚度滿足要求。
2.4灑水
一般采用壩面加水和壩外加水等方式，具體應(yīng)根據(jù)不同施工條件布置。灑水主要是為了能充分濕潤(rùn)石料，以便在振動(dòng)碾強(qiáng)烈激振力的作用下，使塊石相互接觸部分棱角被擊碎從而減少孔隙率，細(xì)料充填空隙，以增加碾壓的密實(shí)度。灑水量以碾壓試驗(yàn)結(jié)果確定，對(duì)于有風(fēng)化巖的摻配料，應(yīng)適當(dāng)增加灑水量，以便使摻配的風(fēng)化巖料提前濕潤(rùn)軟化。
2.5壓實(shí)
墊層料和過渡料多采用自行式振動(dòng)碾進(jìn)退錯(cuò)距法碾壓，主、次堆石料和砂礫石料多采用牽引式振動(dòng)碾碾壓，振動(dòng)碾一般沿平行壩軸線方向行進(jìn)，靠近岸坡、施工道路邊坡處除增加順向碾壓外，多采用液壓振動(dòng)夯加強(qiáng)碾壓；主、次堆石料碾壓采用進(jìn)退錯(cuò)距法，錯(cuò)距由振動(dòng)碾碾子寬度和碾壓遍數(shù)控制，當(dāng)振動(dòng)碾碾子寬度為2m、碾壓遍數(shù)為8遍時(shí)錯(cuò)距一般為25cm。壩坡接觸帶等大的碾壓設(shè)備無法到位的區(qū)域采用小型手扶式振動(dòng)碾或液壓振動(dòng)夯加強(qiáng)碾壓。
3.壩體分區(qū)填筑、碾壓施工方法
3.1壩體分區(qū)填筑順序
壩面填筑作業(yè)順序多采用“先粗后細(xì)”法。即主堆石區(qū)→過渡層區(qū)→墊層區(qū)。鋪料時(shí)必須及時(shí)清理界面上粗粒徑料，此法有利于保證質(zhì)量，且不增加細(xì)料用量。上下游的主次堆石區(qū)料采用進(jìn)占法鋪料，用牽引式振動(dòng)碾碾壓，接縫處采用騎縫碾壓。
3.2 分區(qū)填筑作業(yè)施工方法
3.2.1主、次堆石區(qū)填筑
堆石區(qū)的填筑料由自卸車運(yùn)輸卸料，進(jìn)占法填筑，卸料的堆與堆之間間保留60cm間隙，采用推土機(jī)的平倉以使粗徑石料滾落底層而細(xì)石料留在面層以利于碾壓，超徑石應(yīng)盡量在料場(chǎng)解小。碾壓時(shí)采用錯(cuò)距法順壩軸線方向進(jìn)行，低速行駛(1.5～2km/h)，碾壓按壩料的分區(qū)、分段進(jìn)行，各碾壓段之間的搭接不少于1.0m，鋪料層厚及碾壓遍數(shù)嚴(yán)格采用碾壓試驗(yàn)確定參數(shù)施工。鋪筑碾壓層次分明，做到平起平升，以防碾壓時(shí)漏碾欠碾。在岸坡邊緣靠山坡處，大塊石易集中，故岸坡周邊選用石料粒徑較小且級(jí)配良好的過渡料填筑，同時(shí)周邊部位先于同層堆石料鋪筑。碾壓時(shí)滾筒盡量靠近岸坡，沿上下游方向行駛，仍碾壓不到之處用手扶式小型振動(dòng)碾或液壓振動(dòng)夯加強(qiáng)碾壓。
3.2.2過渡層料填筑
過渡料填筑前，必須把主堆石料上游坡面所有大于30cm的已分離的塊石清除干凈。該區(qū)料最大粒徑為30cm，超徑料在料場(chǎng)及時(shí)解小，填筑時(shí)自卸汽車將料直接卸入工作面，后退法卸料，倒料順序可從兩邊向中間進(jìn)行，以利流水作業(yè)。過渡料用推土機(jī)推平，人工輔助平整，鋪層厚度等按規(guī)定的施工參數(shù)執(zhí)行，接縫處超徑塊石需清除，主堆石料不得侵占過渡區(qū)料的位置，若出現(xiàn)這一現(xiàn)象，應(yīng)采用反鏟挖除或人工清除。平整后灑水、碾壓，碾壓采用自行式或拖式振動(dòng)碾碾壓，碾壓時(shí)的行走方向順壩軸線來回行駛。
3.2.3墊層料的填筑
墊層料填筑前，必須把過渡料上游坡面所有大于8cm的已分離的塊石清除干凈。墊層料的最大粒徑不大于8cm，該部分料采用黃砂與級(jí)配碎石料在拌料場(chǎng)拌制而成，再采用自卸車運(yùn)卸到墊層區(qū)，然后用推土機(jī)輔以人工整平，填筑時(shí)上游邊線水平超寬20-30cm，鋪筑方法基本同過渡區(qū)料，并與同層過渡料一并碾壓。碾壓時(shí)順壩軸線方向行駛，振動(dòng)碾距上游邊緣的距離不宜大于40cm。按規(guī)定的灑水量、遍數(shù)、層厚及行走速度進(jìn)行。墊層料和過渡料的填筑需與堆石區(qū)同步進(jìn)行，即主次堆石區(qū)填筑一層，墊層、過渡層填筑二層。另外，墊層區(qū)水平分層鋪筑時(shí)，用三角尺或激光儀進(jìn)行檢查控制，每二層進(jìn)行一次測(cè)量檢查，發(fā)現(xiàn)超欠時(shí)，進(jìn)行人工平整處理。鋪筑方法基本同過渡區(qū)料，并與同層過渡料和相鄰主堆石料一并碾壓。碾壓時(shí)順壩軸線方向行駛，振動(dòng)碾距上游擠壓邊墻內(nèi)側(cè)的距離在20cm左右。墊層料的鋪填順序必需先填筑主堆石區(qū)，再填過渡層區(qū)，最后填筑墊層區(qū)。
4. 壩體填筑應(yīng)注意的幾個(gè)問題
4.1大壩各區(qū)料的界面處理
大壩填筑各區(qū)料的交接界面必須注意防止大塊石集中，特別是墊層料與過渡料之間、過渡料與主堆石料之間，填筑料的粒徑差距較大，采用后退法卸料，填筑時(shí)不能有超徑石集中。界面上有大塊石時(shí)，及時(shí)采用1m3反鏟挖土機(jī)或推土機(jī)清除，保證主堆石區(qū)不侵占過渡區(qū)、過渡區(qū)不侵占?jí)|層區(qū)。
4.2壩體與岸坡接合部的填筑
壩體地基要求不能有“反坡”現(xiàn)象，因此對(duì)邊坡的反坡部位先進(jìn)行削坡或回填混凝土處理，壩料填筑時(shí)，岸坡接合部位易出現(xiàn)大塊石集中現(xiàn)象，且碾壓設(shè)備不容易到位，造成接合部位碾壓不密實(shí)。因此在接合部位填筑時(shí)，應(yīng)減薄填筑鋪料厚度，清除所有的大塊石，采用過渡層料填筑。
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