4456面板堆石壩施工土石壩施工質量控制土石壩冬季和雨季施工課件(44頁PPT)

1、4.4面板堆石壩施工混凝土面板堆石壩是一種以堆石料、砂礫石料分層碾壓填筑、以混凝土面板為上游防滲體的一種土石壩。截止2005年底，全國已建和在建的面板壩有近150座，其中百米以上的有37座，超過150m的有14座，有15座面板壩建在深厚覆蓋層上。最高的是裝機186萬KW的水布埡大壩，最大壩高233米（2007年建成）第1頁，共44頁。水布埡大壩世界最高面板堆石壩（233米） 第2頁，共44頁。云南柴石灘水庫面板堆石壩(103m，2002年建成)第3頁，共44頁。4.4.1面板壩的壩體構造與壩體分區(qū)1、壩體構造主要包括：趾板、面板、堆石壩體、防浪墻通俗地說，面板壩的構造就是壩體分層填筑土石，上游

2、擋水面澆筑混凝土面板，下游壩面堆石。面板壩因對地形、地質條件和環(huán)境條件的適應性好；填筑料可就地取材，各類巖石開挖料可分區(qū)使用；施工機械化程度高，施工干擾少，施工方便快速；運行安全，容易維修，因此已經成為世界公認的一種經濟適用的壩型而在國內外得到迅速發(fā)展。 第4頁，共44頁。2、壩體分區(qū)用堆石料填筑的壩體可按圖4-23分區(qū)，從上游向下游依次分為墊層區(qū)、過渡區(qū)、主堆石區(qū)、下游堆石區(qū)。周邊縫下部應設特殊墊層區(qū)。100m以上的壩，其面板下部設鋪蓋區(qū)及壓重區(qū)。壩體上游部分的堆石體要求：壓縮性要低，防止沉陷危及防滲面板；防滲性高，防止?jié)B流過大。各區(qū)壩料的透水性應按水力過渡要求，從上游向下游逐漸增加（下游堆

3、石區(qū)在下游水位以上的壩料不受此限制）。第5頁，共44頁。第6頁，共44頁。堆石材料的質量要求：根據施工組織設計，查明各料場的儲量和質量，如果利用施工中挖方石料時，要按料場要求增做試驗。包括：壩料顆粒級配、相對密度、抗剪強度、壓縮模量，墊層料、軟巖料的滲透變形試驗。第7頁，共44頁。墊層料：謝拉德建議的墊層料級配曲線有良好的級配，最大粒徑75mm，4.75mm細料含量3555%，0.075mm細粒含量不超過12%，這是一種在滲流作用下85%細料不流失的自濾性墊層料。中低壩可適當降低要求。用天然砂礫料作墊層料時，要求級配連續(xù)、內部結構穩(wěn)定、壓實后滲透系數為10-310-4cm/s。第8頁，共44頁

4、。過渡料：要求級配連續(xù)、最大粒徑不宜超過300。可用人工細石料、經篩分加工的天然砂礫料等，壓實后的過渡料要壓縮性小、抗剪強度高、排水性好。主堆石料：可用壩基開挖料或料場開采料，要求級配良好，最大粒徑不應超過壓實層厚度，小于5mm的含量不宜超過20%，小于0.075的顆粒含量不宜超過5%。在開采前應作專門的爆破試驗。第9頁，共44頁。下游堆石料：要求采用較大的石料填筑，允許有少量分散的風化巖。由于該區(qū)的沉陷變形對面板已影響甚微，故對石質及密度要求有所放寬。下游壩坡面用干砌石護面。例43，P142第10頁，共44頁。4.4.2墊層料施工施工工藝：墊層分層填筑坡面修整斜坡碾壓墊層坡面防護坡面修整在填

5、筑墊層時，其水平寬度應向外超填 15 30cm ，斜坡長度達10 15m時修整壓實一次，修整方法：方法人工：往下扒料，墊層料浪費多，安全性差機械：液壓反鏟，往上扒料，準確，效率高第11頁，共44頁。樂山沙灣電站左岸面板壩施工：人工修坡場景第12頁，共44頁。斜坡碾壓施工一般利用大吊（或門式絞車）牽引振動碾上下往返進行（上振下不振）。斜坡碾壓的遍數可以通過現(xiàn)場試驗或工程類比法選擇。宜先靜壓24遍，再振壓68遍。第13頁，共44頁。斜坡碾壓施工第14頁，共44頁。墊層坡面防護墊層坡面防護的作用：防止雨水沖刷墊層坡面施工過程中保持墊層的平整和密實臨時擋水或過水時，墊層護面可起臨時防滲和保護作用墊層坡

6、面防護的方法：主要有噴灑乳化瀝青、噴射混凝土、攤鋪和碾壓水泥沙漿防護等第15頁，共44頁。4.4.3趾板施工施工程序：岸坡趾板可在截流前自上而下分段施工，盡快完成；河床段趾板在大壩填筑之前澆筑完畢。如工期和工序不受約束，也可在趾板基巖全部開挖完成以后，再進行趾板施工。施工工藝：清理工作面測量與放線錨桿施工立模安止水片架設鋼筋預埋件埋設沖洗倉面開倉檢查澆筑混凝土養(yǎng)護?；炷翝仓刹捎没；虺Ｒ?guī)模板進行。 第16頁，共44頁。4.4.4鋼筋混凝土面板施工 在趾板施工完畢，堆石壩體填筑完成或達某一高度后，即可進行面板澆筑。面板設垂直伸縮縫，周邊伸縮縫等永久縫和臨時水平施工縫（高壩設水平永久縫）。垂直

7、伸縮縫從底到頂布置，中部受壓區(qū)分縫間距一般為1218米，兩端受拉區(qū)按69米布置。受拉區(qū)設兩道止水，受壓區(qū)在底側設一道止水。水平施工縫不設止水，但豎向鋼筋必須相連。第17頁，共44頁。槽漁灘水庫：面板垂直伸縮縫止水第18頁，共44頁。沙灣電站砼面板所用的銅片止水第19頁，共44頁。橡膠止水帶第20頁，共44頁。壩高小于70米時，面板可在堆石體填筑全部結束后施工防堆石體沉降對面板產生不利影響。壩高大于70米時，考慮需攔洪度汛，提前蓄水，面板宜分二期或三期澆筑，分期接縫應按施工縫處理。面板混凝土澆筑宜采用無軌滑模，起始三角塊宜與主面板塊一定澆筑。面板混凝土宜采用跳倉澆筑。面板鋼筋采用現(xiàn)場綁扎或焊接，

8、也可用預制網片。第21頁，共44頁。面板跳倉澆筑第22頁，共44頁。砼面板中的雙向鋼筋第23頁，共44頁?；炷翝仓r，鋪料要均勻，每層鋪料2530厘米。止水片周圍需人工布料，防止分離。振搗混凝土時，要垂直插入下層混凝土內5厘米。振搗過程中，要防止振搗器觸及滑模、鋼筋和止水片。脫模后的混凝土要及時修整和壓面。滑?；龝r，要保持兩側同步，每次滑升距離不大于30厘米，滑升間隔時間不應超過30分鐘。面板澆筑的平均速度為1.52.5m/h。第24頁，共44頁?；炷脸瞿：笕斯つ嫣幚?，并及時用塑料薄膜或草袋覆蓋，以防雨淋或日曬，壩頂用花管長流水養(yǎng)護至蓄水前?；炷翀鰞韧膺\輸，可采用砼攪拌運輸車、自卸汽

9、車等。入倉方式主要有溜槽、混凝土泵，較底部位也可用反鏟入倉。第25頁，共44頁。溜槽入倉滑模人工抹面振搗作業(yè)第26頁，共44頁。反鏟入倉第27頁，共44頁。4.4.5瀝青混凝土面板施工 瀝青混凝土的優(yōu)良特性：抗?jié)B與抗變形能力強施工過程中溫度控制十分嚴格，圖425在日平均氣溫高于5和日降雨量小于5mm時方可施工，否則應進行技術論證。圖425瀝青砼施工過程溫度控制范圍第28頁，共44頁。施工特點：鋪填及壓實層薄，均在坡面上進行施工方法：采用流水作業(yè)，壩面準備拌制運輸瀝青砼輔料車鋪料斜坡碾壓實第29頁，共44頁。瀝青砼面板有復式斷面和簡式斷面兩種，見圖427和428。防滲要求較高的工程宜采用復式斷面

10、。第30頁，共44頁。復式斷面各層的作用和要求如下：封閉層是封閉瀝青砼防滲層表面缺陷，提高面板的防滲性，延緩瀝青砼老化等。使用的材料為瀝青膠或橡膠瀝青膠等。防滲面層是面板的主防滲層。厚度812，分兩層或三層鋪壓。分層鋪壓時層間要噴涂乳化瀝青或稀釋瀝青結合層以提高防滲面層的整體性。噴涂量一般為1/ 。排水層是匯集防滲面層的滲水，將其引入廊道或排水管溝排出填筑體外。其厚度812。第31頁，共44頁。防滲底層是隔斷面層的滲水由排水層引走，并將面板后滲水隔斷。其厚度510，分一層或兩層鋪壓。整平膠結層是使面板與墊層結合良好，并為鋪筑防滲層創(chuàng)造良好條件。其厚度510，分一層或兩層鋪壓。簡式斷面的分層除無

11、排水層和防滲底層外，其余與復式斷面相同，土石壩工程中多采用簡式斷面第32頁，共44頁。4.5土石壩施工質量控制 施工質量檢查與控制是土石壩安全的重要保證4.5.1料場的質量檢查和控制 土料場：檢查土質、土塊大小、雜質含量、含水量等，其中含水量的檢查和控制尤為重要。含水量的檢測：有“手檢”法，烘干法，微波含水量測定儀，核子水分密度儀等核子水分密度儀，可測土的濕密度、干密度、水分、濕壓實率、干壓實率、水分率及空隙率等 第33頁，共44頁。含水量偏高、偏低或不均勻的處理方法偏高：改善料場的排水條件和采取防雨措施、翻曬、輪換掌子面采料、機械烘干偏低：粘土一般在料場加水，加水量為含水量不均勻：可堆筑“土

12、?！?，使含水量均勻后再外運。石料場：檢查石質、風化程度、塊料級配、大小、形狀等是否滿足上壩要求。如發(fā)現(xiàn)不合要求，應查明原因，及時處理。第34頁，共44頁。4.5.2壩面的質量檢查和控制 在壩面作業(yè)中，應對鋪土厚度，填土塊度，含水量大小，壓實后的干表觀密度等進行檢查，并提出質量控制措施。第35頁，共44頁。壩體檢查項目見下表：第36頁，共44頁。第14.1.5條：施工過程中，出現(xiàn)的質量問題、處理結果和在現(xiàn)場做出的決定，必須由主管技術負責人簽署，作為施工質量控制的原始記錄。當發(fā)生質量事故時，施工單位應立即向監(jiān)理工程師提出書面報告，及時研究處理措施。第14.1.6條：黏性土現(xiàn)場密度檢測，宜采用環(huán)刀法

13、、表面型核子水分密度計法。環(huán)刀容積不小于500cm3，環(huán)刀直徑不小于100mm, 高度不小于64mm。礫質土現(xiàn)場密度檢測，宜采用挖坑灌砂(灌水)法。碾壓式土石壩施工技術規(guī)范DL/T5129-2001對以下規(guī)范內容展開學習和討論：第37頁，共44頁。第14.4.5條：防滲體填筑時，經取樣檢查壓實合格后，方可繼續(xù)鋪土填筑，否則應進行補壓。補壓無效時，應分析原因，進行處理。第14.4.11條：對防滲土料，干密度或壓實度的合格率不小于90%，不合格干密度或壓實度不得低于設計干密度或壓實度的98%。小結(略）第38頁，共44頁。4.6土石壩的冬季和雨季施工 土石壩冬季和雨季施工，對沙礫料影響較小，但是對

14、粘性土料影響很大，因此，應采取必要的針對措施4.6.1土石壩的冬季施工冬季施工的中心環(huán)節(jié)是土料的防凍。圍繞冬季作業(yè)，可以采取三個方面的措施，即“防凍、保溫、加熱”。三者各有特點，相互依存。1.料場防凍措施（1）選好專用料區(qū)1）對沙礫料：第39頁，共44頁。應選在粗粒含量較多，容易壓實的料區(qū)，入冬之前備料，作好防水排水，使沙礫料的含水量降到最低限度。2)對粘性土料：選擇運距小、含水量略低于塑限的土，向陽背風，地勢較高的料場。（2）翻松耙平料場表土在凍結前將表層土翻松3040厘米，可以防止凍結。（3）在地表覆蓋材料利用樹葉、秫秸、稻草等覆蓋料場表面，可以防凍。（4）積雪冰層保溫在料場表面覆蓋自然或

15、者人工鋪雪、人造冰層，使土料不致凍結。第40頁，共44頁。2.運料保溫措施（1）加快運輸從裝土到卸土的全過程不超過凍結所需時間。（土料在0下5、10、20、30度時凍結所需時間分別為90、60、30、20分鐘）（2）大容量運輸有利于降低凍結率。（3）覆蓋運輸在土料運輸過程中，土料上覆蓋保溫物，可以防凍。3.土料加熱措施在溫度過低時，為保證施工最低溫度要求，可以采用加熱第41頁，共44頁。和保溫相結合的暖棚作業(yè)，在棚內用火爐或者蒸汽升溫，蒸汽通過暖氣管或者暖氣包放熱。此法費用較高，因此只適用在冬季較長、工期特緊、質量要求很高、工作范圍不很大，便于搭建暖棚的關鍵部位（如截水槽的回填）。我國大伙房水庫曾采用該法，室外40，暖棚內照常施工。4.負溫下土料填筑要求（1）控制含水量：粘性土不大于塑限的90%，沙礫料小于4%。（2）識現(xiàn)場溫度施工：壓實時需在1以上，當日最低氣溫在10以下，應停止施工。（3）避免凍土塊集中：冬季施工允許土料中有少量凍土塊，凍土塊粘性土小于5厘米，沙礫料小于10厘米，但不能出現(xiàn)鋪填集中現(xiàn)象。第42頁，共44頁。（4）加大壓實功能：采用重型碾壓機械。（5）土料中嚴禁夾帶冰雪：冬季施工，各種土料不得加水，因下雪停工的，復工前，應將積雪清理干凈，檢查合格后，才能施工。4.6.2土石壩的雨季施工雨季施工主要是防止