淺談水庫大壩壩體填筑

淺談水庫大壩壩體填筑

　　導讀：某水庫壩體填筑是在壩基、兩岸坡處理驗收以及相應部位的趾板砼澆注完成以后進行，基礎處理合格后按設計要求測量確定各填筑區交界線，撒石灰進行標志。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參數，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采用進占法、倒退法填筑，卸料堆之間保留了一定的間隙，采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于碾壓，超徑石盡量在料場解小，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，保證了填筑質量。

　　關鍵詞：水庫大壩，壩體填筑，施工

　　某水庫壩體填筑是在壩基、兩岸坡處理驗收以及相應部位的趾板砼澆注完成以后進行，基礎處理合格后按設計要求測量確定各填筑區交界線，撒石灰進行標志。該水庫面板堆石壩面板后設墊層區，墊層水平寬3m，墊層后設過渡區，水平寬4m，以下為主堆石區，壩軸線以下為次堆石區，壩體下游護坡采用干砌石。

　　該水庫面板堆石壩壩體填筑石料料場位于壩址下游近800m的河床右岸坡，此河段為基本對稱的“V”型谷，石料巖性主要為絹云母長石英片巖、絹云母長石英片巖互層，局部偶夾碳酸鹽巖化泥質巖，巖石厚度大、顆粒細結構致密、堅硬，節理裂隙不發育，石質屬堅硬巖料，且儲量豐富，具有較好的露天開采條件，運距0.5—0.6km。

　　1、壩料開采

　　該水庫壩料開采采用洞室爆破，洞室爆破后石料破碎大，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筑料。整個壩體填筑料分為兩階段爆破開采，第一階段填筑爆破共3次，第一階段爆破后大壩填筑高度達到度汛高程，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筑區。墊層料采用庫區兩岔河交匯處沖積的砂礫石。級配良好、開采條件好、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參數，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，鋪料采用20t自卸汽車倒退法卸料后，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后，分別進行6、8、10遍振動碾壓實，然后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，干密度為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鋪料采用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，鋪料厚度采用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、次堆石料干密度分別為2.18g/cm3、2.15g/cm3、2.01g/cm3，特殊墊層料干密度為2.2g/cm3。

　　3、壩體填筑碾壓施工

　　壩體填筑施工采用流水作業法，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筑的控制測量、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。

　　壩面作業順序采用“先粗后細”法。即主次堆石區→過渡層區→墊層區。鋪料時必須及時清理界面上的粗粒徑料，有利于保證質量。

　　3.1壩體分期填筑方案

　　根據導流渡汛及施工進度安排需要，該水庫壩體采用分期填筑方案，即在不同施工時段內將壩體分期填筑到不同高程的不同部位，壩體分區示意圖如下：

　　分區填筑的優點是：在平面上和立面進行分區分期填筑，可降低壩體填筑高峰強度，以提高施工機械利用率;當采用壩體擋水渡汛時，汛前可在壩體上游部分填筑臨時斷面，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，下游部分壩體填筑可不中斷，以保證施工的均衡性。

　　3.2壩體壩料填筑

　　(1)主次堆石區填筑

　　該水庫大壩主堆石區填料由自卸汽車運輸卸料采用進占法、倒退法填筑，卸料堆之間保留了一定的間隙，采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于碾壓，超徑石盡量在料場解小，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，保證了填筑質量。主次堆石鋪料均是從上游往下游鋪設，且主堆石區可占次堆石區，但次堆石區不能占主堆石區，這樣保證了主次堆石的良好搭接，保證了上游面的平起填筑。碾壓時采用振動碾壓實，滾筒盡量的靠近岸坡，因為岸坡處大石易集中。碾壓時平行壩軸線方向，前進后退法進行，碾壓遍數為8遍。

　　(2)過渡料填筑

　　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筑區，填筑時自卸汽車將料直接卸入工作面，采用后退法卸料。過渡料用推土機推平，人工輔助整平。主堆石區不可侵占過渡料區，出現時及時清除，這一區鋪料寬度為4m，采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)墊層料填筑

　　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采用積壓式砼邊墻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，邊墻與壩體同步上升，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于8cm的塊石清除，，因為墊層料的最大粒徑不大于8cm，該部分料采用自卸汽車運卸到墊層區，使用人工整平，鋪料厚度稍比砼邊墻高，壓實后跟砼邊墻齊平，填筑時可占過渡料區，碾壓時順壩軸線方向進行，主堆石區填筑一層，墊層、過渡層填筑二層。墊層料的鋪填順序必須先填筑主堆石區，再填過渡區，最后填筑墊層區。

　　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，采用振動沖擊夯壓實。

　　3.3壩體填筑的質量檢查與控制

　　壩體填筑質量檢查與控制包括筑壩材料、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，料場開采以后填筑前須對料場石料進行顆粒、級配包括最大粒徑小于0.1mm和小于5mm的細粒含量、不均勻系數分析。壩體填筑完畢一層對填筑密度檢測,用干密度ρd(g/cm3)表示，采用試坑注水法。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)，求出壓實后料的濕密度ρ濕用烘干法測出含水率ω，干密度ρ干=ρ濕/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，并在其上游面設置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、氣候及各種類型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.

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