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水库拦河坝填筑施工工艺及质量控制

摘要:拦河坝填筑施工质量关系到整个水库的运营安全和质量,拦河坝填筑施工工艺包括填料的开采与运输,铺料,平料,洒水,压实等工序,具体要根据施工区域的环境和施工现场实际情况来进行施工组织的设计,包括劳动力配置,施工机械选择,施工方案制定等。本文结合实例对拦河坝填筑施工工艺和质量控制进行阐述,意在抛砖引玉,给类似工程做借鉴。

关键词:拦河坝;填筑;施工工艺;施工机械

1工程概述

某水库临城建设,位于两河流汇流处,坐落在某县西南方,距离京广铁路和京深高速公路不足20km,库容量1.7亿m3。该水库主要起到防洪抗灾的作用,辅以灌溉、发电、水产养殖等综合功能。水库主要建筑包括拦河坝、溢洪道、水电站、泄洪洞及尾渠,水库拦河坝坝顶标高133m,防浪墙顶高程134m,大坝最高填筑高度33m,坝体总长1428m。

2施工机械的选择及配备数量

拦河坝坝坡拟采用沙砾材料进行填筑,采用挖掘机装填料,自卸汽车进行运输,用推土机推平,振动碾进行压实。

2.1挖掘机和自卸汽车的配置

根据工程实际需要,选用1.2m3反铲挖掘机,爬坡能力35°,铲斗挖掘力180kN。按本工程施工进度计算:高峰期需要每天完成近5000m3,土方施工应该考虑两班作业,因此需配备4台容量为1.2m3挖掘机。根据施工计划要求土方调配距离不超过2.5km,需用30辆15t自卸汽车进行运输。

2.2振动碾的选择及配备数量

根据要求填筑压实要求,本工程选用LT220B型自行式振动碾,工作重量18t以上,振动轮宽度2298m,行驶速度:0km/h~11km/h。施工时,有效压实宽度为振轮宽度与搭接宽度之差,即2.298m-0.5m=1.798m,根据施工进度的总体安排日填筑量为每天3401m3,填筑工程安排两班连续施工,故选用两台振动碾即可满足填筑的需要。

3填筑施工工艺

3.1碾压试验

在进行填筑前为确定科学合理的施工参数,指导大面积施工,首先需要进行碾压试验。当填料在开采时的天然含水率并不能满足现场碾压时对含水率的要求时,需要进行调整。还有一些参数,如填筑时最适宜的松铺厚度、碾压遍数、压实方法等都需要在碾压试验中确定。经过碾压试验后,最终确定压实的松铺厚度为0.8m,振动碾在压实作业时行走速度取3km/h,碾压遍数取6遍。

3.2基础处理

开挖前要及时了解天气状况,避免在雨天进行施工,坝基按照图纸要求的尺寸进行测量放线,然后先用机械进行开挖,为了精确控制基地标高,在接近基地标高时需配合人工进行,严禁出现超挖现象。基础开挖后应尽快组织相关人员进行验收,及时进行填筑工作。在填筑前,将表面浮土清理干净,基础找平,填前应洒水将表面润湿。

3.3填筑施工

整个填筑过程要分层分段流水作业。自卸车将沙砾运到施工现场后,顺坝轴方向分层铺料,因整个作业面比较狭窄,而自卸车不能一步卸料到位,需用推土机进行平整,并辅以人工配合。分层厚度按照碾压试验确定的厚度进行,分段作业面长度不少于100m,作业面要加强统一管理,做到统一铺料、统一洒水、统一碾压,不得出现明显界沟。当两个填筑作业面相邻时要做到均匀上升,以减少施工接缝,如果段与段之间不可避免出现高差,应该设过渡斜坡,坡度控制在1∶4左右。卸料和铺料过程中要及时进行测量,在每层铺土前打上控制桩,用白灰连接,保证铺筑厚度满足施工要求,防止铺料过厚造成碾压不实或者欠铺出现过碾压等问题。在下游沙砾料填筑过程中,新老坝体结合处容易形成薄弱带,因此要特别注意填筑面结合的紧密性。填料太干容易造成压实困难,需要洒水湿润,将含水量调整到最佳状态,所需水可从右侧坝的蓄水池中接供水管进行洒水。振动碾碾压方向要与坝轴方向一致,采用一进一退,错距法进行碾压。

3.4压实

碾压机具采用自行式振动碾压实填筑料,振动碾行走方向与坝轴线方向平行,相邻作业面碾压轮迹搭接宽度:平行轴线方向应不小于0.5m,垂直轴线方向不小于3m。每填筑一层,碾压一层,随即用核子密度仪或者沉降观测法检测该层的压实质量,并用灌水法进行校核,压实质量检测的取样位置宜选在压实段有代表性的部位,并均匀分布取样点。在沙砾料压实度和含水量等指标经过试验检测后满足设计要求,并经过监理机构的抽检合格、认可后方可继续下一层施工。如果压实度不能够满足设计要求,需要进行补压直至检测合格后才能进行下层施工。铺料与压实工序应连续作业,以防沙砾料被晒干,含水量偏小,影响压实效果和填筑质量。如碾压时表面的沙砾料已经风干,需进行洒水湿润处理。对于已经检测合格的填筑层,如果不能继续施工,在复工后需进行洒水,并经过监理机构检验认可后才能继续填筑下层,保证层间结合质量。

3.5坝顶填筑

坝顶拆除后130m~133m的填筑为坝顶填筑区域,分为土壤和沙砾料两部分。按照规范要求,采用沙砾料与土料平起填筑法施工。自卸汽车进占法卸料,振动碾顺坝轴线方向进行碾压。土料的碾压采用土块碾,沙砾料碾压采用振动平碾。填筑顺序为先填沙砾后填黏土。碾压层次要分明,要求做到平起平升,坝顶要尽量选择级配较好,粒径较小的填料进行填筑,坝坡边缘碾压不到的部位要用手扶式小振动碾加强碾压,保证边部压实度能够达到要求。碾压完合格后用挖掘机进行削坡。3.6削坡削坡质量好坏直接关系到坝体的安全,必须保证坡度符合设计标准。临城水库拦河坝下游坝坡压坡后边坡坡度设计自下而上为1∶2.75、1∶2.5、1∶2.25,为了保证设计断面内的坝体在填筑过程中每层压实度都能够满足要求,填筑宽度要求预留出0.3m~0.5m余量,每2m~3m削坡一次,削坡机械采用挖掘机辅以人工配合,测量人员全程跟踪控制,主要测量仪器为DTM-532全站仪。

4施工质量保证措施及注意事项

(1)填料铺筑厚度必须根据碾压试验结果确定,填筑过程中要严格控制填料的虚铺厚度,不得超厚或者欠铺。

(2)在填前如遇地面起伏不平的情况,需水平分层从低处开始分层填筑,不得倾填。

(3)在分段碾压过程中,各段应设立标牌,如碾压区,待碾压区,压实区等,以防漏压、欠压或者过压,上下层分段接缝位置应错开1m~2m布置。

(4)振动碾行走方向要平行与坝轴线方向,碾压速度不宜过快,一般控制在2km/h~3km/h。

(5)对占压坝身断面临时坡道作缺口处理,将已板结老土刨松,与新铺料统一按填筑要求分层压实。

结语

本工程通过在施工过程中对施工工艺进行合理安排、机械设备进行科学配置以及施工过程质量进行严格管理,使得工程在成本、工期、质量等各个方面取得了不错的效果,在过程中总结了很多施工技术与质量管理方面的经验,在提高施工技术水平,保证大坝填筑质量,保证工期等方面起到了一定的作用,为以后拦水坝施工打下了坚实的基础。

参考文献

[1]许思群.某河流拦河坝坝体工程施工技术[J].中华民居,2013(9):352-353.

[2]刘春宇.张峰水库大坝填筑施工工艺介绍[J].山西水利,2008,24(2):62.

[3]韩小飞.水库大坝坝体填筑施工技术及质量控制措施[J].施工技术,2017(12):94.

[4]徐继华.水库大坝坝体填筑施工技术探析[J].水利水电,2015(3):186.

作者:曹龙 单位:黑龙江省水利水电建设集团第二有限公司

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