水泥改性砂礫料填筑施工

水泥改性砂礫料填筑施工【摘要】新疆恰木薩電站壓力前池坐落于軟基，混凝土結構下部采用砂礫石換填，由于換填深度約20m，為了軟基逐漸過渡混凝土，經(jīng)過查詢資料及現(xiàn)場試驗，設2米過渡層，將過渡層分為，1.7m水泥改性砂礫料回填、20cm水穩(wěn)層和10cmC15混凝土墊層，滿足設計要求，相對全部采用水穩(wěn)回填，大大縮短了施工工期，易施工、且減小投資。關鍵字：換填、軟基、過渡層、水泥改性砂礫料、節(jié)省工期、減小投資1工程概況1.1工程概況工程主要由攔河引水樞紐（土石壩、泄洪建筑物、引水閘）、輸水建筑物（輸水渠道）、前池、壓力管道及電站廠房等主要建筑物組成。水庫正常引水位1550.0m，校核洪水位1551.30m，相應庫容577萬m3，最大壩高14.5m，主電站發(fā)電流量358.0m3/s，生態(tài)電站發(fā)電流量41.2m3/s，前池正常水位1547.334m，主電站裝機容量200MW，生態(tài)電站裝機容量3MW，工程等別為III等工程，工程規(guī)模為中型。壓力前池與渠道夾角為37°，采用正向排冰，側向引水發(fā)電。前池長121m，底板高程1530.70m，寬47.8m；設計引水流量358.0m3/s，正常水位為1547.334m，最高水位1548.225m，最低水位1543.439m，總容積3166m3。1.2水文氣象和工程地質(zhì)資料1.2.1水文氣象（1）氣象葉爾羌河流域位于新疆塔里木盆地西部，地處歐亞大陸腹地，因遠離海洋，周圍又有高山阻隔，加上大沙漠的影響，流域內(nèi)呈典型的大陸性氣候，其主要特點是：氣溫年變化較大，日溫差大，空氣干燥，日照長，蒸發(fā)強烈，降水量稀少。電站多年平均風速為1.6m/s，最大風速為22m/s，相應風向為WNW。電站最大凍土深度為98cm，最大積雪深度14cm，多年平均相對濕度54%，多年平均氣壓:877.3mb。洪水恰木薩水電工程所在河流葉爾羌河的洪水較為特殊，除具有新疆其它河流的冰川積雪消融型、暴雨型、消融與暴雨混合型的洪水成因之外，還具有冰川突發(fā)型洪水和消融與冰川突發(fā)洪水的混合型洪水。1.2.2工程地質(zhì)地形地貌電站位于塔里木盆地西南緣，地形地貌主要受地質(zhì)構造影響，總體地貌可劃分為中山區(qū)和低山區(qū)。中山區(qū)為米亞斷裂至阿爾塔什斷裂之間的地區(qū)，山峰高程2500?3500m，河流大體以東西向為主，河谷呈“U”形，寬250?450m，兩岸零星分布I?W級階地。中山區(qū)河谷兩岸與主河道近正交的沖溝發(fā)育。低山區(qū)為阿爾塔什斷裂以東地區(qū)，山頂高程1600?2100m，平均谷底寬度700m以上，最寬處2800m左右，因為河谷開闊，兩岸支溝溝口撒開形成較大洪積扇，洪積扇寬度350?845m，老堆積扇也可見到下切形成的洪積階地。恰木薩水電站工程即位于該地貌單元。該地貌單元可進一步劃分為剝蝕構造低山丘陵區(qū)、山前沖洪積傾斜平原區(qū)和沖積平原區(qū)。地層巖性工程區(qū)范圍內(nèi)主要分布中生界白堊系(K)和新生界地層。地質(zhì)構造在地質(zhì)構造單元上，工程區(qū)位于塔里木板塊內(nèi)次一級構造單元鐵克里克斷隆（112）中部。鐵克里克斷隆西側以米亞斷裂為界與西昆侖褶皺帶相鄰，斷隆東西寬約17km，長560km。與工程有關的主要斷裂有米亞斷裂F39和阿爾塔什斷裂F28。（4） 區(qū)域地震活動性及構造穩(wěn)定性評價根據(jù)GB18306-2001《中國地震動峰值加速度區(qū)劃圖》（1/400萬），恰木薩水電站工程區(qū)50年超越概率10%的地震動峰值加速度。（5） 壓力前池工程地形地質(zhì)條件地形平坦，地面高程1530?1532m，均為大厚度第四系地層，自上至下可分為三層：①層以含礫（砂）低液限粉土為主，厚度9.0?11.0m，夾厚度0.5?2.4m的含土砂礫石層，分布不均一。低液限粉土層存在自重中?強濕陷，且含鹽量較高；含土砂礫石層細粒含量高，存在遇水沉降變形問題。該層作為前池基礎，采取相應處理措施。②層為6.0?7.0m厚含礫（砂）粉土層，存在自重中?強濕陷，且含鹽量較高，作為前池基礎，須處理；③層為沖洪積砂礫石層，埋深15.0?17.0m，局部夾薄層（0.2?0.4m）粉土或透鏡體，結構密實，可作為前池基礎。承載力標準值：低液限粉土層30?50kPa，含土砂礫石層180?200kPa，砂礫石層300kPa。2技術規(guī)范要求《膠結顆粒料筑壩技術導則》SL678-2014《建筑地基基礎工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》GB50202-2002《建筑工程施工質(zhì)量驗收統(tǒng)一標準》GB50300-2013《水利水電工程單元工程施工質(zhì)量驗收評定標準》SL631-637---2012《水電水利工程施工測量規(guī)范》DL/T5173-2012《安全防范工程技術規(guī)范》GB50348-20143主要工程量及密實度各部位水泥改性砂礫料填筑工程量約2.6萬m，；相對密實度DrN0.85。4施工材料水泥在當?shù)夭少彛捎镁從蚉.O42.5普通硅酸鹽袋裝水泥，進場后進行檢測，合格后方可使用。砂礫料取自河道C1料場天然砂礫料，剔除直徑N150mm的礫石。5施工方法及施工程序5.1施工方案簡述根據(jù)現(xiàn)場實際情況，為保證前池、連接段及泄水排冰閘結構混凝土與砂礫料回填軟基逐漸過渡，2m以下范圍內(nèi)的回填，底部鋪設1.7m的水泥改性砂礫料，鋪設20cm的水穩(wěn)層，鋪設兩布一膜，在澆筑C15墊層混凝土10cm。5.2水泥改性砂礫料回填施工方法施工程序首先天然砂礫料運至連接段回填后的平臺，在進行砂礫料篩分，剔除直徑N150mm以上的礫石，然后將篩分后砂礫石運至填筑面進行攤鋪，攤鋪厚度控制在60cm，測量人員進行回填區(qū)域收方，按照鋪料厚60cm進行計算方量摻水泥。水泥摻量按《膠結顆粒料筑壩技術導則》SL678-2014要求2450Kg/m3膠凝材料不少于80Kg；考慮現(xiàn)場機械拌制不均性，將膠凝材料全部采用緩凝型P.O42.5普通硅酸鹽水泥，參量按照5%控制，2450Kg/m，水泥參量為122.5Kg/m，。計算出本次所用水泥量后將水泥堆放至施工現(xiàn)場。將本次回填范圍砂礫料全部備至回填區(qū)域現(xiàn)場，儲備砂礫料時根據(jù)每車所鋪筑的面積直接卸至回填區(qū)域，不進行推平處理，待所有砂礫料全部儲備完成后，在采用裝載配合人工將水泥撒至砂礫料頂部，采用1.6m，挖機進行翻拌，翻拌完成后采用反鏟平整，平整后對回填表面進行灑水，灑水后采用22t振動碾進行碾壓，斜坡段采用液壓打夯機進行夯實。填筑料生產(chǎn)流程取料f篩分f攤鋪f灑水泥翻拌…平整碾壓。填筑工序流程基層平整度壓實度合格f回填料運輸f卸料…平料(控制厚度60cm、平整度)f灑水f碾壓f相對密實度檢測(DrN0.85)6取料在采料時保證開采的施工用料含泥量小于10%、級配合理、無腐殖土、無雜物。7運輸運輸使用的車輛固定，并保持車廂、輪胎的清潔，防止殘留在車廂和輪胎上的泥土帶入清潔的料源及填筑區(qū)。填筑料運輸與裝料、卸料、鋪料等工序持續(xù)和連貫進行，以免周轉(zhuǎn)過多而導致含水量的過大變化。8篩分8.1砂礫料篩分為保證施工連續(xù)性現(xiàn)場加工制作2個篩子，篩子的寬度為5米、長度為5.5米，篩面與地平面成35°夾角。四周邊由20#槽鋼制作邊框，篩面由直徑100mm、壁厚4mm的鋼管順長度方向焊接，其邊與邊的間距為150mm，在長度方向中間焊一道槽鋼，防止篩料時造成長度5.5米的鋼管發(fā)生彎折現(xiàn)象。篩子四條腿由直徑150mm的鋼管制作。底邊兩條腿長2.5米。高邊兩條腿長5.4米。腿與腿之間用20#槽鋼制作斜支撐，用于穩(wěn)固支腿。篩分采用3m3裝載機上料，篩分出的大于150mm的卵石，及時清理并運至棄渣場。按棄渣場堆放棄渣要求攤平規(guī)整。拌制9.1水泥改性砂礫料的拌制采用自卸車將篩分后砂礫料運至填筑現(xiàn)場，按照每車鋪筑面積進行堆存，采用裝載機配合人工將水泥撒入砂礫料表層，在采用反鏟進行翻拌，拌制一車攤鋪一車。填筑方法10.1填筑前的基礎驗收填筑前，將已經(jīng)填筑砂礫料的基礎面的雜物清除干凈并進行灑水，處理完成后質(zhì)檢人員進行驗收后方可進行備料。10.2水泥改性砂礫料料填筑鋪料（1） 水泥改性砂礫料料采用現(xiàn)場拌制，反鏟及時平料。（2） 水泥改性砂礫料料采用分區(qū)填筑，分區(qū)的范圍、相鄰各區(qū)之間的高程及臨時斜坡道的位置，均預留1m的搭接區(qū)，進行施工。水泥改性砂礫料區(qū)內(nèi)的縱、橫接縫和層與層之間預留1m臺階，隨著水泥改性砂礫料填筑，逐層處理。做到攤鋪面平整，每區(qū)分段施工工作面同步上升，避免過多的接縫，接縫面外重點取樣檢測。每個工作面攤鋪時如發(fā)現(xiàn)渣料中夾有對填筑質(zhì)量產(chǎn)生不利因素的雜物時，及時予以清除。填筑施工根據(jù)設計斷面分層填筑壓實，其分層最大厚度不超過60cm。10.3碾壓碾壓機械采用22t振動碾和液壓打夯機作為主要的壓實機械，振動碾行駛方向平行于軸線，靠邊處可順邊行駛，保證水泥改性砂礫料的碾壓遍數(shù)；定期規(guī)定檢查振動碾的激振力。采取分段填筑分段壓實的方法，碾壓時分別設立標志，以防漏壓、欠壓，同時也防止過壓，并將上、下層分段位置錯開約1m。采用進退錯距法進行碾壓，碾壓遍數(shù)根據(jù)砂礫料回填試驗暫定8遍，如現(xiàn)場取樣需要增加或減少碾壓遍數(shù)時現(xiàn)場進行調(diào)整。碾壓時，控制碾壓設備行走速度及碾壓遍數(shù)，根據(jù)碾壓試驗確定碾壓遍數(shù)，碾壓設備的工作質(zhì)量、頻率、振幅要及時標定，確保其始終保持良好的性能和狀態(tài)投入運行。其中前0+000?前0+052斜坡段采用液壓打夯機進行夯實，夯實6遍，如現(xiàn)場取樣需要增加遍數(shù)時現(xiàn)場進行調(diào)整。每填一層按規(guī)定的施工壓實參數(shù)施工完畢后，經(jīng)檢查合格后方可繼續(xù)鋪填。10.4施工要求（1） 按規(guī)定清除所有填筑基礎面或接觸面的草皮、樹根、雜物、垃圾等。（2） 按照結構物的尺寸外擴2m范圍和要求的壓實度進行回填壓實；各部位的填筑按大于設計斷面2m進行，保證填筑體的有效設計尺寸范圍內(nèi)的壓實度和厚度，建基面凹凸不平時，填筑體從低處開始填筑。碾壓試驗報告經(jīng)監(jiān)理人批準后實施，嚴格按照碾壓試驗報告所選定的參數(shù)進行填筑碾壓施工。每一填筑層按規(guī)定參數(shù)施工完畢后，并經(jīng)監(jiān)理人檢查合格后才能繼續(xù)鋪筑下一層。（3） 采用分層攤鋪、分層碾壓的方式壓實，填筑體要留有適當?shù)南髌掠嗔?，壓實后相對密度滿足砂礫料回填設計要求。（4） 采用機械碾壓，碾壓前要及時平料，力求鋪料均勻、平整、特別要防止欠壓、漏壓。鋪料與碾壓工序宜連續(xù)進行。（5） 各種填筑料在碾壓后根據(jù)設計要求和規(guī)范規(guī)定進行取樣檢測。檢測結果報監(jiān)理人復核。（6） 由于氣候、施工等原因停工的回填工作面要加以保護，復工時必須仔細清理，經(jīng)檢驗合格后，繼續(xù)回填，并作記錄備查。11結論根