水利工程面板堆石壩碾壓技術(shù)

彭遜

（遵義市供水有限責(zé)任公司 貴州遵義 563000）

1 引言

隨著碾壓施工技術(shù)的不斷完善，混凝土面板堆石壩在水利工程中的應(yīng)用日漸廣泛，它可以實現(xiàn)直接擋水和過水，簡化了施工導(dǎo)流和度汛，且整體的防滲性能和抗震性能都得到了大幅度的提高。但是混凝土面板堆石壩施工過程中，如果選擇的碾壓技術(shù)不當(dāng)，將嚴重影響整個面板堆石壩大壩的質(zhì)量。因此，研究分析水利工程面板堆石壩碾壓技術(shù)具有重要的現(xiàn)實意義。

2 工程概述

某水電站樞紐擋水大壩為混凝土面板堆石壩，鋼筋混凝土面板堆石壩防浪墻頂高程為2666.0m，壩頂高程為2664.8m，最大壩高為88.8m，壩頂寬度8.0m，壩頂長217.39m，上游壩坡1：1.45，防浪墻斷面為“L”型重力式擋墻型式。壩體上游側(cè)設(shè)水平寬度為3.0m的墊層料和水平寬度為3.0m過渡料。其后為主堆石區(qū)和次堆石區(qū)。壩前混凝土面板采用C30混凝土，面板底部最大厚度為55cm，頂部最大厚度為30cm；在面板上游側(cè)2617.0m高程以下設(shè)置上游鋪蓋。后壩坡采用干砌塊石護坡。壩體底部最大寬度為243.26.m。為了確保本工程面板堆石壩的施工質(zhì)量，特針對面板堆石壩的碾壓技術(shù)進行試驗分析。

3 面板堆石壩的碾壓試驗

3.1 碾壓試驗的目的

在本水電站面板堆石壩澆筑之前，必須通過碾壓試驗，從而為后期的碾壓施工提供合理的碾壓參數(shù)，確保面板堆石壩可以達到設(shè)計要求的壓實密度和孔隙率，在實驗過程中主要是對以下碾壓參數(shù)進行確定：

（1）確定本工程合適的填筑壓實機械。

（2）確定不同鋪料厚度的碾壓施工要求，確定最佳的鋪料厚度、灑水量和碾壓遍數(shù)。

3.2 碾壓實驗的步驟和方法

（1）根據(jù)類似工程實踐經(jīng)驗，碾壓施工前，應(yīng)首先制定面板堆石壩碾壓施工的相關(guān)參數(shù)，然后采用逐步收斂法，調(diào)整其中一個參數(shù)產(chǎn)生連續(xù)性的變化，而保持其他參數(shù)固定不變，最終通過碾壓施工試驗得出面板堆石壩碾壓施工該參數(shù)的最佳取值。最后以此類推，對所有的與碾壓施工相關(guān)的參數(shù)逐一進行參數(shù)的最佳取值確定。并通過復(fù)核試驗，確保所采用的碾壓技術(shù)的相關(guān)參數(shù)均符合本工程的面板堆石壩設(shè)計要求。此外，本工程在對面板堆石壩的石料選擇方面，采用了上游料場作為面板堆石壩的主堆石料，上游砂礫石料場作為面板堆石壩的次堆石區(qū)砂礫石料，其他堆石料則采用了生產(chǎn)系統(tǒng)中的成品料。

（2）碾壓試驗參數(shù)初擬定為：對于本工程面板堆石壩的主堆石區(qū)的鋪層厚度選擇80cm和100cm兩個碾壓試驗參數(shù)；對于本工程面板堆石壩的過渡區(qū)則選用40cm和50cm兩個碾壓試驗參數(shù)；對于本工程面板堆石壩的墊層區(qū)則選用30cm和40cm兩個碾壓試驗參數(shù)。在碾壓次數(shù)的參數(shù)選定方面，采用了6遍、8遍和10遍三個不同的試驗參數(shù)。

（3）試驗場地布置：結(jié)合本工程實際特點，碾壓試驗在壩體外進行，具體位置選擇為大壩下游左岸河灘地附近一合適位置，其長度約為30m，寬度約為28m。對于每一個碾壓試驗鋪層厚度，均設(shè)置6遍、8遍和10遍三種試驗單元。同時為了便于對壓實沉降量的計算和測量，在試驗段的每個單元里均布置了長200cm，寬150cm的方格網(wǎng)。

（4）布置方格網(wǎng)測點：首先采用長200cm，寬150cm的方格網(wǎng)對每一個碾壓試驗單元進行布置，并在面板堆石壩的試驗填筑區(qū)設(shè)置了一些控制基樁。為了便于采用水準(zhǔn)儀測量面板堆石壩碾壓施工后的沉降測量，對每一個網(wǎng)格測點設(shè)置了不同的顏色和編號，并放置了水準(zhǔn)尺墊。

（5）碾壓：本工程采用振動碾壓技術(shù)進行施工，在碾壓過程中對振動碾壓技術(shù)相關(guān)的工作參數(shù)進行了詳細的記錄：①根據(jù)設(shè)計要求，對自行式振動碾壓車輛的形式速度、碾壓遍數(shù)以及加水量進行了控制；②在碾壓試驗過程中，應(yīng)盡量確保不錯距碾壓，同時應(yīng)確保在碾壓施工過程中處于同一個碾壓帶上，進行前進和后退的碾壓試驗；③對于相鄰的碾壓帶，應(yīng)至少確保10%以上的振動滾筒寬度壓痕，同時注意避免重疊。

（6）試驗檢測：根據(jù)碾壓實驗的要求，分別對不同碾壓次數(shù)，進行壓實干密度，含水量、滲透系數(shù)及顆粒級配等參數(shù)的測量和分析，且每一個碾壓試驗單元軍應(yīng)用采用2個以上的數(shù)據(jù)的平均值作為最終的試驗值。

對于現(xiàn)場干密度檢測，本工程采用挖坑灌水法進行數(shù)據(jù)的測量，即首先根據(jù)設(shè)計要求在指定的區(qū)域進行試坑的開挖，然后對濕試料質(zhì)量進行測量；其次在試坑開挖完畢后，在是試坑內(nèi)放置塑料膜，并倒入清水，記錄此時的清水質(zhì)量。最后根據(jù)換算公式計算得出現(xiàn)場干密度的數(shù)值。對于含水量的監(jiān)測，本工程則采用了烘干法進行測量；對于顆粒級配則通過對比面板堆石壩試驗區(qū)域碾壓施工前后的粒徑大小，計算出全試樣級配的組成。

4 面板堆石壩的碾壓施工

4.1 碾壓施工準(zhǔn)備

（1）基底處理：由于本工程該試驗段為原河床段，地基為砂卵石地基，所以依據(jù)壩址填筑基礎(chǔ)面處理設(shè)計要求，對原地面進行碾壓密實。

（2）測量放線：根據(jù)設(shè)計要求，對碾壓試驗場地邊線進行放線，并放好護樁和水準(zhǔn)點，測量基礎(chǔ)面高程。

4.2 施工工藝

（1）在進行面板堆石壩填料施工過程中，首先應(yīng)對料場的填料進行取樣試驗，測定填料的含水量，篩分、擊實等指標(biāo)，并經(jīng)監(jiān)理工程師確認，然后采用自卸汽車倒車卸料攤鋪，推土機整平。此外，為了保證虛鋪厚度的均勻、準(zhǔn)確，在碾壓試驗條帶兩側(cè)邊線處插鋼筋棍拉線。整平過程中，對局部不平及集料處用人工進行整平，確保填料均勻、平整。

（2）整平：本工程采用推土機對填料后的面板堆石壩進行整平施工。采用人工整平的方式對局部不平或者集料集中的區(qū)域進行整平處理。整平施工完畢后，應(yīng)再次對鋪設(shè)的厚度進行測量。

（3）碾壓夯實：本工程碾壓機械采用XS261型壓路機進行振動碾壓。碾壓順序從外側(cè)向中間進行，橫向接頭輪跡重疊不小于40cm。做到無漏壓、無死角、壓實均勻。振動壓路機運行速度2km/h。

（4）檢測：在確定每一層的碾壓施工完成后，應(yīng)按照碾壓試驗的要求，對相關(guān)的頻率、試驗項目進行精準(zhǔn)的測量和計算，確保合格后，再進行下一層的碾壓施工。

5 結(jié)束語

綜上所述，在水利工程中，面板堆石壩因其具有防滲性能強，施工成本低等優(yōu)點，在水利工程中的應(yīng)用日漸廣泛，其施工質(zhì)量的高低也備受社會各界的關(guān)注。而面板堆石壩的碾壓技術(shù)在選擇過程中，碾壓參數(shù)的不同，對面板堆石壩的干密度、滲透性能等的影響也不盡相同。因此，相關(guān)工作者在進行面板堆石壩施工過程中，必須重視碾壓技術(shù)的選擇，通過科學(xué)的試驗和計算，選擇符合當(dāng)前年水利工程實際情況的碾壓技術(shù)，提高面板堆石壩的施工質(zhì)量，確保水利工程的可持續(xù)發(fā)展。