砼面板堆石壩施工

1、混凝土面板堆石壩施工刖 言自80年代中期以來(lái)，混凝土面板堆石壩壩型成為 我國(guó)壩工設(shè)計(jì)中的主要壩型之一。據(jù)有關(guān)資料不完全 統(tǒng)計(jì)，至1999年末，短短15年中，我國(guó)已建和在建 的混凝土面板堆石壩有70多座（西北口、吉林小山等）。 擬建壩高超過100米的24座土石壩中，混凝土面板堆 石壩有20座，占83.3%?；炷撩姘宥咽瘔沃园l(fā)展如此迅猛，一方面 是因?yàn)橹尾牧峡梢跃偷厝〔?，投資??；更重要的是， 土石壩大型施工機(jī)械的發(fā)展和新技術(shù)的采用，以及其 高強(qiáng)度的填筑、施工工期較短、分期填筑的靈活性、 施工設(shè)備可以充分利用、施工不受氣候條件限制等優(yōu) 點(diǎn)。一、天生橋一級(jí)水電站混凝土面板堆石壩概述天生橋一級(jí)水

2、電站混凝土面板堆石壩最大壩高 178m，壩頂長(zhǎng)1168m，面板面積18萬(wàn)m2。是當(dāng)今已 建和在建同類壩型中高度位居世界第二，其余規(guī)模都居第一的工程。壩體分為6個(gè)填筑區(qū)（見圖1）：墊層料區(qū)（IIA）、 過渡料區(qū)（IIIA）、主堆石區(qū)（IIIB）、次堆石區(qū)（IIIC、 IIID）；上游周邊縫區(qū)的粉煤灰和細(xì)粉砂嵌縫帶和粘土 鋪蓋及任意料回填區(qū)；下游量水堰過渡料、粘土防滲 鋪蓋和任意料的填筑區(qū)。大壩填筑的主要技術(shù)指標(biāo)及施工參數(shù)如下：分區(qū)號(hào)最大粒徑（mm）鋪料厚度（m）碾壓遍數(shù)加水量（%）IIA800.4610IIIA3000.4610IIIB8000.8620me8000.86ID16001.6620

3、二、壩體填筑分期施工對(duì)于堆石壩的整體性和盡量減少壩的不均勻沉降 來(lái)說(shuō)，盡可能地保持壩體全斷面平起上升最為理想。 但是，施工中往往受到填筑強(qiáng)度、渡汛要求、混凝土 面板的澆筑、觀測(cè)設(shè)備的埋設(shè)、觀測(cè)房的修建等因素 的制約，全斷面填筑平起上升很能難做到。結(jié)合渡汛、攔洪、面板混凝土施工、分期蓄水發(fā)電及施工能力， 施工程序上將大壩分為6期連續(xù)填筑。見圖2各經(jīng)濟(jì) 斷面。三、壩料的開采與備制墊層料（IIA料）墊層料位于混凝土面板下面，將面板澆筑在一個(gè) 較平整的平面上，從而使面板受力均勻，避免應(yīng)力集 中。墊層料應(yīng)具有半透水性能，在面板澆筑前可用來(lái) 擋水渡汛，當(dāng)面板或接縫處產(chǎn)生滲漏時(shí)，墊層可作為 第二道防線。墊層

4、料的生產(chǎn)是把溢洪道開采出來(lái)的毛料經(jīng)過人 工砂石料場(chǎng)軋制而成，具有連續(xù)的級(jí)配，并且不得含 有粘土和有機(jī)物等雜質(zhì)。過渡料（IIIA料）過渡料的作用是將面板上的水壓力經(jīng)過墊層傳到 堆石體，且對(duì)墊層料起反濾作用（保證墊層料不會(huì)被 沖刷到主堆石的大孔隙中去），具有低壓縮性。它的開 采是通過爆破試驗(yàn)，采用一次控制爆破，直接上壩。主堆石料（IIIB料）是主要受力體，要求具有低壓縮性和高抗剪強(qiáng)度， 下游水位以下的部分還應(yīng)具有強(qiáng)透水性和耐久性。IIIB 料由溢洪道一次控制爆破，直接上壩。泥砂巖料（IIIC料）由于IIIC料承受水荷載較小，其壓縮性對(duì)面板沉降 影響甚微，因而用料無(wú)級(jí)配要求。本工程采用溢洪道、 導(dǎo)流

5、洞、放空洞、引水洞、廠房等開挖出的泥砂巖料。副堆石料（IIID料）IIID料位于壩體下游，受水壓力較小，變形模量可 以低一些，要求具有強(qiáng)透水和高抗剪強(qiáng)度，無(wú)采石級(jí) 配要求。由溢洪道一次爆破，直接上壩。四、壩面作業(yè)墊層料及過渡料的填筑同一層墊層料及過渡料填筑順序見圖3。墊層料及過渡料鋪料采用后退法。先測(cè)量畫線， 上過渡料、推平，人工將臨近墊層料區(qū)的大塊石撿除。再上墊層料，推平至與過渡料區(qū)具有相同高程，并采 用自行式振動(dòng)碾同時(shí)碾壓。鋪料時(shí)，防止粗料上到細(xì) 料區(qū)。碾壓前需灑水。為防止碾壓機(jī)壓壞止水銅片并 保證振動(dòng)碾本身的安全，臨近趾板邊緣及上游30cm 條帶區(qū)等邊角部位用平板振動(dòng)碾及手扶式小型振動(dòng)碾

6、 碾壓。主堆石及次堆石的填筑采用進(jìn)占法填筑。施工工序?yàn)闇y(cè)量放線、鋪料平 倉(cāng)、灑水、碾壓。測(cè)量放線主要?jiǎng)澐种鞫咽c次堆石及過渡料的分 界線；鋪料一般將石料卸在已攤鋪層的前沿，距端點(diǎn) 23m，然后推土機(jī)平倉(cāng)，其作用是將較大的塊石推到 該層的底部，較細(xì)的石料留在該層的上部，便于倉(cāng)面 平整；碾壓前灑水。碾壓采用進(jìn)退錯(cuò)距法，行進(jìn)方向平行于壩軸線， 且在進(jìn)退方向上依次延伸至整個(gè)單元。嚴(yán)禁無(wú)振碾壓、 欠碾和漏碾。工作面之間交接處進(jìn)行搭接碾壓，搭接 寬度為1m。上游坡面的修整與保護(hù)IIA的填筑一般超出設(shè)計(jì)線30cm，每填高4.8m（即 上升12層），就開始修整、碾壓邊坡。已碾壓好的斜 坡經(jīng)監(jiān)理工程師驗(yàn)收后，即

7、可噴浮化瀝青保護(hù)，并且 在其邊緣按每1m打入直徑6 25的鋼筋，外露1.5m, 然后緊靠鋼筋支撐架立木板，避免上面的II A料下滑 到已碾壓好的斜坡上，同時(shí)避免施工干擾。邊坡修整及碾壓按照以下順序進(jìn)行：（1）激光導(dǎo) 向反鏟修坡；（2）人工修整；（3）布置吊索；（4）碾 壓；（5）邊坡保護(hù)。邊坡修整先用激光導(dǎo)向反鏟修整，這期間，應(yīng)嚴(yán) 格控制，避免超挖及欠挖，邊坡修整時(shí)宜留5cm的保 護(hù)層，使碾壓后的邊坡基本上達(dá)到設(shè)計(jì)邊坡。一般地 激光導(dǎo)向反鏟不能完全達(dá)到預(yù)留5cm的保護(hù)層，需要 人工配合。上游坡面IIA料的碾壓前應(yīng)灑水濕潤(rùn)，不宜使用集 中水流，而應(yīng)該將噴頭朝上，形成霧狀雨水，以免將 還沒碾壓的斜

8、面上II A料沖走，上游坡面采用沿上游 方向用光面滾筒式振動(dòng)碾碾壓。斜坡碾壓具體的方法和步驟是：（1）布置索吊， 布置在填筑壩體的頂面上；（2）安裝振動(dòng)碾，應(yīng)保證 振動(dòng)碾在斜面上碾壓的過程中鋼絲繩始終與斜坡面平 行，而不破壞墊層面；（3）斜坡碾壓，采用靜碾和振 動(dòng)碾相結(jié)合的方法，靜壓2遍，然后采用半振動(dòng)碾壓 4遍，即振動(dòng)碾自上而下時(shí)不振動(dòng)，自下而上時(shí)振動(dòng)， 循環(huán)4遍即可。斜坡保護(hù)采取兩種形式：“兩油一砂”和“兩油兩 砂”。一期混凝土面板下的IIA料坡面為枯水期施工， 受雨水沖刷少，暴露時(shí)間短，坡面碾壓合格后即進(jìn)行 混凝土面板澆筑，故只噴“兩油一砂”保護(hù)（即噴一 層乳化瀝青，灑一層砂，再噴一層乳

9、化瀝青）。砂層須 用掃帚掃去松動(dòng)砂，噴層間隔時(shí)間不少于24h。二、 三期混凝土面板在洪水來(lái)臨之前不能及時(shí)澆筑，II A 料坡面可能要擋水，汛期將被雨水沖涮，故噴涂“兩 油兩砂”（即先噴一層乳化瀝青，灑一層人工砂，再噴 涂一層乳化瀝青，灑一層人工砂），最后無(wú)振碾壓一遍。上游鋪蓋填筑趾板與面板相連的周邊縫在蓄水后，由于壩體的 沉降和位移，面板將會(huì)產(chǎn)生變形，止水有可能遭受破壞，故在675m高程以下，平行面板上游鋪填寬5m的 粘土，粘土外鋪任意料，任意料外邊坡1： 2.5。在面 板周邊縫（即與趾板相交處）附近人工填筑粉煤灰及 細(xì)河砂，先鋪25cm厚粉煤灰，人工夯實(shí)，再鋪25cm 粉煤灰，上部鋪細(xì)粉砂5

10、0cm，再覆蓋厚4m的粘土。 當(dāng)面板周邊縫局部損壞而產(chǎn)生過大的滲水時(shí)，粉煤灰 及細(xì)河砂可以起阻塞作用。下游壩坡施工下游高程650m以下設(shè)有截水墻，使壩體滲流匯集 從量水系統(tǒng)流出，因此，在高程650m以下沿下游坡 鋪4m寬的粘土，粘土外鋪任意料護(hù)坡。高程650m以 上坡面用厚1m的干砌石護(hù)坡。干砌石護(hù)坡料從附近 的IIID料中選取，坡面平整用測(cè)量放點(diǎn)并配大樣尺， 尺間拉線控制，每填筑50m左右，及時(shí)回填細(xì)石找平。五、新技術(shù)的應(yīng)用滑模澆筑趾板混凝土天生橋一級(jí)水電站壩址河槽寬闊，兩岸趾板沿線 坡度平緩，趾板總長(zhǎng)1262.5m，趾板混凝土澆筑除轉(zhuǎn)角處用常規(guī)模板外，直線段一律用滑模施工?；Ｔ?側(cè)軌上由

11、千斤頂驅(qū)動(dòng)，最大滑速達(dá)2m/h。使用滑模澆 筑趾板混凝土的主要優(yōu)點(diǎn)是速度快、質(zhì)量高、節(jié)省勞 動(dòng)力、節(jié)省材料。成型機(jī)現(xiàn)場(chǎng)加工止水銅片布置于混凝土面板周邊的趾板與面板相連處設(shè)置 邊縫，布置“F”型和“Q”型兩道止水，防止?jié)B漏。 面板進(jìn)行分塊施工，設(shè)垂直伸縮縫，并在縫中設(shè)“W” 型銅片止水。止水銅片由厚為1.0mm的紫銅片擠壓而 成。三種型式的止水銅片由自制的成型機(jī)在施工現(xiàn)場(chǎng) 加工而成，根據(jù)趾板或面板的澆筑長(zhǎng)度，可滾壓出整 條要求型號(hào)的成品，避免了常用的在加工廠制作，現(xiàn) 場(chǎng)安裝帶來(lái)的接頭增加、焊接工作量加大、薄弱環(huán)節(jié) 增多弊端。工效高、成本低，且有利于提高質(zhì)量。注意：在銅止水片制作與安裝過程中，一方

12、面要 保證成型后的止水片與設(shè)計(jì)形狀及尺寸相吻合；另一 方面要保證止水片的安裝位置準(zhǔn)確，即止水”型槽 中心線與分縫線相吻合，同時(shí)要注意防止混凝土澆筑 過程中止水片的變形。止水“U”型槽內(nèi)應(yīng)填塞橡膠棒及聚氯乙烯泡沫； W型銅止水安裝前先鋪設(shè)PVC墊片。砂石加工系統(tǒng)直接生產(chǎn)IIA墊層料采用在砂石加工系統(tǒng)中通過對(duì)灰?guī)r石料破碎和篩 選直接加工，從而免除了配制工序，大大簡(jiǎn)化了施工， 降低成本。具體做法是，將通過液壓回旋破碎機(jī)粗碎 而成的半成品料進(jìn)行篩選，使粒徑小于40mm的砂石 料直接輸入混合倉(cāng)，粒徑大于80mm的石料輸至反擊 式破碎機(jī)二次細(xì)碎，4080mm的石料，按級(jí)配要求， 部分輸入混合料倉(cāng)，部分再作

13、二細(xì)碎。經(jīng)細(xì)碎的料仍 按級(jí)配要求，部分輸入混合倉(cāng)，部分進(jìn)行篩選。5mm 以下的顆粒輸入混合料倉(cāng)，520mm的顆粒返回反擊 式破碎機(jī)再作二次破碎。以上各級(jí)已加工好的料在混 合料倉(cāng)中得到混合，即可滿足設(shè)計(jì)要求。振動(dòng)板壓實(shí)墊層料的邊角部位振動(dòng)碾不能到達(dá)的墊層填筑邊緣（平面和斜面）和 岸邊地形不規(guī)則地帶，尤其是面板周邊縫附近地形狹 窄地帶的墊層料，常因壓實(shí)工具不合適而難以達(dá)到設(shè)計(jì)要求的密實(shí)度，這將直接影響到工程質(zhì)量。故墊層 施工中采用了日產(chǎn)HC-7型振動(dòng)板對(duì)上述部位進(jìn)行壓 實(shí)。振動(dòng)板安裝在油壓挖掘機(jī)上，利用挖掘機(jī)本身的 油壓源驅(qū)動(dòng)。其操作靈活、安全、經(jīng)濟(jì)、效率高、壓 實(shí)質(zhì)量好。激光導(dǎo)向長(zhǎng)臂反鏟修整上游

14、壩坡作為混凝土面板墊層的II A實(shí)填筑有較高的技術(shù) 要求，除填料的材質(zhì)、級(jí)配、壓實(shí)度和厚度之外，上 游坡面尺寸準(zhǔn)確、平整至關(guān)重要，它將直接影響到混 凝土面板尺寸是否符合設(shè)計(jì)要求和施工單位的經(jīng)濟(jì)利 益。故施工中引進(jìn)了美制XL4200型激光導(dǎo)向長(zhǎng)臂反 鏟，用以修整墊層料上游坡面。即利用由發(fā)射器和顯 示系統(tǒng)組成的激光導(dǎo)向裝置配合長(zhǎng)臂反鏟，按規(guī)定的 角度（坡度）清除上游坡面的設(shè)計(jì)線以外（預(yù)留一定 的壓實(shí)沉陷量）多余的壩料。由于此種設(shè)備定位準(zhǔn)確， 操作靈活，因而削坡質(zhì)量較有保證。乳化瀝青固坡對(duì)于墊層料邊坡的保護(hù)方式，目前國(guó)內(nèi)主要采用 噴砂漿（或混凝土）保護(hù)、抹砂漿保護(hù)和碾壓砂漿保 護(hù)。天生橋面板堆石壩墊層上游坡防護(hù)采用噴CFL陽(yáng) 離子乳化瀝青的方法代替?zhèn)鹘y(tǒng)的保護(hù)方法，施工簡(jiǎn)便、 工效高、成本低。GB復(fù)合膠板修補(bǔ)混凝土裂縫大壩趾板和面板均產(chǎn)生了一些裂縫。通常的處理