浅析混凝土面板堆石坝坝体填筑施工

混凝土 2008-07-24

　　内容摘要：总结多年的面板堆石坝坝体填筑施工管理经验，详细阐述该坝型的坝体填筑施工工艺，坝体分区填筑、碾压施工方法，并从坝体填筑质量管理角度，指出了坝体填筑中应主要的几个问题及预防处理方法。

　　关键词：堆石坝填筑工艺施工方法

　　1.概述

　　用堆石或砂砾石分层碾压填筑成坝体，用钢筋混凝土面板作为防渗体的坝，称为钢筋混凝土面板堆石。该坝型主要由堆石体和防渗体组成，其中堆石体从上游向下游依次主要由垫层区、过渡区、主堆区和次堆石区组成；防渗体由钢筋混凝土面板、趾板、趾板地基的防渗帷幕、周边缝和面板间的接缝止水组成。钢筋混凝土面板堆石坝具有可以充分利用当地材料筑坝，大量节省三材和投资；坝体结构简单，工序间干扰少，便于机械化施工作业；施工受气候条件的影响小，有效年工作日数增加，加快工期；运行安全，维修方便等特点，因此我国目前多项水电工程采用或拟采用混凝土面板堆石坝坝型。该坝各材料分区之间要满足水力过渡要求，从上游到下游渗透系数依次增大，下游坝料对上游相邻坝料有反滤过渡要求，因此，采用合理的填筑施工方法就显的尤其重要。

　　2.坝体填筑施工工艺

　　2.1坝体填筑施工

　　坝体填筑原则上应在坝基、两岸岸坡处理验收以及相应部位的趾板混凝土浇筑完成后进行。但有时因考虑到来年渡讯要求，填筑工期较紧，所以在基坑截流后，一般前期除趾板区和坝后有量水堰施工区等有施工干扰外，其它区域覆盖层依照设计要求清理后即可考虑先组织施工。采用流水作业法组织坝体填筑施工，将整个坝面划分成几个施工单元，在各单元内依次完成填筑的测量控制、坝料运输、卸料、洒水、摊铺平整、振动碾压等各道工序，使各单元上所有工序能够连续作业。各单元之间应采用石灰线等作为标志，以避免超压或漏压。

　　2.2测量控制

　　基面处理验收合格后，按设计要求测量确定各填筑区的交界线，洒石灰线进行标识，垫层上游边线可用竹桩吊线控制，两岸岩坡上标写高程和桩号；其中垫层上游边线、垫层与过渡层交界线、过渡层与主堆石区交界线每层上升均应进行测量放样，主次交界线、下游边线可放宽到二至三层测量放样一次，施工放样以预加沉降量的坝体断面为准，考虑沉陷影响后的外形尺寸和高程，根据设计要求的坝顶高程为最终沉降高程，坝体填筑时需预留坝高的0.5％～1.0％为沉降超高。填筑过程中每上升一层必须对分区边线进行一次测量，并绘制断面图，施工期间定线、放样、验收等测量原始记录全部及时整理成册，提交归档，竣工后按设计和规范要求绘制竣工平面图和断面图。

　　2.3坝料摊铺

　　坝体填筑从填筑区的最低点开始铺料，铺料方向平行于坝轴线，砂砾料、小区料、垫层料、过渡料及两岸接坡料采用后退法卸料，主堆石、次堆石和低压缩区料全部采用进占法填筑，自卸汽车卸料后，采用推土机摊料平整，摊铺过程中对超径石和界面分离料采用小型反铲挖土机配合处理，垫层料、过渡料由人工配合整平，每层铺料后采用水准仪检查铺料厚度，确保厚度满足要求。

　　2.4洒水

　　一般采用坝面加水和坝外加水等方式，具体应根据不同施工条件布置。洒水主要是为了能充分湿润石料，以便在振动碾强烈激振力的作用下，使块石相互接触部分棱角被击碎从而减少孔隙率，细料充填空隙，以增加碾压的密实度。洒水量以碾压试验结果确定，对于有风化岩的掺配料，应适当增加洒水量，以便使掺配的风化岩料提前湿润软化。

　　2.5压实

　　垫层料和过渡料多采用自行式振动碾进退错距法碾压，主、次堆石料和砂砾石料多采用牵引式振动碾碾压，振动碾一般沿平行坝轴线方向行进，靠近岸坡、施工道路边坡处除增加顺向碾压外，多采用液压振动夯加强碾压；主、次堆石料碾压采用进退错距法，错距由振动碾碾子宽度和碾压遍数控制，当振动碾碾子宽度为2m、碾压遍数为8遍时错距一般为25cm。坝坡接触带等大的碾压设备无法到位的区域采用小型手扶式振动碾或液压振动夯加强碾压。

　　3.坝体分区填筑、碾压施工方法

　　3.1坝体分区填筑顺序

　　坝面填筑作业顺序多采用“先粗后细”法。即主堆石区→过渡层区→垫层区。铺料时必须及时清理界面上粗粒径料，此法有利于保证质量，且不增加细料用量。上下游的主次堆石区料采用进占法铺料，用牵引式振动碾碾压，接缝处采用骑缝碾压。

　　3.2 分区填筑作业施工方法

　　3.2.1主、次堆石区填筑

　　堆石区的填筑料由自卸车运输卸料，进占法填筑，卸料的堆与堆之间间保留60cm间隙，采用推土机的平仓以使粗径石料滚落底层而细石料留在面层以利于碾压，超径石应尽量在料场解小。碾压时采用错距法顺坝轴线方向进行，低速行驶(1.5～2km/h)，碾压按坝料的分区、分段进行，各碾压段之间的搭接不少于1.0m，铺料层厚及碾压遍数严格采用碾压试验确定参数施工。铺筑碾压层次分明，做到平起平升，以防碾压时漏碾欠碾。在岸坡边缘靠山坡处，大块石易集中，故岸坡周边选用石料粒径较小且级配良好的过渡料填筑，同时周边部位先于同层堆石料铺筑。碾压时滚筒尽量靠近岸坡，沿上下游方向行驶，仍碾压不到之处用手扶式小型振动碾或液压振动夯加强碾压。

　　3.2.2过渡层料填筑

　　过渡料填筑前，必须把主堆石料上游坡面所有大于30cm的已分离的块石清除干净。该区料最大粒径为30cm，超径料在料场及时解小，填筑时自卸汽车将料直接卸入工作面，后退法卸料，倒料顺序可从两边向中间进行，以利流水作业。过渡料用推土机推平，人工辅助平整，铺层厚度等按规定的施工参数执行，接缝处超径块石需清除，主堆石料不得侵占过渡区料的位置，若出现这一现象，应采用反铲挖除或人工清除。平整后洒水、碾压，碾压采用自行式或拖式振动碾碾压，碾压时的行走方向顺坝轴线来回行驶。

　　3.2.3垫层料的填筑

　　垫层料填筑前，必须把过渡料上游坡面所有大于8cm的已分离的块石清除干净。垫层料的最大粒径不大于8cm，该部分料采用黄砂与级配碎石料在拌料场拌制而成，再采用自卸车运卸到垫层区，然后用推土机辅以人工整平，填筑时上游边线水平超宽20-30cm，铺筑方法基本同过渡区料，并与同层过渡料一并碾压。碾压时顺坝轴线方向行驶，振动碾距上游边缘的距离不宜大于40cm。按规定的洒水量、遍数、层厚及行走速度进行。垫层料和过渡料的填筑需与堆石区同步进行，即主次堆石区填筑一层，垫层、过渡层填筑二层。另外，垫层区水平分层铺筑时，用三角尺或激光仪进行检查控制，每二层进行一次测量检查，发现超欠时，进行人工平整处理。铺筑方法基本同过渡区料，并与同层过渡料和相邻主堆石料一并碾压。碾压时顺坝轴线方向行驶，振动碾距上游挤压边墙内侧的距离在20cm左右。垫层料的铺填顺序必需先填筑主堆石区，再填过渡层区，最后填筑垫层区。

　　4. 坝体填筑应注意的几个问题

　　4.1大坝各区料的界面处理

　　大坝填筑各区料的交接界面必须注意防止大块石集中，特别是垫层料与过渡料之间、过渡料与主堆石料之间，填筑料的粒径差距较大，采用后退法卸料，填筑时不能有超径石集中。界面上有大块石时，及时采用1m3反铲挖土机或推土机清除，保证主堆石区不侵占过渡区、过渡区不侵占垫层区。

　　4.2坝体与岸坡接合部的填筑

　　坝体地基要求不能有“反坡”现象，因此对边坡的反坡部位先进行削坡或回填混凝土处理，坝料填筑时，岸坡接合部位易出现大块石集中现象，且碾压设备不容易到位，造成接合部位碾压不密实。因此在接合部位填筑时，应减薄填筑铺料厚度，清除所有的大块石，采用过渡层料填筑。
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