糯扎渡心墙堆石坝接触性土料碾压工法优化

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  摘 要:土石坝填筑过程中,左右岸坡衔接部位处理至关重要。压实度过高,出现接触土料板结,柔韧性变差,易因贴坡混凝土变形引起土料开裂;压实度不够,易造成渗透系数不满足要求,出现渗流破坏。对此,土石坝岸坡接触性土料的碾压参数控制尤其重要。
  关键词:接触土料 凸块碾 顺水流向 错距静碾
  中图分类号:TV443 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2013)03(b)-0053-02
  1 工程概况
  糯扎渡水电站是澜沧江中下游河段八个梯级规划的第五级,电站距上游大朝山水电站河道距离215 km,距下游景洪水电站河道距离102 km。糯扎渡水电站属大Ⅰ型一等工程,主要挡水建筑物心墙堆石坝坝高261.5 m,为国内在建的最高掺砾土心墙堆石坝。设计要求坝基及两岸坡连接部位(心墙区与岸坡连接段、垫层混凝土上部0~2.0 m范围)填筑接触性土料。
  2 设计技术指标
  糯扎渡昆明院设代处下发的《心墙堆石坝坝体填筑技术要求》明确接触土料技术指标如表1、2。
  3 碾压试验确定的碾压施工参数及质量控制标准
  碾压试验选择20 cm和25 cm两种铺层厚度,6遍、8遍、10遍三种碾压遍数,共6场碾压试验和一场复检碾压试验,每场次碾压试验用环刀法取3组试样测定含水率和干密度。试验用料击实试验得出最大干密度ρdmax=1.67 g/cm3,最优含水率Wop=20.3%,土料天然含水率平均为24%,土料经开采混合、运输并铺填作业碾压后,含水率为20.9%~22.9%,损失率约1%~2%,碾压含水率处于Wop+1%~3%范围,无须进行含水率调节。原位垂直渗透试验渗透系数K20=1.8×10-6cm/s,满足设计要求。
  经分析比较,拟选铺土厚度25 cm,碾压8遍的施工参数(如表3)。
  后期因掺砾土料铺土厚度调整至27 cm,为使其铺土厚度与掺砾石土料匹配并便于施工,接触粘土铺料厚度改为27 cm,并与掺砾石土料一块用SANY-YZK20CT凸块碾碾压10遍,经现场加密检测压实度满足设计要求后,批复同意使用该施工碾压参数(如表4)。
  4 接触粘土原填筑施工工法
  (1)施工准备:依据设计图纸进行现场测量放样并经监理复核无误;垫层混凝土表面水泥基涂刷完成,且养护48 h,并验收合格。
  (2)泥浆涂刷:接触粘土铺料前,根据设计要求,先在垫层混凝土表面涂刷一层5 mm厚的浓稠泥浆(其水与粘土的比例通过生产性试验确定),且边涂刷泥浆边铺盖接触粘土。涂刷泥浆前须保持垫层混凝土表面湿润,以确保接触粘土与混凝土面能够较好的粘接。
  (3)卸料与平料:接触粘土采用后退法卸料,20 t自卸车运输,推土机平料,随卸随平。
  (4)接触粘土料铺料顺序及厚度:在接触粘土铺层厚度为15 cm、掺砾土料铺层厚度为30 cm时,先铺填碾压一层接触粘土,经压实度检测和验收合格后,再铺设掺砾土料与第二层接触粘土并依次碾压。在掺砾土料和接触粘土铺料厚度均改为27 cm后,先铺掺砾土料,后铺接触粘土。
  (5)碾压。
  ①河床底部接触粘土碾压:采用柳工856装载机轮胎顺坝轴线方向碾压10遍,行驶速度控制在2 km/h以内。
  ②左右岸坡接触粘土碾压:接触粘土铺料厚度为15 cm,采用柳工856装载机轮胎顺河流方向碾压10遍。接触粘土铺料厚度改为27 cm,与掺砾土料层厚一致后,接触粘土与掺砾土料一次用20 t凸块碾振动碾压10遍,仅与岸坡接触部位80~100 cm宽范围内用柳工856装载机轮胎顺河流方向碾压10遍。
  (6)结合面处理。
  ①结合面刨毛:采用推土机进行表面推毛。
  ②结合面补水:压实合格面补水采用4~12 t洒水车均匀洒水,根据经验观察合适为止。
  5 接触土料碾压过程中存在的问题及影响因素分析
  通过试验检测及现场坑测检查,接触土料与岸坡连接部位轮胎碾压效果欠佳,局部存在欠压密情况。其原因:(1)未固定专用18 t轮式装载机碾压,现场采用的16.5 t轮式装载机碾压功率偏小。(2)与岸坡连接部位接触土料雍起部分未清理到位,土层偏厚。(3)雨季后近期接触土料采区含水率波动较大。
  6 接触性土料调整后碾压方案
  (1)接触土料铺料宽度不少于2.5 m,20 t振动凸块碾碾压掺砾土料时应延伸至接触土料区0.5 m,碾压参数不变。
  (2)接触土料压实不到的边角地带(沿垫层混凝土岸坡顺水流方向)应加强碾压,采用20 t振动凸块碾横向进退静碾6遍,碾压时尽量贴近岸坡混凝土面,碾压宽度2.0 m,凸块未碾到部位,应掉头错距静碾6遍。
  (3)现场应设专人及时清理雍高土体,满足铺层厚度27 cm的要求。
  (4)现场加强接触土料天然含水率试验检测,对天然含水率大于最优含水率3%,应提前采取翻晒等降水措施。
  7 结语
  通过对接触土料碾压参数的优化与调整,接触土料压实度、渗透系数均满足设计要求。参数的选用可作为同类坝型碾压参数的参考指标。
  参考文献
  [1]心墙堆石坝坝体填筑技术要求(0346-s-sq-3)[S].中国水电顾问集团昆明勘测设计研究院,2008.
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