摻水泥填筑砂卵石施工工藝淺談

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(中國水利水電第七工程局有限公司，成都，610023)

1 概述

大渡河安谷水電站工程是大渡河干流梯級開發(fā)中的最后一級，壩址位于樂山市市中區(qū)與沙灣區(qū)接壤的安谷河段生姜坡，距上游在建沙灣水電站約35km。該電站工程開發(fā)任務(wù)為發(fā)電、防洪、航運(yùn)、灌溉和供水等，采用混合式開發(fā)方式，水庫正常蓄水位398.00m，總庫容約6330萬m3，電站裝機(jī)共五臺。其中，大機(jī)組容量4×190MW，設(shè)計(jì)引用流量2576m3/s；小機(jī)組容量1×12MW，設(shè)計(jì)引用流量64.9m3/s。

根據(jù)設(shè)計(jì)藍(lán)圖要求，泄洪沖砂閘1#、2#閘室底板、儲門槽壩段(壩橫0+77.00m～壩橫0+88.00m)、廠房尾水反坡段左墻、右岸護(hù)坡(樁號0+000.00～樁號0+003.00m)等部位底板基礎(chǔ)，均采用摻水泥砂卵石填筑(水泥摻量5%)，總計(jì)填筑工程量約3.75萬m3。

摻水泥填筑砂卵石主要技術(shù)要求為：砂卵石料采用天然級配，最大粒徑300mm，小于5mm含量為14%～28%，小于0.075mm含量小于5.0%。加入砂卵石重量5%的水泥，攪拌均勻后分層碾壓密實(shí)；碾壓后砂卵石設(shè)計(jì)干容量不小于2.30t/m3，相對密度≥0.8。

摻水泥填筑砂卵石主要施工流程為：場地平整、基礎(chǔ)驗(yàn)收、填料準(zhǔn)備、攤鋪整平、分層碾壓及檢測合格等。具體詳見圖1。

圖1 施工流程

2 施工方法

2.1 場地平整與壓實(shí)

試驗(yàn)場地按要求進(jìn)行平整處理。首先清除松散的砂卵石層，采用裝載機(jī)填平補(bǔ)齊后，用自行式振動碾靜壓6遍，再鋪筑20cm厚的砂卵石料，振動碾強(qiáng)振12遍，經(jīng)現(xiàn)場檢測試驗(yàn)場地基礎(chǔ)干容重為2.31t/m3。形成碾壓試驗(yàn)場地后，布設(shè)測量方格網(wǎng)。測量其表面高程平整度在±5cm內(nèi)，符合設(shè)計(jì)技術(shù)要求，進(jìn)行分條、分塊，場地平面布置完成后進(jìn)行填筑鋪料。

2.2 填筑料選擇及鋪筑

填筑料料源選取廠壩基坑開挖級配較好的料物，對粒徑大于300mm的料物進(jìn)行篩分。將篩分好的料物運(yùn)至事先準(zhǔn)備好的拌合場地，按照設(shè)計(jì)要求摻入砂卵石重量的5%水泥，同時(shí)結(jié)合已完成的試驗(yàn)大綱技術(shù)要求，每m3砂卵石需摻入122kg水泥攪拌均勻，方可滿足質(zhì)量要求。隨后根據(jù)料物的天然含水情況，選擇是否需要加水，確保填筑料碾壓密實(shí)。

填筑料拌合均勻后，由25t自卸汽車運(yùn)至需要填筑的施工區(qū)域。填筑前，務(wù)必將填筑部位的松散渣料清理干凈。自卸汽車將填筑料卸下后，由ZL-50裝載機(jī)攤鋪找平(如填筑區(qū)域較大，可采用推土機(jī))，現(xiàn)場質(zhì)檢員隨時(shí)用鋼卷尺測量，控制厚度不超過每層80cm。

2.3 碾壓施工

碾壓采用18t震動碾。碾壓行車速度控制在2km/h～3km/h，碾壓遍數(shù)為靜壓2遍，振動碾壓8遍。為避免碾壓時(shí)產(chǎn)生側(cè)向抗壓，試驗(yàn)區(qū)的兩測預(yù)留出一個(gè)碾寬，順碾壓方向的兩端預(yù)留8m作為非試驗(yàn)區(qū)，滿足停車和錯車需要。

對于碾壓區(qū)邊緣及轉(zhuǎn)角部位等大型碾壓機(jī)械難以施工的死角，采用HW70蛙式打夯機(jī)進(jìn)行施工。

2.4 沉降值測定

在碾壓前后，分別用全站儀測量高程，控制鋪筑厚度，配合人工鋼卷尺測量，測得碾壓后的沉降值(具體見表1)。

表1 碾壓后沉降值統(tǒng)計(jì)

填筑料源摻水泥砂卵石填筑料鋪層厚度(cm)80碾壓遍數(shù)2+8沉降值(cm)5 36 84 9平均沉降值(cm)5 7

2.5 取樣檢測

砂卵石料在摻和水泥碾壓前進(jìn)行顆粒篩分，測出其顆粒分布范圍和含水率；摻和水泥碾壓后取3個(gè)試樣，采用灌水法分別測定壓實(shí)后的濕密度。摻和水泥碾壓后的含水率，以摻和水泥碾壓前的含水率代替(其中，20mm以下顆粒按實(shí)測值計(jì)；20mm以上顆粒含水率綜合考慮施工現(xiàn)場水平及外界因素，取值按1.5%計(jì))(具體見表2)。最后對碾壓后的填筑體進(jìn)行干密度試驗(yàn)(具體見表3)。

表2 填筑料摻水泥拌和碾壓前級配篩余試驗(yàn)成果匯總

鋪筑厚度(cm)碾壓遍數(shù)試驗(yàn)坑號累計(jì)篩余(%)>10080～10060～8040～6020～4010～205～102～51～20 5～10 25～0 50 1～0 250 075～0 1﹤0 075設(shè)計(jì)指標(biāo)10065～100/43～77/23～4618～3814～28/////0～5802+8①10083 576 466 249 736 827 824 520 819 215 79 84 72 2②10082 475 265 445 836 428 124 221 418 315 29 65 02 3③10083 278 466 850 336 728 625 122 019 516 29 64 92 3

表3 填筑料干密度檢測結(jié)果匯總

填筑料源摻水泥砂卵石填筑料鋪料厚度(cm)80碾壓遍數(shù)(N)2+8檢測項(xiàng)目濕密度(g/cm3)砂卵石摻水泥前含水率(%)干密度(g/cm3)試坑編號123123123單值2 3962 4442 4163 74 74 32 312 332 32平均2 4194 22 32

3 質(zhì)量控制措施

施工時(shí)嚴(yán)格按照圖紙和施工技術(shù)規(guī)范進(jìn)行。填筑時(shí)嚴(yán)格控制填料質(zhì)量及填料的含水量，并選擇合適的壓實(shí)時(shí)間；做好試驗(yàn)場地周邊和場內(nèi)排水，確保參數(shù)準(zhǔn)確?，F(xiàn)場試驗(yàn)時(shí)，認(rèn)真、及時(shí)地填寫試驗(yàn)過程中的各類數(shù)據(jù)，以保證填方試驗(yàn)段成果的真實(shí)性、可靠性。

由于填筑料采用摻水泥攪拌工藝，因此務(wù)必不能雨天施工，填筑料要隨用隨拌，如填筑料天然含水量合適，盡量不要加水，否則控制難度極大。

4 經(jīng)濟(jì)效益評價(jià)

摻水泥填筑砂卵石，不但在施工工藝方面操作簡便，在成本控制上，也較同強(qiáng)度基礎(chǔ)混凝土低廉許多。具體詳見表4。

表4 摻水泥填筑砂卵石施工成本節(jié)約表

項(xiàng)目名稱工程量(m3)單價(jià)(元)合價(jià)(萬元)C20混凝土37500236885摻水泥填筑砂卵石37500110412 5成本節(jié)約(萬元)472 5

通過表4反映出，摻水泥填筑砂卵石確實(shí)在保證工程質(zhì)量的同時(shí)，極大地節(jié)約了工程投資。

5 結(jié)語

通過對安谷水電站摻水泥砂卵石料填筑碾壓工藝的總結(jié)，摸索出一套適合于該工藝施工的施工方案和機(jī)械配置方式，獲取滿足設(shè)計(jì)要求的碾壓結(jié)果，得出摻水泥砂卵石料填筑的施工參數(shù)，以便同類型工程借鑒。