淺談水庫大壩壩體填築

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導讀:某水庫壩體填築是在壩基、兩岸坡處理驗收以及相應部位的趾板砼澆注完成以後進行,基礎處理合格後按設計要求測量確定各填築區交界線,撒石灰進行標誌。砼面板堆石壩以控制變形為主導設計思想,壓實是控制施工質量的關鍵,因此壩體填筑前必須進行碾壓試驗,以便確定最合適的碾壓引數,取得最優的壓實效果。該水庫大壩主堆石區填料由自卸汽車運輸卸料採用進佔法、倒退法填築,卸料堆之間保留了一定的間隙,採用推土機平倉以使粗徑石料滾落底層而細石料留在面層以利於碾壓,超徑石儘量在料場解小,水庫主次堆石厚度分別為60cm、80cm,施工中壩料中超粒徑的大塊石一律清除壩外減少了大塊石集中和架空現象,保證了填築質量。

淺談水庫大壩壩體填築

關鍵詞:水庫大壩,壩體填築,施工

某水庫壩體填築是在壩基、兩岸坡處理驗收以及相應部位的趾板砼澆注完成以後進行,基礎處理合格後按設計要求測量確定各填築區交界線,撒石灰進行標誌。該水庫面板堆石壩面板後設墊層區,墊層水平寬3m,墊層後設過渡區,水平寬4m,以下為主堆石區,壩軸線以下為次堆石區,壩體下游護坡採用幹砌石。

該水庫面板堆石壩壩體填築石料料場位於壩址下游近800m的河床右岸坡,此河段為基本對稱的“V”型谷,石料巖性主要為絹雲母長石英片岩、絹雲母長石英片岩互層,區域性偶夾碳酸鹽巖化泥質岩,岩石厚度大、顆粒細結構緻密、堅硬,節理裂隙不發育,石質屬堅硬巖料,且儲量豐富,具有較好的露天開採條件,運距0.5—0.6km。

1、壩料開採

該水庫壩料開採採用洞室爆破,洞室爆破後石料破碎大,基本上可以滿足設計填料粒徑,作為主、次堆石區和過渡區的填築料。整個壩體填築料分為兩階段爆破開採,第一階段填築爆破共3次,第一階段爆破後大壩填築高度達到度汛高程,第二階段共四次爆破。

過渡料主要是對墊層料起反濾作用,反濾料的選擇要保證級配,過渡料是從料場中選擇級配合適的料,經顆粒分析試驗,符合級配的料才進入壩體填築區。墊層料採用庫區兩岔河交匯處沖積的砂礫石。級配良好、開採條件好、運距短。

2、碾壓試驗

砼面板堆石壩以控制變形為主導設計思想,壓實是控制施工質量的關鍵,因此壩體填筑前必須進行碾壓試驗,以便確定最合適的碾壓引數,取得最優的壓實效果。

2.1主堆石料碾壓試驗

該水庫大壩堆石區碾壓試驗在左岸小岔河進行,有效鋪料面積為40×6m2,鋪料採用20t自卸汽車倒退法卸料後,推土機平料,鋪料厚度分別為80cm、60cm,用18拖式光面拖動碾靜碾一遍後,分別進行6、8、10遍振動碾壓實,然後進行多次測試分析調整,確定主堆石鋪料厚度為60cm,碾壓遍數為8遍,控制最大粒徑為50cm,幹密度為2.06g/cm3孔隙率為20—23.5%。

2.2墊層料、過渡料、次堆石料碾壓試驗

該水庫大壩墊層料、過渡料、次堆石料在大壩主堆石區碾壓上進行,有效鋪料厚度分別為8×20m2、12×24m2、12×30m2鋪料採用20t、18t自卸汽車倒退法卸料,推土機配合人工整平,鋪料厚度選用:墊層料40cm、50cm,過渡料40cm、60cm,次堆石80cm、100cm,鋪料厚度採用DS2000自動安平水準儀測量控制,碾壓4、6、8、10遍振動碾壓實,經過測試和結果分析得出墊層料、過渡料鋪料厚度為40cm;特殊墊層料鋪厚度為20cm;次堆石區鋪料厚度為80cm,最大粒徑為70cm,各層料的碾壓遍數為8遍,墊層料、過渡料、次堆石料幹密度分別為2.18g/cm3、2.15g/cm3、2.01g/cm3,特殊墊層料幹密度為2.2g/cm3。

3、壩體填築碾壓施工

壩體填築施工採用流水作業法,將整個壩面劃分成幾個施工單元,在各個單元內依次完成填築的控制測量、壩料運輸、卸料、灑水、攤鋪平整、振動碾壓等各道工序,使個單元上所有工序能夠連續作業。

壩面作業順序採用“先粗後細”法。即主次堆石區→過渡層區→墊層區。鋪料時必須及時清理介面上的粗粒徑料,有利於保證質量。

3.1壩體分期填築方案

根據導流渡汛及施工進度安排需要,該水庫壩體採用分期填築方案,即在不同施工時段內將壩體分期填築到不同高程的不同部位,壩體分割槽示意圖如下:

分割槽填築的優點是:在平面上和立面進行分割槽分期填築,可降低壩體填築高峰強度,以提高施工機械利用率;當採用壩體擋水渡汛時,汛前可在壩體上游部分填築臨時斷面,以保證壩體在渡汛來臨時達到安全高程;在上游部分壩體處理或面板施工過程,下游部分壩體填築可不中斷,以保證施工的均衡性。

3.2壩體壩料填築

(1)主次堆石區填築

該水庫大壩主堆石區填料由自卸汽車運輸卸料採用進佔法、倒退法填築,卸料堆之間保留了一定的間隙,採用推土機平倉以使粗徑石料滾落底層而細石料留在面層以利於碾壓,超徑石儘量在料場解小,水庫主次堆石厚度分別為60cm、80cm,施工中壩料中超粒徑的大塊石一律清除壩外減少了大塊石集中和架空現象,保證了填築質量。主次堆石鋪料均是從上游往下游鋪設,且主堆石區可佔次堆石區,但次堆石區不能佔主堆石區,這樣保證了主次堆石的良好搭接,保證了上游面的平起填築。碾壓時採用振動碾壓實,滾筒儘量的靠近岸坡,因為岸坡處大石易集中。碾壓時平行壩軸線方向,前進後退法進行,碾壓遍數為8遍。

(2)過渡料填築

過渡料是對墊層料起反濾作用,此層料最大粒徑為30cm,鋪料厚度40cm,超徑料在料場及時解小或直接不進入填築區,填築時自卸汽車將料直接卸入工作面,採用後退法卸料。過渡料用推土機推平,人工輔助整平。主堆石區不可侵佔過渡料區,出現時及時清除,這一區鋪料寬度為4m,採用自行式振動碾壓實,碾壓時行走方向平行壩軸線來回行駛,碾壓變數8遍。

(3)墊層料填築

墊層區是支承面板的重要部位,也是面板堆石壩汛期導流的擋水體,其施工尤為重要。該水庫大壩鋪料厚度為40cm,鋪料寬度為3m,鋪設墊層料之前已做好大壩上游面坡,水庫上游面坡坡比為1:1.4採用積壓式砼邊牆護坡此固坡技術具有施工快、確保墊層料碾壓密實,施工安排靈活,邊牆與壩體同步上升,代替了傳統方法的坡面超填、人工整坡砂漿墊層護坡工序,改善了砼面板的支撐條件又可防止雨水沖刷坡面,為安全渡汛提供了保障。該水庫大壩墊層料填筑前把過渡料上游面所有大於8cm的`塊石清除,,因為墊層料的最大粒徑不大於8cm,該部分料採用自卸汽車運卸到墊層區,使用人工整平,鋪料厚度稍比砼邊牆高,壓實後跟砼邊牆齊平,填築時可佔過渡料區,碾壓時順壩軸線方向進行,主堆石區填築一層,墊層、過渡層填築二層。墊層料的鋪填順序必須先填築主堆石區,再填過渡區,最後填築墊層區。

周邊縫和趾板與壩體墊層區接觸處的特殊墊層料用人工鋪料,鋪料厚度20cm,採用振動衝擊夯壓實。

3.3壩體填築的質量檢查與控制

壩體填築質量檢查與控制包括築壩材料、鋪料、灑水、碾壓各個環節的抽樣檢查,以便及時控制施工質量,料場開採以後填筑前須對料場石料進行顆粒、級配包括最大粒徑小於0.1mm和小於5mm的細粒含量、不均勻係數分析。壩體填築完畢一層對填築密度檢測,用幹密度ρd(g/cm3)表示,採用試坑注水法。其原理是ρ=m/v,向坑中注入的水的質量就為挖除土的體積(因為水的密度為1g/cm3),求出壓實後料的溼密度ρ溼用烘乾法測出含水率ω,幹密度ρ幹=ρ溼/1+ω,看其是否達到設計值。

4、結束語

砼面板堆石壩以堆石體為支承結構,並在其上游面設定砼面板為防滲結構的一種壩體,這種壩型與傳統的土石壩相比具有安全好、工程量小,施工方便、導流簡化、工期短、造價低等優點。砼面板堆石壩對壩址地形、地質、氣候及各種型別的工程都有較好的適應性,這種壩型有廣泛應用的領域。

【參考文獻】

[1]劉志陽.變態混凝土在碾壓混凝土大壩中的應用[J].水力發電,2010,(02):46-47.

[2]周海慧,趙紅敏,王紅斌,肖峰.龍灘碾壓混凝土大壩設計及施工實踐[J].廣西水利水電, 2008,(01).

[3]張世泉.唐河水庫面板堆石壩設計簡述[J].山西水利,2010,(02):49-50.