淺析水利工程中大壩填筑的施工管理論文
水利工程大壩填筑施工具有施工周期長、協(xié)作性高、流動(dòng)性強(qiáng)、受外界因素影響大等特點(diǎn)。在管理的過程中，要根據(jù)大壩自身的特點(diǎn)，參考以往的施工經(jīng)驗(yàn)，分析可能出現(xiàn)的問題，并制定具體的處理措施。本文通過實(shí)際案例對(duì)水利工程大壩填筑的施工管理進(jìn)行探討。
1案例介紹
某水利樞紐工程主要由發(fā)電工程和大壩工程兩個(gè)部分構(gòu)成，其中粘土心墻堆石壩的總建設(shè)高度為98.3m，壩頂?shù)目傞L度為1103.2m，寬度為12m。上游、下游壩坡坡比為1∶2。填筑總量為1458萬m3。
2壩體的基本結(jié)構(gòu)和技術(shù)要求
壩體主要由粘土心墻防滲體、反濾料、壩基過渡層、壩殼砂礫料、壩殼渣石料構(gòu)成。其技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)如下：
2.1粘土心墻防滲體技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)
主要粘土作為填筑材料，要求壓實(shí)度在98%以上，含水量控制在21%左右，干密度控制在1.61g/cm3，滲透系數(shù)控制在1×10-5cm/s，有機(jī)質(zhì)含量在2%以內(nèi)，水溶鹽含量控制在3%以內(nèi)。完成碾壓施工后要進(jìn)行取樣試驗(yàn)。
2.2壩基過渡層技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)
壩基過渡層使用碾壓后級(jí)配良好的砂礫石料，要求砂礫具有耐久性。雜質(zhì)中不能有有機(jī)物和粘土。填筑相對(duì)密度控制在0.75以上，干密度控制在2.01g/cm3。完成碾壓后，滲透系數(shù)要在1×10-3cm/s。過渡料的顆粒直徑控制在5～80mm之間。
2.3反濾料的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)
使用經(jīng)過篩選后具有良好級(jí)配的砂礫石料作為反濾料，要求反濾料顆粒具有耐久性和堅(jiān)硬等特點(diǎn)。不能含有有機(jī)物質(zhì)和粘土，設(shè)計(jì)干密度控制在2.01g/cm3，相對(duì)密度在0.75以上。
2.4壩殼砂礫料的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)
壩殼砂礫料中的含泥量在5%以內(nèi)，最大粒徑在鋪料厚度的2/3以內(nèi)。填筑相對(duì)密度在0.75以內(nèi)。設(shè)計(jì)干密度為1.98g/cm3。完成碾壓后，滲透系數(shù)要超過1×10-3cm/s。
2.5壩殼渣石料的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)
壩體殼渣石料主要來自于溢洪道的開挖料，主要在心墻下游壩殼的干燥區(qū)進(jìn)行應(yīng)用。填筑密度在0.75以上。在實(shí)際填筑過程中，需要完成碾壓試驗(yàn)和室內(nèi)試驗(yàn)工作后再確定。
3粘土心墻防滲體的施工管理
3.1施工措施
本工程使用74kW推土機(jī)將覆蓋層清理干凈，使用2m3的正鏟挖掘機(jī)裝挖土料，然后使用20t自卸汽車將土料運(yùn)輸至壩上。使用拖拉機(jī)牽引12～18t碾壓設(shè)備進(jìn)行碾壓，并使用2.8kW蛙式夯實(shí)機(jī)進(jìn)行補(bǔ)夯。填筑施工時(shí)，使用平層填筑的方式進(jìn)行施工。由于粘土料場試驗(yàn)區(qū)段含水率在21%～25%之間，所以設(shè)計(jì)最佳含水率為21%。在對(duì)比不同碾壓次數(shù)和鋪土厚度后，最終將鋪土厚度確定為35cm。結(jié)合料場上壩中含水率和料場含水率的編號(hào)情況，將碾壓次數(shù)確定為6遍、8遍、10遍和12遍。在開采時(shí)，不宜傾斜，定期檢查料源中含水率的變化情況。一旦天然含水率大于設(shè)計(jì)中的最佳含水率±2%，要對(duì)料源進(jìn)行翻曬，將干密度控制在1.61～1.63g/cm3之間，將壓實(shí)度控制在0.98～0.99之間。
3.2質(zhì)量管理措施
在巖面或混凝土填土?xí)r，要先在其表面灑水濕潤，涂刷濃泥漿的同時(shí)進(jìn)行鋪土和夯實(shí)施工。不允許泥漿凝固以后再進(jìn)行鋪土和壓實(shí)施工。涂層的厚度控制在3～5mm之間，泥漿的重量比控制在1∶2.6～1∶3.0之間。在進(jìn)行裂隙巖面的填土施工時(shí)，首先進(jìn)行灑水，然后一邊涂刷水泥砂漿，一邊進(jìn)行鋪土施工和壓實(shí)施工。碾壓工作要在砂漿初凝之前完成。將涂層的厚度控制在6～11mm之間。對(duì)于巖石岸坡和防滲體寬度為1.6～2.0m的邊角處，使用小型振動(dòng)機(jī)夯實(shí)，和壩體的搭接寬度>1m。對(duì)于混凝土建筑物、岸坡和摻合土、礫質(zhì)土結(jié)合的`位置，為了防止和粗料直接產(chǎn)生接觸，使用高塑性粘土進(jìn)行填筑，填筑寬度控制在1～2m。在對(duì)混凝土墊層和平坦的基巖的首層土料進(jìn)行壓實(shí)時(shí)，要做好排氣工作。當(dāng)出現(xiàn)爬坡脫空的情況時(shí)，要將補(bǔ)填挖除。在土層表面的水分蒸發(fā)過快，氣候比較干燥時(shí)，對(duì)壓實(shí)表面灑水濕潤后再進(jìn)行鋪料。
在雨季施工時(shí)，日降雨量大于15mm時(shí)，要暫時(shí)停止心墻填筑施工。使用塑料布對(duì)心墻進(jìn)行覆蓋。雨后使用推土機(jī)進(jìn)行刨毛、清面后再進(jìn)行上層的填筑施工。對(duì)于一些無法碾壓到的位置，使用打夯機(jī)夯實(shí)。
3.3檢測施工質(zhì)量
使用“三步檢測”的方法對(duì)粘土心墻的填筑質(zhì)量進(jìn)行檢測。首先檢測料場粘土料的含水率，保證土料的合格性。然后使用環(huán)刀法進(jìn)行常規(guī)取樣，取樣時(shí)根據(jù)手感、目測來對(duì)實(shí)際壓實(shí)效果進(jìn)行判斷，如果涂料壓實(shí)達(dá)到設(shè)計(jì)要求，使用鐵鍬很難挖動(dòng)，土層切割開后土層連續(xù)、密實(shí)，并且表面光滑細(xì)膩，使用手掰土塊時(shí)，會(huì)感覺到抗折力。目測和手感合格后，利用環(huán)刀法對(duì)壓實(shí)的含水率、干密度進(jìn)行檢測。得出試驗(yàn)數(shù)據(jù)后，將質(zhì)量檢測報(bào)告填寫好，并要求監(jiān)理人員進(jìn)行簽證。
4反濾料、過濾料填筑施工管理
在施工時(shí)，使用分層分段的方法進(jìn)行鋪料施工，要等到鋪筑好土料后才能進(jìn)行反濾料的施工。鋪筑好反濾料后，為了防止車輛對(duì)反濾料造成污染，不允許車輛從反濾料填筑層通過。反濾料中混入土料時(shí)，要馬上清理出去。在對(duì)界面的反濾料和過渡料進(jìn)行鋪筑時(shí)。要保持界面清潔，寬度要達(dá)到設(shè)計(jì)要求。通常情況下，填土和反濾料交叉區(qū)域的寬度要是土層厚度的1.4倍以上。雨季施工時(shí)，注意不要將車輪上的泥沙帶入到填料中。禁止大重量汽車從路面通過。在鋪筑反濾料時(shí)，將反濾料中的含水量控制在3.5%以內(nèi)。施工時(shí)，不允許有水分摻入。冬季施工時(shí)，清理干凈填筑料表層的積雪層或冰凍層，確保填筑施工可以達(dá)到規(guī)定要求。施工時(shí)，盡量提高碾壓次數(shù)和碾壓壓力。雨后重新施工時(shí)，要將含水量超標(biāo)的反濾料以及被泥沙污染的反濾料進(jìn)行處理。
5壩殼砂礫料施工質(zhì)量和檢測方法控制
由于壩殼料中的細(xì)料組比較少、粗粒料的含量比較多，并且組粒料的含量缺乏均勻性。在進(jìn)行碾壓試驗(yàn)時(shí)，要將粗粒的含量控制在90%左右。進(jìn)行碾壓試驗(yàn)后，設(shè)計(jì)鋪料厚度控制在70cm左右，碾壓次數(shù)為8次。進(jìn)行填筑時(shí)，從上游逐漸向圍堰側(cè)向左壩段的方向進(jìn)行填筑施工。使用錯(cuò)距碾壓的方式進(jìn)行碾壓施工，錯(cuò)距寬度控制在0.3m以上。碾壓設(shè)備的施工方向和壩軸線的方向平行。使用一噸小型振動(dòng)碾對(duì)防滲墻和壩肩進(jìn)行碾壓。適當(dāng)增加碾壓次數(shù)，在鋪筑上游壩坡和下游壩坡時(shí)，要留出一定的余量。冬季不允許進(jìn)行壩殼料施工。為了防止心墻被凍壞，停止施工前，要保證壩殼料填筑超過心墻的1.6～2.1m。
施工完成后，使用挖坑灌水法檢測壩殼料的顆粒級(jí)配和壓實(shí)相對(duì)密度，并使用表面波壓實(shí)密度儀法進(jìn)行輔助檢查。一般每2000m3抽選出一組進(jìn)行檢測。
6壩殼渣施工管理
壩殼渣施工時(shí)，主要需要做好以下五個(gè)方面的檢測工作：
(1)檢查碾壓設(shè)備的質(zhì)量和規(guī)格、振動(dòng)碾的振動(dòng)力和振動(dòng)頻率;
(2)檢查填筑位置壩料的質(zhì)量以及邊界的控制情況，檢查反濾料和防滲體壩殼料之間的平起關(guān)系;
(3)檢查碾壓參數(shù)和鋪料厚度;
(4)檢查岸坡、壩基和壩體、剛性建筑物的結(jié)合情況，檢查縱向接縫和橫向接縫的處理情況，檢查土砂結(jié)合處使用的壓實(shí)方法以及施工質(zhì)量情況;
(5)檢查填筑料中是否存在夾泥和大直徑石粒集中的情況。
在壩殼渣石料填筑施工時(shí)，重點(diǎn)做好壓實(shí)參數(shù)的控制工作，并根據(jù)規(guī)定要求取樣檢測級(jí)配和干密度，并做好記錄工作。使用挖坑灌水法檢測壩殼渣石料填筑現(xiàn)場的施工密度，檢測后要求試坑直徑是壩料最大顆粒直徑的兩倍以上。
7結(jié)語
本水利工程為了保證大壩填筑施工的施工質(zhì)量，主要從施工技術(shù)、施工質(zhì)量控制、施工質(zhì)量檢測等方面開展管理工作。工程施工完成后，管理效果良好，值得類似工程借鑒引用。
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