淺析粘土心墻堆石壩快速施工技術(shù)的應(yīng)用

涂加強(qiáng)+楊華河

摘 要： 伴隨國(guó)民經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，對(duì)于各項(xiàng)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)資金投入不斷增大，促進(jìn)基礎(chǔ)設(shè)施的完善。水利工程在防洪泄洪、灌溉發(fā)電等方面發(fā)揮著積極作用，提升了水資源開(kāi)發(fā)利用效率。大壩作為水利工程中重要構(gòu)成部分，其施工質(zhì)量直接影響了水利工程的安全運(yùn)行及使用壽命。本文主要結(jié)合實(shí)際工程案例，對(duì)粘土心墻堆石壩施工技術(shù)進(jìn)行了分析，并結(jié)合筆者實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)探尋質(zhì)量控制措施。

關(guān)鍵詞： 粘土心墻堆石壩；水利工程；質(zhì)量控制

大壩屬于重要水工建筑物，在水利工程建設(shè)中應(yīng)結(jié)合實(shí)際地質(zhì)水文條件，選取相應(yīng)的施工材料及技術(shù)，確保其質(zhì)量滿(mǎn)足水利工程需求。利用石料填筑，并輔之以相應(yīng)的防滲體修建而成的大壩稱(chēng)之為堆石壩，此類(lèi)壩體可就近選取施工材料，廣泛適用于多種地質(zhì)條件，且施工操作簡(jiǎn)便，成本低，具有良好抗震性能，粘土心墻堆石壩通常在壩體軸線(xiàn)處設(shè)置防滲體，將石料堆填在壩體兩側(cè)，防滲性能相對(duì)較高。在具體施工操作時(shí)，應(yīng)計(jì)算滲流、沉陷等各項(xiàng)參數(shù)，并進(jìn)行穩(wěn)定分析，設(shè)計(jì)科學(xué)壩體結(jié)構(gòu)，切實(shí)提升水利工程施工質(zhì)量。

一、工程案例

某水電站位于河流上游地帶，根據(jù)工程實(shí)際情況將控制流域面積設(shè)計(jì)為58943km2，該水電站采用壩式開(kāi)發(fā)的方式，總庫(kù)容設(shè)計(jì)為2.4億m3，引水發(fā)電、擋洪及泄水建筑物是其主要構(gòu)成部分。在本項(xiàng)工程中，攔河大壩頂面高程約為1385.5m，寬12m，長(zhǎng)度為526.7m，壩體最大高度為79.5m。采用混凝土防滲墻作為壩基覆蓋防滲層，其厚度約為1m。心墻通過(guò)灌漿廊道與防滲墻銜接成整體，為提升工程安全性，嚴(yán)格控制其抗震等級(jí)與防烈度。根據(jù)工程具體情況將施工范圍分為9個(gè)區(qū)域，每個(gè)區(qū)域填料的攤鋪厚度及碾壓次數(shù)都應(yīng)經(jīng)過(guò)相關(guān)實(shí)驗(yàn)，確定最佳參數(shù)，具體指標(biāo)如表1所示。

二、粘土心墻堆石壩快速施工技術(shù)分析

1、前期準(zhǔn)備工作

在施工之前應(yīng)按照施工方案中的要求測(cè)量現(xiàn)場(chǎng)各項(xiàng)參數(shù)及基準(zhǔn)點(diǎn)，建立相應(yīng)施工測(cè)量控制網(wǎng)，為后期施工提供標(biāo)準(zhǔn)。水準(zhǔn)點(diǎn)及控制點(diǎn)位置不應(yīng)受到施工干擾，防止樁位下沉或位移，影響樁體位置的準(zhǔn)確性。待各項(xiàng)參數(shù)測(cè)量完畢之后，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行復(fù)核，一旦出現(xiàn)誤差過(guò)大或點(diǎn)位不準(zhǔn)等問(wèn)題，應(yīng)及時(shí)采取處理措施。

2、粘土心墻料填筑施工

（1）應(yīng)當(dāng)結(jié)合工程實(shí)際情況，合理確定填筑施工順序，確保壩體質(zhì)量滿(mǎn)足要求，嚴(yán)禁粗、細(xì)顆粒相互侵占現(xiàn)象。在水利工程大壩施工中，粘土心墻是重要構(gòu)成部分，直接影響工程運(yùn)行安全性及穩(wěn)定性。首先應(yīng)當(dāng)確定粘土類(lèi)型。高塑性粘土料以及普通粘土是施工中常見(jiàn)的兩種材料，在廊道兩側(cè)及蓋板附近的關(guān)鍵位置，通常采用高塑性粘土，將普通粘土應(yīng)用在其它部分。在具體施工的過(guò)程中，為保證廊道施工質(zhì)量，可分為兩個(gè)工作面填筑粘土料。尤其是壩底接觸面部分，先進(jìn)行反濾料填筑，隨后加設(shè)土工防滲膜，防止后期出現(xiàn)滲漏，確保防滲膜平整無(wú)破損之后才能填筑粘土料。

（2）填筑粘土料之前，應(yīng)檢驗(yàn)其含水率是否滿(mǎn)足施工要求，與最佳含水率的誤差控制在2%以?xún)?nèi)。確保質(zhì)量達(dá)標(biāo)之后才能應(yīng)用在施工之中。通常情況下，進(jìn)占法是常用的粘土料常用施工方式，從作業(yè)面一端開(kāi)始施工，形成相應(yīng)操作平臺(tái)，根據(jù)填料鋪筑實(shí)際厚度確定平臺(tái)高程。待粘土料攤鋪施工完成，需按照標(biāo)準(zhǔn)對(duì)碾壓參考線(xiàn)進(jìn)行測(cè)量，使其與壩軸線(xiàn)保持平行，為后期碾壓施工提供相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)。隨后可對(duì)攤鋪完成的作業(yè)面進(jìn)行碾壓，應(yīng)用進(jìn)退錯(cuò)距法碾壓，為保證碾壓施工質(zhì)量，可選取試驗(yàn)段碾壓施工，以確定最佳碾壓次數(shù)，普通粘土碾壓次數(shù)應(yīng)略高于高塑性粘土，確保達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)要求。并及時(shí)記錄試驗(yàn)施工中存在問(wèn)題，分析具體原因并提出相應(yīng)解決對(duì)策，避免正式施工中出現(xiàn)此類(lèi)問(wèn)題。

（3）在廊道兩側(cè)及蓋板部位填筑高塑性粘土，應(yīng)保證高塑性粘土填筑部位表層濕潤(rùn)，可適當(dāng)灑水，并將濃粘土漿涂刷至表層。以鋪土厚度為依據(jù)，確定粘土漿涂刷的實(shí)際高度，厚度約為3—5cm，涂刷完成后應(yīng)及時(shí)填筑高塑性粘土，避免粘土漿受外界因素影響出現(xiàn)固結(jié)現(xiàn)象。高塑性粘土施工時(shí)，應(yīng)邊填筑邊夯實(shí)，以提升其施工質(zhì)量。從第二層填土施工開(kāi)始，與蓋板接觸的高塑性粘土應(yīng)先于同層土料進(jìn)行鋪筑。

3、反濾料填筑施工

通常在粘土心墻區(qū)上下游部分設(shè)置反濾料區(qū)，所選擇的反濾料由天然砂礫石料加工廠生產(chǎn)，嚴(yán)格按照級(jí)配要求以保證料源質(zhì)量，粒徑小于0.075mm的土料含量應(yīng)控制在5%以?xún)?nèi)，反濾料填筑前先按照設(shè)計(jì)尺寸進(jìn)行放樣，反濾料與相鄰的粘土料、過(guò)渡料界限分明，撒上滑石粉做好填筑參考線(xiàn)，反濾料的填筑應(yīng)與心墻填筑面平起上升，反濾層與心墻連接處應(yīng)采用振動(dòng)平碾跨縫碾壓。反濾層與心墻連接時(shí)，采用鋸齒狀填筑，并先鋪筑反濾料，后鋪筑心墻，以保證心墻的設(shè)計(jì)厚度不受侵占。反濾料填筑時(shí)必須保持濕潤(rùn)狀態(tài)。對(duì)于堆存時(shí)間過(guò)長(zhǎng)的反濾料，為增強(qiáng)壓實(shí)效果，在碾壓前應(yīng)加水濕潤(rùn)，加水量以達(dá)到濕潤(rùn)效果即可，同時(shí)加水量不應(yīng)影響與其接觸的心墻防滲土料的填筑施工。

三、粘土心墻堆石壩快速施工質(zhì)量控制措施

1、為保證粘土心墻堆石壩施工質(zhì)量，需耍從料場(chǎng)料源、碾壓設(shè)備、壩面施工等各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行控制。粘土心墻堆石壩填筑過(guò)程中，不僅要加強(qiáng)組織管理，制定科學(xué)的技術(shù)保障措施，還應(yīng)當(dāng)規(guī)范施工程序，嚴(yán)格按照各項(xiàng)檢測(cè)規(guī)程進(jìn)行壩體填筑質(zhì)量檢測(cè)，施工過(guò)程控制良好，施工質(zhì)量可靠。高度重視料源質(zhì)量控制，按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行料場(chǎng)復(fù)勘，一旦出現(xiàn)地質(zhì)情況變化，應(yīng)及時(shí)反饋至相關(guān)部門(mén)，應(yīng)采取應(yīng)急措施，從根本上減少質(zhì)量隱患。

2、施工前，除編制好大壩總體施工組織設(shè)計(jì)外，同時(shí)編制好各單項(xiàng)施工方案，以確保料源開(kāi)采、骨料加工、壩料運(yùn)愉、壩面填筑等技術(shù)保障到位，組織有序，施工科學(xué)規(guī)范。對(duì)壩面填筑施工進(jìn)行統(tǒng)一管理、嚴(yán)密組織，保證工序銜接，分段流水作業(yè)，做到“面平、線(xiàn)直、邊齊”各料區(qū)均衡上升，減少接縫。分段填筑時(shí)，各段土層之間應(yīng)設(shè)立標(biāo)志，以防漏壓、欠壓和過(guò)壓。通常情況下，粘土心墻堆石壩上下游分區(qū)較多，在碾壓施工時(shí)應(yīng)充分考慮各料區(qū)的經(jīng)濟(jì)鋪料厚度、碾壓次數(shù)，同時(shí)還要兼顧各料區(qū)之間的厚度匹配關(guān)系，以確保各料區(qū)界面的填筑質(zhì)量。為保證各種料的填筑結(jié)構(gòu)尺寸，大壩填筑期間，測(cè)量隊(duì)24h跟蹤檢測(cè)，以確保粘土心墻區(qū)、反濾料區(qū)過(guò)渡料區(qū)核心部位的結(jié)構(gòu)尺寸不被侵占，同時(shí)各料區(qū)的填筑厚度采取設(shè)置標(biāo)桿進(jìn)行控制，填筑厚度在規(guī)范允許的范圍內(nèi)，保證碾壓質(zhì)量滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求，提升壩體穩(wěn)定性。

四、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，伴隨國(guó)民經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，水利工程建設(shè)規(guī)模逐漸擴(kuò)大，對(duì)于施工質(zhì)量提出更高要求。作為水利工程重要構(gòu)成部分，大壩施工質(zhì)量直接影響其運(yùn)行的穩(wěn)定性及使用壽命，因此在施工中必須嚴(yán)格按照相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合施工方案具體要求，規(guī)范施工人員操作行為，切實(shí)提高施工質(zhì)量，減少潛在安全隱患，保證水利工程的安全性，充分發(fā)揮其在防洪灌溉、水利發(fā)電等方面的積極作用?！?/p>

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