黑龙江省水利水电集团有限公司 黑龙江哈尔滨 150040
摘要:作为我国基础设施之中重要的一环,水利工程在人们日常生活中发挥了非常巨大的作用。同时,作为国家综合实力的象征,水利工程的建设质量也对我国的经济发展产生了重要的影响。随着我国经济的不断发展,对水利工程建设质量的重视程度也随之提升。作为水利工程建设最为核心的施工内容,大坝填筑的质量将直接关系到水利工程的整体质量,因此,对其施工技术进行研究具有非常深刻的现实意义。
关键词:水利工程施工;大坝填筑;施工技术
引言
相较于其他水利工程而言,水利大坝工程具有施工难度高、工序流程复杂、施工技术多样等施工特征,时常受到人为、技术等多方面因素的影响干扰而出现各类施工问题。针对于此,唯有结合实际施工情况,制订具有高度合理性、可行性的水利大坝填筑施工方案,对各项施工技术进行全面深入了解,才能从多角度、多领域提升水利大坝工程的施工质量,推动我国水利工程的规范化发展。
一、工程概况
某水库大坝是以城市供水、农业灌溉以及产业供电等综合功能为一体的控制性水利工程。碾压重力混凝土为电站修建与坝体施工过程中的主要模式,混凝土施工量约12.8m。在运行过程中水库大坝的主要参数有电站引水进口。左右挡水坝段、溢流坝段和排沙孔坝段等。整理统计水库大坝的整体尺寸,大坝坝顶、底宽分别为6.5m、60m,大坝常约为220m,最大高度为60m。在施工过程中由于采取填筑碾压技术,从而使得大坝混凝土填方量增大3.2万m3,坝顶高程提升至380m。在填筑碾压混凝土施工过程中由于用水量较少且水泥用量较低,因此为保证混凝土强度并降低反应物水化热,在新拌混合物中需要项目监管人员添加约120kg/m3的粉煤灰,从而提高混凝土的自然散热能力。
二、施工条件分析
1、气象条件。此地多年平均降雨量1468.0mm,最大降雨量2343.7mm,最小降雨量832.5mm,最大24小时降雨为234mm。本流域年内分配极不均匀,4月~9月为雨季,降雨量约占全年降雨量的76%,其中5月~6月降雨量占全年降雨量30%,10月至翌年3月为旱季,降雨量约占全年降雨量的24%。由于年内降雨分配不均,加之强度大,主汛期雨量集中,极易造成洪涝灾害。
2、工程地质。坝址处地层由上至下划分为第四系冲洪积层(Qal+pl)、第四系坡积土(Qdl)、燕山三期(γ52(3))花岗岩。花岗岩按其风化程度分为全风化花岗岩、强风化花岗岩和弱风化花岗岩。溢洪道地层岩性为花岗岩,自上而下为坡积土层,全风化层、强风化层,弱风化层。
三、水利工程大坝填筑施工技术要点
1、准备施工材料。在工程施工的准备阶段,需要结合实际情况,提前做好材料准备工作。目前来看,我国多数水利大坝工程普遍采用了在施工现场开采材料的作业方式,并主要分为立面土料以及平面土料开采作业形式。在开展施工材料立面开采作业时,由于这一作业形式并不会受到外界因素(如气候因素)的强烈干扰,因此,所开采的施工材料的整体性能与含水量均能得到有力保障。此外,施工材料中开采作业模式的场地限制条件较少,可选择配置相关施工机械设备开展材料机械(如推土机等)与运输装卸作业,大幅提高材料开采效率。
2、土方填筑
2.1土料填筑各工序施工方法。考虑到施工实际情况及进度要求,土坝填筑分段进行填筑。施工中相邻各施工段形成流水作业,均衡上升。如有接缝时,以1∶3~1∶5的坡度斜坡面相接。填筑施工工序见图1,合理安排,确保各工序流水作业。
图1 填筑施工工序图
2.2卸料铺土。用自卸汽车将土料运至填筑现场,沿坝轴线方向采用进占法卸料,土料用推土机摊铺,每层摊铺厚度不大于现场碾压试验确定的铺土厚度,铺填宽度应超出设计线0.5m~0.8m,以利于对设计边坡的夯实和修整。
2.3土料含水量检测。土料铺填过程中要对土料的含水量进行检测,当土料含水量小于允许含水量范围下限时,采取在土料表面洒水的方法提高土料含水量;当土料含水量高于含水量允许范围上限时,用挖土机对其翻晒以降低土料含水量。
3、碾压技术要求。水库大坝施工技术人员在建设项目开支开始后建立有针对性的管控体系,从技术要求的角度提升项目的有效性与整体运行机制,技术人员根据项目实际需求构建更加完整的管理层结构与管控体系。首先,技术人员集中管控项目施工过程中的物料,尤其是要集中铺设临时细料,从而保证有关标准与项目实际情况的相符,并且有序进行混凝土用水量、铺设规范度以及操作运行流程等工艺。另外,从中心线方向开始确定集中碾压石料位置,如果在处理过程中存在振动碾压忙点应有效调控小规模振动,从而保证按实际运行体系开展各项监督工作,构造更加符合项目实际情况的系统化管理模型。
4、接头处理。在多数水利大坝工程中,为追赶施工工期、提高施工效率,施工方普遍选择开展分期协同施工作业,例如制订上游、中游以及下游施工方案,并组织协同施工。而在不同水利大坝施工节段之间的接头区域中,时常出现填筑料未开展压实处理作业、坝料较为松动等施工问题。针对于此,需要着重开展水利大坝接头处理作业。在填筑坝料作业环节中,需要确保其所划定的不同施工节段条线与大坝轴线相互平行,并结合实际施工情况,设置不同施工节段之间的合理高差。而在接头处理环节中,应制定相对较为合理的接坡坡比、平坡坡比,随后采取合理的接头处理方式。
5、防护以及质量鉴定。在多数水利大坝工程中,由于追赶施工工期,施工方普遍选择开展分段填筑施工作业,且不同施工节段之间会彼此造成一些干扰,从而出现各类施工问题。因此需要填筑坝料作业完成后,组织开展坡面整理作业,为碾压作业的开展提供前提基础,为其施工质量提供有力保障。此外在碾压作业环节中,也需要结合实际施工情况,适当开展洒水作业,且对洒水量进行合理控制(避免因洒水量过多导致其所铺设的填料之间、填料与碾压机械设备之间出现粘连施工问题)。在完成水利大坝填筑碾压作业后,也需要采取适当的防护措施,确保施工成果不会受到外界环境的干扰影响,例如在填料层上铺设适当数量的乳化沥青等。
四、水利工程大坝填筑施工注意事项
1、保证混凝土面清洁。在进行高塑性粘土填筑之前,施工人员首先要保证混凝土面与土料之间的连接质量,并对混凝土面进行清理,将混凝土面上存留的杂物及灰尘等清除干净,为后续施工做好准备,以确保在浓泥浆涂刷的过程中不会出现质量问题。
2、处理粘土脱空。在施工过程中,接触粘土施工时常常会出现脱空的情况,也就是高塑性粘土在涂刷的过程中并没有与压板形成全面的结合,施工人员需要对脱空的位置进行清理,确保结合处能够满足施工的标准后重新对其涂刷泥浆并填补粘土。
3、调节对高塑性粘土含水量。为了更好的提升水利工程大坝填筑施工的质量,施工人员需对高塑性粘土进行提前储备,并在施工前对其含水量进行科学的调节。如果发现粘土含水量偏低,则需要施工人员定期对其进行洒水,以保证其质量可以满足施工需求,之后才能进行填筑。
结语
坝体填筑应针对坝体施工中的薄弱环节按一般规定与填筑施工方法及工艺执行,还应考虑结合部位的处理。如处理不当,将可能形成渗流通道,引发防渗体渗透破坏及垮坝。施工过程中,要严格按照碾压式土石坝施工规范执行。此水库大坝工程土方填筑分段进行,自卸汽车运输土料、振动压路机压实,确保大坝土方填筑施工的安全顺利实施。
参考文献:
[1]黎建彪.填筑水利大坝施工技术探究[J].区域治理,2019(49):224.
[2]李丽琴.浅谈水利水电工程大坝填筑施工技术和方法[J].房地产导刊,2019(35):164.