碾壓式粘土心墻風(fēng)化石渣壩的施工技術(shù)要點(diǎn)

碾壓式粘土心墻風(fēng)化石渣壩的施工技術(shù)要點(diǎn)

由于其所在地，對(duì)水庫基本地質(zhì)的要求較低，結(jié)構(gòu)和施工工藝相對(duì)簡(jiǎn)單，目前水庫的應(yīng)用比較廣泛。洋縣引酉灌區(qū)自上世紀(jì)九十年代末至今已修建了梁河、麻底溝、雙龍寺三座碾壓式粘土心墻風(fēng)化石渣壩,2009年完成的龍王灘水庫除險(xiǎn)加固工程中采用了挖除大壩滑坡體,換填粘土、風(fēng)化石渣的設(shè)計(jì)方案。下面筆者將根據(jù)施工實(shí)際,探討中低型碾壓式粘土心墻風(fēng)化石渣壩的施工技術(shù)要點(diǎn)。碾壓式粘土心墻風(fēng)化石渣壩施工內(nèi)容基本包括:壩基及岸坡土石方開挖、粘土心墻填筑、壩殼填筑、壩址堆石、迎水坡坡面防護(hù)。其施工技術(shù)要求執(zhí)行的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)主要有:《碾壓式土石壩施工技術(shù)規(guī)范》(SDJ213—83)、《水工建筑物巖石基礎(chǔ)開挖工程施工技術(shù)規(guī)范》(SL47—94)、《水工砼施工規(guī)范》(SDJ207—82)等。1壩體施工環(huán)水層產(chǎn)物的定位問題根據(jù)施工圖紙,對(duì)各建筑物的軸線方向樁和起點(diǎn)及原始控制點(diǎn)進(jìn)行復(fù)測(cè)校核。開工前,應(yīng)復(fù)測(cè)設(shè)計(jì)單位移交的各控制點(diǎn)、水準(zhǔn)點(diǎn)的坐標(biāo)值和高程,若在允許誤差范圍內(nèi),則應(yīng)進(jìn)行平差后作為施工的控制點(diǎn)和高程點(diǎn);復(fù)測(cè)各建筑物原始縱橫斷面,對(duì)大壩放定壩腳清基及填筑起坡的邊線,其施工樁號(hào)應(yīng)與設(shè)計(jì)采用樁號(hào)一致。放清坡線時(shí),一般較填筑起坡線放大1.0m。清坡完成后,施放填筑起坡線,在壩體填筑過程中,心墻、壩殼每上一層料必須進(jìn)行一次邊線測(cè)量,并繪制在斷面圖中,斷面比例尺寸宜采用1∶200。開始填筑前,應(yīng)繪制清基地形圖和建基面縱斷面圖,按清基完的地形測(cè)設(shè)填筑起坡線。2壩體結(jié)構(gòu)及壩基開挖壩基(基礎(chǔ))與岸坡處理系隱蔽工程,直接影響工程的安全,一旦發(fā)生事故,難以補(bǔ)救,因此,必須按設(shè)計(jì)要求認(rèn)真組織施工。壩基岸坡的開挖清理工作,宜按年度施工計(jì)劃,在大壩填筑前完成。清坡可根據(jù)壩體填筑工程量分層清理,若填筑量較大時(shí),可按施工組織設(shè)計(jì),先清理至滿足本年度填筑需要的層面。待大壩填筑至一定高程時(shí),再進(jìn)行上層的清理,以免反復(fù)清坡。梁河水庫壩高37.5m,大壩總填筑工程量31.89萬m3,清坡分為2層,下層為12m,上層為19.89m;麻底溝水庫壩高40.68m,大壩填筑總工程量27萬m3,清坡分為二層,低層為18m,上層為22.68m;雙龍寺水庫壩高45.6m,壩體填筑工程量為38.72萬m3,清坡分為3層,下層為10m,中層為15m,上層為20.6m。其開挖一般情況下,應(yīng)自上而下進(jìn)行。清理壩基岸坡,應(yīng)將樹根、草皮、亂石、墳?zāi)挂约案鞣N建筑物全部清除,并認(rèn)真做好水井、泉眼和洞穴的處理。麻底溝水庫采用了人工清理,拖拉機(jī)運(yùn)土,一次清到設(shè)計(jì)面,梁河、雙龍寺水庫采用了挖掘機(jī)先行剝離,人工再清理到設(shè)計(jì)面,裝載機(jī)裝土,自卸汽車運(yùn)輸?shù)姆椒?。?duì)洞穴和泉眼的處理,雙龍寺水庫大壩右岸有一口破瓦窯,采用挖掘機(jī)先將其清除擴(kuò)挖至底部5m×5m,邊坡1:1的倒圓臺(tái)形坑,再用壩殼填料按每層15cm鋪土厚度,蛙式電夯夯壓5遍,并每層測(cè)試壓實(shí)密度。梁河水庫壩基清理中,挖至建基高程617.5m時(shí),仍存在0.4m~2.0m的淤泥層,且含水量大,又有2處出水點(diǎn)。經(jīng)設(shè)計(jì)、地勘人員商定,原大壩建基面高程不變,心墻上游的壩基淤泥全部清除,下游淤泥不清,開挖縱橫向排水溝,溝內(nèi)埋設(shè)反濾料濾水體,將下游壩基滲水排于壩址排水棱體之外。截滲槽開挖,心墻部位的壩基和岸坡巖面開挖,應(yīng)使開挖面基本平順,其與基巖必須采用斜面聯(lián)結(jié),不得設(shè)臺(tái)階,急劇變坡,更不得有反坡,其巖面清理坡度必須符合設(shè)計(jì)要求,三座水庫設(shè)計(jì)開挖邊坡為1∶1~1.5,心墻嵌入弱風(fēng)化巖層,由于強(qiáng)風(fēng)化深度不一,開挖深度有一定差距。麻底溝水庫嵌入深度1.5m~2.0m,梁河水庫嵌入深度1.8m~2.5m,雙龍寺水庫嵌入深度基本為2.5m,截滲槽開挖均采用挖掘機(jī)挖除、裝車,自卸汽車運(yùn)輸?shù)氖┕し桨?。雙龍寺水庫壩區(qū)共有斷層9條,心墻岸坡有一處較大斷層,并有石墨夾層,寬度0.5m~0.8m。處理方案是清除斷層內(nèi)石墨至新鮮巖面,換填新鮮石渣并壓實(shí)。對(duì)巖石節(jié)理、裂隙采用了填塞或噴灌水泥砂漿處理。壩基(基礎(chǔ))和岸坡處理達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)后,系統(tǒng)地進(jìn)行地質(zhì)描繪編錄,及時(shí)測(cè)繪,整編資料,邀請(qǐng)地質(zhì)、設(shè)計(jì)、質(zhì)監(jiān)和監(jiān)理人員參加共同驗(yàn)收。對(duì)驗(yàn)收中的保留意見及存在問題及時(shí)處理后,盡快請(qǐng)求復(fù)驗(yàn)。合格后進(jìn)行下道工序施工。3心墻與岸坡結(jié)合部位壩體填筑必須在壩基處理及隱蔽工程驗(yàn)收合格后才能進(jìn)行。壩體填筑前應(yīng)根據(jù)壩殼、心墻的設(shè)計(jì)要求,施工所選用的碾壓機(jī)具,進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)碾壓試驗(yàn)。四座水庫壩體填筑前均在現(xiàn)場(chǎng)作了碾壓試驗(yàn),選用不同料場(chǎng)、不同鋪土厚度,確定碾壓遍數(shù)。確定碾壓試驗(yàn)壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)高于設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)5%。四座水庫均為小型庫,壩面不大,心墻和壩殼采用同一臺(tái)碾壓機(jī)械,其中,三座新建水庫均選用了10t震動(dòng)平碾,震動(dòng)碾行進(jìn)速度控制在5km/h左右,心墻粘土鋪土厚度45cm~55cm,碾壓5遍~6遍。壩殼料為強(qiáng)風(fēng)化云母片巖或石英云母片巖,松鋪厚度45cm~55cm,震動(dòng)碾壓6遍~7遍。龍王灘水庫加固采用18t震動(dòng)凸塊碾,粘土斜墻鋪土厚度65cm,碾壓5遍;風(fēng)化石渣鋪土厚度65cm,碾壓7遍,均可達(dá)到設(shè)計(jì)壓實(shí)度。(1)心墻填筑。心墻填筑與碾壓平行壩軸線,填料寬度一般包括心墻兩側(cè)反濾料寬度。鋪料用進(jìn)占法卸料,料場(chǎng)開采采用挖掘機(jī)開采,人工粉碎,自卸汽車運(yùn)輸,人工平整,鋪土前將壓實(shí)結(jié)合層面刨錨并灑水濕潤。梁河、雙龍寺水庫采用人工刨錨,刨錨深度3cm~5cm,每平方米錨坑1個(gè)~2個(gè)。麻底溝水庫采用開挖錨固槽,平行壩軸線每5m開挖寬30cm,深20cm結(jié)合槽。心墻與岸坡結(jié)合部位涂刷1∶2.5(土∶水)泥漿,涂層厚度4cm,以利心墻與岸坡的結(jié)合。最優(yōu)含水量現(xiàn)場(chǎng)控制的簡(jiǎn)單方法是:握可成團(tuán),摔即散開。心墻料段高差不宜超過0.5m~1.0m,分段接茬處在壓實(shí)土料時(shí),應(yīng)迭壓0.5m以上。心墻應(yīng)同上下游反濾料及部分壩殼料平起填筑。為便于施工,壩體料與反濾料及心墻料采用2m~5m寬度的過渡帶與心墻的填筑面保持同高,以利于心墻料進(jìn)行混合碾壓,其鋪筑與碾壓必須連續(xù)進(jìn)行。(2)壩殼填筑。壩殼填筑坡腳較設(shè)計(jì)坡腳加大50cm,碾壓合格后,用挖掘機(jī)對(duì)邊坡修整到設(shè)計(jì)邊坡。填料采用人工開采,裝載機(jī)裝車,自卸汽車運(yùn)輸,推土機(jī)平整,振動(dòng)碾碾壓。由于填料就地開采,運(yùn)輸距離較近,一般在1km之內(nèi),機(jī)械的選配為一臺(tái)30裝載機(jī)配8臺(tái)10t自卸汽車,一臺(tái)推土機(jī),可以滿足施工進(jìn)度要求。壩殼填料應(yīng)分區(qū),浸潤線以下填料應(yīng)選用新鮮風(fēng)化石渣,以利排水。嚴(yán)禁山坡表層腐殖質(zhì)上壩,料內(nèi)不得含石墨、樹根,石渣的粒徑不許超標(biāo)。應(yīng)控制合適的含水量,當(dāng)風(fēng)化石渣含水量過低時(shí),碾壓前應(yīng)加水濕潤,加水量為填量的15%。嚴(yán)格按碾壓試驗(yàn)參數(shù)控制鋪土厚度,不得超厚。(3)接縫碾壓。填料與壩基、岸坡、輸水涵洞等結(jié)合部位寬度1.5m~2.0m范圍內(nèi)或邊角處采用人工夯實(shí)。粘土心墻部位用蛙式電夯,壩殼部位用沖擊夯進(jìn)行打邊壓角。壩下涵管以上及兩側(cè)填土保持平衡上升,在2m范圍內(nèi)禁上碾壓機(jī)械,結(jié)合部位必須嚴(yán)格處理,保持結(jié)合質(zhì)量。4高高高地壩底堆石護(hù)坡(1)反濾排水。鋪筑反濾層,必須嚴(yán)格控制厚度,幾座水庫均采用了人工鋪筑,待心墻與壩殼同步碾壓完成后,定出心墻邊線,劃出反濾層開挖輪廓,人工開挖反濾層溝槽,深度至下層反濾料。再填筑反濾料,填筑面高出心墻面10cm,平板碾壓實(shí)。(2)壩趾排水。所用石料必須堅(jiān)硬,其軟化系數(shù)必須大于0.85,飽和抗壓強(qiáng)度不小于50MPa,巖石容重大于2.2t/m3,其幾何尺寸最小邊長(zhǎng)不小于20cm,最大邊長(zhǎng)與最小邊長(zhǎng)的比值不大于1.5~2。堆石應(yīng)分層進(jìn)行,靠近反濾料處用較小的石料,外坡表面用較大的石料,每層厚度以0.5m~1.0m為宜,使其穩(wěn)定、密實(shí),其上、下層面應(yīng)犬牙交錯(cuò),不得有水平通縫,相鄰兩段堆石的接縫應(yīng)逐層錯(cuò)縫,不得垂直相接。(3)護(hù)坡。砌石護(hù)坡前先將壩坡削至設(shè)計(jì)坡面,再鋪設(shè)墊層,在墊層上砌石。石料要求同壩趾排水,墊層鋪筑,按照設(shè)計(jì)要求,分層鋪筑,各層之間要鋪設(shè)平整,層次分明,不能串料,鋪筑塊石不得破壞墊層。5壩體質(zhì)量控制碾壓式土石壩施工質(zhì)量控制,包括:(1)壩基處理質(zhì)量控制。主要是按設(shè)計(jì)要求,清理壩基的不穩(wěn)定巖體、建筑物、腐殖土以及對(duì)壩體安全可能構(gòu)成影響的堆積物各種洞穴等。(2)料場(chǎng)的質(zhì)量控制。主要是控制開采場(chǎng)清坡是否到位,填料開采、加工是否符合規(guī)定,填料含水率是否適宜等。(3)壩體填筑質(zhì)量控制。重點(diǎn)是填筑料的壓實(shí)質(zhì)量控制和防滲體的層間結(jié)合,防滲體與壩內(nèi)其他建筑物的