土石壩填筑碾壓施工技術探討

張 慧

中國葛洲壩集團第一工程有限公司

土石壩填筑碾壓施工技術探討

張 慧

中國葛洲壩集團第一工程有限公司

目前我國水工大壩建設技術已經漸趨完善，而大壩填筑碾壓施工技術對于大壩工程整體質量而言，有著至關重要的影響，因此在對大壩進行填筑施工的整個施工過程中，都要采取嚴格的管理措施。本文以面板堆石壩為例闡述土石壩填筑碾壓施工技術，并提出了施工質量控制要點。

土石壩；填筑碾壓；施工技術

1、填筑碾壓施工技術

1.1 工程概況

以大渡河猴子巖水電站為例，本工程擋水建筑物為混凝土面板堆石壩，壩頂高程為1848.50m，壩頂總長283.00m，壩頂寬度14m，最大壩高223.50m。壩體自上游至下游依次為上游壓重區、礫石土鋪蓋區、石粉鋪蓋區、混凝土防滲面板、墊層區、過渡區、堆石區及壩腳壓重區。壩體填筑總量為1075.37萬m3。

1.2 壩體填筑施工準備

壩體填筑前，在選定的料場開采區開挖壩料，完成與實際施工條件相仿的各項生產性試驗，以確定合理的施工參數。嚴格按施工圖紙要求，認真作好壩基清理，進行基礎缺陷處理。采用油漆、石灰等對已清理好的壩基進行填料界面、分層填筑高程等標識，填筑過程中，按填筑單元和填筑料分區嚴格測量放樣，各分區采用白石灰畫線標示明晰，并插方向標記和設置層厚高度標桿作為控制參照物。

1.3 大壩填筑施工

卸料：堆石料、過渡料、壓重料采用進占法卸料。即自卸汽車行走平臺及卸料平臺是該填筑層已經初步推平但尚未碾壓的填筑面，有利于工作面的推平整理，提高碾壓質量。細顆粒與大顆粒石料間的嵌填作用，有利于提高干密度，確保填筑質量。反濾料、墊層料采用后退法卸料。即在已壓實的層面上后退卸料形成密集料堆，再用推土機平料。這種卸料方式可避免填筑料的分離或粗顆粒集中。

鋪料：結合類似工程施工經驗，按照不大于壓實層厚的10%控制攤鋪層厚，經碾壓后達到技術要求層厚。大壩各區料鋪填層厚初步確定見表1，實際施工參數通過碾壓試驗最終確定。

水平碾壓：上游礫石土鋪蓋料采用凸塊碾碾壓，石粉鋪蓋料小型振動碾碾壓，墊層料采用自行式振動平碾碾壓，過渡料、堆石料采用拖式振動平碾和自行式振動平碾碾壓；靠近岸坡的邊角部位采用小型振動碾或液壓振動夯板夯實。

特殊區域的碾壓：石粉鋪蓋料采用小型振動平碾碾壓；墊層料靠近趾板周邊縫1m范圍，為保護趾板混凝土，采用振動夯板夯實。

2 關鍵技術施工

2.1 料源質量控制措施

墊層料、石粉鋪蓋料：裝料時，采用空斗摻混方式混合均勻后再裝車；并采取密集堆料攤鋪減少分離，壩面上安排專人檢查礫石集中情況，發現集中現象采用反鏟及時清除。

過渡料：根據設計要求的級配曲線及各項指數要求，確定石料場開采的爆破參數，回采時注意控制超徑石。

堆石料：根據堆石料的粒徑及級配要求，確定石料場開采的爆破參數，以滿足上壩填筑的要求。挖裝時，注意控制超徑石，由專職質檢員對每車料進行合格確認放行上壩，料場上設填筑料種類的標記牌、運輸車輛也掛標記，互相對應，以免混裝。

2.2 堆石料填筑技術措施

填筑時充分灑水，碾壓開始之前灑水要均勻，先灑水后碾壓。同填筑層岸坡細石料必須先于粗堆石料填筑，嚴防岸坡部位塊石集中，接縫部位振動碾碾壓不到的部位，采用小型振動碾順岸坡方向進行壓實，以保證接合處的施工質量。做好堆石料的界面處理。在壩面上形成臨時道路時，堆石料邊緣的材料均為未壓實的松散材料，在填筑上升時，用反鏟平行壩軸線方向將填筑邊緣2m范圍內的松散堆石料挖出，然后邊灑水邊重新進行壓實，以保證縱向接縫的施工質量。

2.3 鋪料厚度控制

⑴按設計要求及現場碾壓試驗結果確定的各種料區層厚進行鋪料填筑。⑵根據各料區層厚，在距填筑面前沿4～6m距離設置移動式標桿，控制填料層厚度與平整度。⑶推土機平料時，刀片應從料堆一側的最底處開始推料，逐漸向另一側移動。⑷堆石料推土機平料后，暴露于表面的大塊石及尖角凸塊應及時用液壓沖擊錘破碎處理。⑸設置質量控制點，并由專人進行層厚檢查，墊層料及反濾料必須采用水平經緯儀進行鋪料過程定點測量控制。

2.4 水平碾壓控制

⑴在壩體填筑中，采用以控制碾壓參數為主、以試坑法檢測干容重為輔的“雙控”法進行質量檢測。⑵振動碾的滾筒重量、激振頻率、激振力均須滿足設計要求。

2.5 特殊部位(結合部)的施工技術

⑴壩體與岸坡接合部：① 岸坡局部可能出現反坡現象，應處理成順坡后再填筑，當開挖方法有困難時，按設計和監理人要求先填混凝土或漿砌石修復成順坡后，再進行壩料填筑。② 堆石體與岸坡接合部，填筑時易出現塊石集中現象，且振動碾無法靠近碾壓，對壩體填筑質量及趾板周邊縫變形有較大影響。施工中可采用以下措施：在岸坡1-2m寬范圍內，先回填過渡料，堆石料采用后退法先填筑過渡料側邊4-5m，然后再進行正常填筑：盡可能使振動碾沿岸坡方向碾壓，碾壓不到的地方，采用振動夯板夯實。③對壩基范圍內所有出水點先作反濾處理，最后填筑壩體堆石料。

表1 大壩各區料鋪料層厚表

⑵壩體分期、分段結合部處理：①壩體分期填筑接合部位：壩體新老填筑層和大壩料區交接縫結合部位是大壩填筑的薄弱環節。施工中采取以下措施處理：對因設計需要而分期填筑形成的先期塊與后期塊施工結合縫，先期填筑塊坡面采取臺階收坡方法施工；先期填筑面碾壓在保證安全的條件下，盡量碾壓到邊，使邊坡上松散填筑料減小到最低限度；后期填筑時，將先期填筑體坡面用反鏟清除表面松散料，并和新填筑料混合然后一并碾壓。②壩體各種填料分段填筑接合部位：在壩體各種填料分段填筑結合部位，容易出現超徑石和粗粒料集中及漏壓、欠壓等薄弱環節。采用反鏟或裝載機剔除結合部超徑石，將集中的粗顆粒作分散處理，以改善結合處填筑料的質量；碾壓時，進行騎縫碾壓，并加強3遍。

3 施工質量控制措施

(1)成立質量管理機構，下設各專業質量責任組，分工明確，各負其責。

(2)大壩施工前，加強專業知識培訓學習，使施工員、質檢員熟練掌握質量控制標準、程序等，增強挖裝、運輸、平整設備人員的理性與感性認識。

(3)根據土石壩施工經驗設立質量控制關鍵點，質量控制關鍵點見表2。

總之，為了保障土石壩填筑符合工程設計標準，必須嚴格控制施工各個環節，其中最重要的便是對施工技術進行嚴格把控。(見表2)

[1]張磊.水庫大壩壩體填筑施工技術應用探討[J].中小企業管理與科技(下旬刊)，2010，06：172.

[2]童杰.水利水電工程大壩填筑施工技術和方法分析[J].門窗，2014，01：157.

表2 壩體質量控制關鍵點