陳蘭芳
(福建省龍巖市水利水電工程處,福建 龍巖364000)
砌石拱壩在中小型水利水電工程中因便于就地取材、節(jié)約三材、節(jié)省投資,壩頂可以溢流,同時在施工導流和度汛較易解決等優(yōu)點,是經(jīng)濟又安全的一種壩型,因此獲得了廣泛采用。但在施工過程中,如不注意施工方法,將會影響壩體的穩(wěn)定和整體的防滲。
壩址河谷呈“V”字型,谷底寬6 ~13 m,壩址基巖巖性主要為二疊系蛟洋苦竹山單元(PK)粗粒鉀長花崗巖;河床大部分基巖裸露,局部為第四系沖洪積層所覆蓋,主要成分為沖洪積砂、礫卵石、漂石等。在開挖過程中,整個大壩分二期開挖,一期593 m以下壩基,二期593 m以上基礎??傆嬮_挖土石方有約7.7 萬m3。
大壩基礎開挖采用先岸坡后河床,即采用“自上而下”的施工方案,以及大壩基礎開挖施工的有關規(guī)范要求,大壩基礎開挖先從兩岸頂部開始,河床壩基開挖采取上、下流做圍堰施工。
兩岸壩基開挖采用“自上而下、分層作業(yè)”的方法,在開挖過程中,先開挖左右岸坡,然后河床開挖,同時出碴作業(yè),分層開挖。
嚴格按設計及水工現(xiàn)行規(guī)范和招標文件的有關技術規(guī)定進行施工,對節(jié)理裂隙發(fā)育和軟弱的巖體,不良地質地段的巖體以及光滑面的打毛,按水工建筑規(guī)范的常規(guī)處理,嚴格控制建基面的徑向、平整度以及邊坡開挖。土方采用2 臺挖掘機開挖(一臺Pc320 型,一臺Pc200 型),裝載機ZL502 臺裝載運土。石方則分右岸、左岸和河床石方開挖:
1)左、右岸石方開挖:石方開挖采用4 臺YT—24 型氣腿式風鉆鉆孔,普通雷管起爆,二臺挖掘機和二臺ZL50 裝載機共同裝碴?;A開挖采用預留保護層淺孔爆破法,開挖基礎預留1.2 m保護層,采用淺孔小炮自上而下逐層開挖,在建基面以上0.5 m范圍,采用人工撬挖,高壓水槍沖洗,人工清理。
2)河床石方開挖:河床石方采用“先鋒槽”的形式,然后逐步擴大,樣有利于排水。河床采用淺孔爆破為主,挖掘機裝碴,人工清理為輔,對裂隙夾泥采用人工挖除,高壓水槍沖洗。
3)斷層開挖:開挖之后基礎暴露出來的裂隙、斷層破碎帶、軟弱夾層等不良地質問題,按設計要求認真處理,主要采用風鎬和人工撬挖相結合方法,嚴格按有關規(guī)程、規(guī)范及設計圖紙的要求進行刻槽挖除軟弱泥石夾層[1]。
岸坡的覆蓋層由挖掘機翻碴至壩端下游側部位,再由裝載機出碴。岸坡石方開炸后由挖掘機直接翻碴至壩端下游側河床底部,由裝載機出碴??衫玫氖赀\往使用地點堆放,不可利用的石碴運往下游堆碴場。
1)壩體面石砌筑根據(jù)已測量放樣所給的數(shù)據(jù),采用二順一丁砌筑,力求使壩面連續(xù)、光滑平順,如有誤差應及時調整。
2)面石平縫寬1.5 ~2 cm,橫縫在層高上應基本一致。不得在面石底部墊塞片石。
3)面石豎縫寬度為2 ~3 cm,且豎縫在上、下層位置錯開。
4)壩面倒懸砌筑時,每層挑出的寬度不得超過該條石寬度的1/5,且面石應超前壩腹砌筑,在面石砌筑完后,應及時填筑腹石及混凝土澆筑。
5)面石座漿及勾縫砂漿其標號均為M10.0,在砌筑時砂漿標號不得低于設計要求,勾縫砂漿均應單獨拌制,少拌快用。
6)勾縫砂漿均用較細的砂,且采用較小的水灰比。
7)勾縫前必須將槽縫沖洗干凈,不得殘留灰渣和積水,并保持縫面濕潤。勾縫時分幾向縫內填充壓實,直到與壩面平齊,然后壓光,并保持21 d濕潤養(yǎng)護。
8)清縫深度不得小于縫寬的2 倍(一般平縫1.5~2 cm,豎縫2 ~3 cm),縫寬不得小于砌縫寬度,一般水平縫深≥4 cm,豎深≥5 cm。
工作面處理是直接關系到壩體防滲和層間抗滑及壩體穩(wěn)定。因此,砌筑腹石前,工作面應先鑿去已凝固的浮漿,并進行沖洗、揩干,并鋪8 cm 左右的混凝土,以蓋住凹凸不平的層面為度,使新舊砌體緊密結合。
毛塊石大面朝下,錯縫搭接,孔縫不宜太稀太密,一般縫寬為8 ~10 cm,力求縫緊漿飽,每層石料大致等厚,層面保持向上游大致呈1∶10 ~1∶20的傾斜坡,即迎水面略低于背水面。上、下游側面毛塊石不宜貼近面層及丁石,應留一道約20 cm寬的空間,以利混凝土充填,形成“防滲墻”;兩岸壩肩應預留50 cm的空間回填墊層混凝土。
先將吊車上的混凝土倒在鐵板上,拌均勻,防止粗細骨料分離;先鏟入毛塊石三角縫中一半高度的漿,讓其先振搗,不得一次性將漿鋪滿,以防止漏振。
漿末滿縫深一半時不得塞片石,讓其先振搗;片石應比毛塊石縫小一些,豎直插下,然后鏟入細石混凝土進行振搗,塞片石要配合振動進行,不允許亂疊亂放。振搗一般控制在20 ~30 s左右,以混凝土不冒氣泡并開始泛漿為度。
在施工時應保證每次砌筑前有5 ~8 m長壩段倉面已打毛(或沖毛)完畢,且在已打毛(沖毛)的層面上應沖洗揩干,不得有積水。
竹背水庫大壩砌筑時是先進行兩側面石超前砌筑1 ~2 層(約1 m高),待面石砂漿達到一定強度后,再進行腹石的鋪砌,這樣不僅方便了壩體的施工放樣,還由于砌筑腹石已在兩側面石中間,無砌體施工放樣干擾及膠結材料漏失之慮,故可提高了腹石的砌筑效率。當砌筑過程中因故臨時間斷時,應留階梯形斜槎,當采用分條間歇施工時,縱縫和徑向縫均應錯開1.0 m以上,不允許出現(xiàn)上下、徑向的通縫。
兩岸壩肩與基巖結合面處理得好壞,直接關系到大壩的安全,施工時應認真細致做好:本工程是先進行壩體砌石,在壩體兩岸壩肩基巖之間留下混凝土勢層厚度的空隙(約0.5 ~1.0 m),每砌筑1 ~2 層高度后,進行一次混凝土勢層的澆筑而毋需立模。
石料要求>40 cm的質地堅硬、新鮮完整標號達400#的巖石,進壩前沖洗干凈,不含有黏土、苔蘚等雜物。
石子粉末含量控制在8% 左右,含泥量低于1%,針片狀含量≤2%,無風化,硬度高,且級配良好。砂含泥量<1.0%,顆粒堅硬,級配良好,本工地的砂主要為天然河砂的中砂。
水泥各項技術指標應達到符合現(xiàn)行國家標準所提出的規(guī)定,同時在運輸、儲存、使用也應符合相關要求。嚴格按照混凝土施工配合比配料,不得隨意增減數(shù)量,水泥、砂、碎石應同時放入,其拌和時間≥2 min,坍落度3 ~5 cm,施工過程中原材料呂質的變化要及時調整配合比。
為防止壩體開裂,可采取的措施:①當氣溫接近年最高溫度時,停止砌筑;在氣溫超過年平均氣溫的季節(jié),可分段澆筑,分段長度約為20 m,到氣溫接近或略低于年平均氣溫時封拱;當氣溫低于年平均氣溫時,施工不分縫。②壩體全年施工,砌筑時壩體分縫,在氣溫等于或略低于年平均氣溫時封拱。
砌石拱壩的工程質量應從對原材料的選用、砂漿或混凝土的配制、石料鋪砌、砌體養(yǎng)護等各施工環(huán)節(jié)實行質量控制,在施工進行中,認真地落實質控措施,防患于未然,對進一步提高砌石拱的施工質量是可以做到的。
[1]馬世茂,哩玉華,孟明霞. 漿砌石拱壩施工方案[J]. 河南水利與南水水調,2009(07):100-102.