摘要：混凝土面板砂砾石填筑质量的控制直接关系到坝体的施工后沉陷与位移，对混凝土面板的质量和大坝的安全稳定起直接影响。现场通过从施工过程控制和现场取样试验的双控措施，以施工过程控制为主，对坝体填筑质量进行控制。
关键词：混凝土面板砂砾石坝；碾压试验；质量控制
1 前 言
混凝土面板砂砾石坝是以砂砾石为支承结构，在其上游表面浇筑混凝土面板作为防渗结构的堆石坝。主要由堆石体和防渗系统组成，即：面板、趾板、垫层、过渡层、主堆石区、次堆石区组成。
混凝土面板砂砾石坝填筑质量的控制直接关系到坝体的施工后沉陷与位移，对混凝土面板的质量和大坝的安全稳定起直接影响。
2 工程概况及坝体分区
额敏县额敏（兵地、辽阳）工业园区供水工程（一期）水库建成后将成为马拉苏河上的唯一座控制性水利枢纽，是一座以以工业、城镇生活供水和灌溉为主，兼顾防洪、发电等综合利用任务的水利枢纽。水库总库容为3254×104 m³。水库枢纽由大坝、放水隧洞、导流冲砂隧洞和溢洪洞组成，工程规模属Ⅲ等中型，本工程坝高超过70m，大坝级别提高一级，为2级，永久性主要建筑物溢洪洞、导流冲砂隧洞、放水隧洞级别为3级，次要建筑物和临时建筑物级别均为4级。大坝上游坝坡坡比1：1.6，下游坡为1：1.4，在下游坡面设永久上坝道路。大坝地震设计烈度为6度。
图1大坝典型断面图
本坝体填筑从上游向下游分为（如图1）：
IB区：上游盖重区。作用是稳定上游铺盖区边坡。
IA区：上游铺盖区又称防渗补强区，采用土料回填，作为补充防渗体。
IIA区：垫层区。位与面板下游侧，是防渗面板的可靠基础，也是坝体防渗的第二防线。
IIB区：特殊垫层区。位于周边缝下游侧。
IIIA区：砂砾石区。主要作用起到面板的支撑。
IIIB区：爆破料填筑区，位于砂砾料区下游。
IIIE区：滤水坝趾区，主要作用是将可能的渗水排至坝外。
3 设计填筑标准
（1）垫层区（IIA区）：垫层料水平宽度取3m，具有足够的抗剪强度，必须具有半透水性，满足渗透稳定可靠性。Dma≤80mm，小于5mm的颗粒含量为35～55%，粒径小于0.075mm的颗粒含量＜8%，相对密度≥0.85，渗透系数K=1×10-3cm/s。
（2）特殊垫层料（IIB区）：特殊垫层料高度2m，顶部水平宽度3m。Dma≤40mm，小于5mm的颗粒含量为40～60%，粒径小于0.075mm的颗粒含量＜5%，相对密度≥0.85，渗透系数K=1×10-3cm/s。
（3）砂砾石区（IIIA区）：砂砾料Dmax〈600mm，小于0.075mm的颗粒含量＜5%，相对密为0.85，渗透系数K≥1×10-2cm/s。
（4）爆破料填筑区（IIIB区）：采用溢洪道及导流、放水洞爆破料填筑，爆破料最大粒径小于600mm，小于0.075mm的颗粒小于5%，n＜23%.
（5）滤水坝趾区（IIIE区）：滤水坝址区料d=10~600mm，孔隙率n=25%，渗透系数≥1×10-1cm/s。
4 碾压试验 机具选择及碾压参数
（1）垫层料采用龙工（上海）路机械制造有限公司生产的型号为LG520B型20t自行式振动压路机，行走速度为2.0～2.4km/h，铺料厚度45cm，碾压6遍。
（2）砂砾料采用陕西中大机械集团湖南中大机械制造有限公司生产的型号为YZ32Y2型32t自行式振动压路机，行走速度为2.0～2.4km/h，铺料厚度选择90cm，碾压8遍。
（3）爆破料采用陕西中大机械集团湖南中大机械制造有限公司生产的型号为YZ32Y2型32t自行式振动碾，行走速度为2.0～2.4km/h铺料厚度选择90cm，碾压8遍。
5 施工方法
大坝砂砾石料、爆破料、铺盖料、盖重料、滤水料均采用进占法的卸料方式。垫层料、过渡料用后退法为主卸料，即在已压实的层面上采用进占法以及后退卸料形成密集料堆，再用推土机平料，这种卸料方式可减少填筑料的分离，对防渗、减少渗流量有利。见图2图3
图2 坝料铺料方式示意图
图3 挤压边墙、垫层料、砂砾石料填筑顺序图
6 填筑质量控制
混凝土面板砂砾石坝坝体填筑质量控制，直接关系到坝体的施工后沉陷与位移，对混凝土面板的质量和大坝的安全稳定起直接影响。所以大坝坝体填筑质量控制是本工程施工质量控制的重点。
针对该重点，坝体填筑施工质量采取施工过程控制和现场取样试验的双控措施，以施工过程控制为主。施工过程控制包括料源、开采工艺、填筑施工工艺及参数等。
6.1 测量放线施工过程控制
对于大坝填筑放样，平面点位放样可根据场地作业条件采用全站仪坐标法和边角后方交会法进行，高程放样可采用几何水准测量的方法进行。相对于邻近基本控制点各层填料分界线、边线的平面和高程点位中误差不超过±30mm。
6.2 料源控制
砂砾石料：143.4万方，从C1-2砂石料场挖运，储量和质量满足坝壳料要求；爆破料：13万方，主要采用导流洞、大坝坝体、趾板基岩开挖料；垫层料、滤水料、特殊垫层料：共计16.7万方，主要从C1-2砂石料场开采，采用简约筛分后直接上坝，储量和质量满足坝壳料要求；铺盖料：8.57万方，主要采用上游围堰拆除渣料，及导流洞进口渣料；盖重料：5.84万方，从T2土料场挖运；砼骨料：选择从C1-2砂石料场筛分加工，成品料运至拌合系统，储量和质量满足砼骨料要求。
6.3 坝料运输及卸料
大坝砂砾石料、爆破料、铺盖料、盖重料、滤水料均采用进占法的卸料方式，起层时先按2～3m梅花型间距采用后退法卸料，推土机平层，当填筑面积足够后，车辆在填筑层上采用进占法卸料，这样有利于工作面的推平整理，提高碾压质量，同时，细颗粒与大颗粒石料间的嵌填作用，有利于提高干密度，确保填筑质量。
垫层料、过渡料用后退法为主卸料，即在已压实的层面上采用进占法以及后退卸料形成密集料堆，再用推土机平料，这种卸料方式可减少填筑料的分离，对防渗、减少渗流量有利；
6.4 铺料厚度控制
已填筑的坝面上不同部位设置层厚控制标杆，推土机操作手根据标杆上标识的厚度进行平料，并在平料的过程中，现场施工员随时检查其铺筑厚度，及时进行纠偏，铺筑厚度误差不超过±5cm；
6.5 坝料碾压
坝料的水平碾压，根据不同坝料，分别采用不同碾型进行碾压。垫层料、过渡料采用22t振动平碾；砂砾石料、爆破料采用32t振动平碾进行碾压。碾压方式沿平行坝轴线方向按进退错距法进行来回碾压，振动碾行进速度控制在2.0～2.4km/h。对不同料区结合部、填筑分区结合部、岸坡结合部等坝体填筑的薄弱环节，采取相应的铺料、碾压措施，并严格监管；垫层料上游坡面采用挤压边墙约束垫层料填筑施工，确保垫层料碾压密实。
6.6 现场试验
根据《塔城地区额敏县玛热勒苏水库工程料场复查报告》中提到的物理力学指标，通过碾压试验确定“P5含量～干密度～相对密度”
控制曲线（见图4图5）。
图4
现场进行试验，湿密度采用灌水法进行，含水率采用烘干法进行，经计算求得干密度，确定现场干密度；①干密度公式：ρ干=ρ湿
/（1+ms），②P5公式：P5=m4.75/m*100，最后根据控制曲线确定相对密度。现场采用单环法进行渗透系数的检测，以评价坝料的透水性能。
经过现场试验确定现场碾压是否符合设计规范要求。符合设计规范要求的填筑，将进行下一层坝体填筑；不符合设计规范要求的填筑，对不符合部位进行再次碾压，再次试验，直至合格。
图5
7 结论
（1）经过对混凝土面板砂砾石坝施工过程控制和现场取样试验的双控措施，可有效保证填筑质量。
（2）砼面板砂砾石坝坝体填筑质量控制，直接关系到坝体的施工后沉陷与位移，对混凝土面板的质量和大坝的安全稳定起直接影响。所以过程中须采用合理的施工新技术严密组织施工。
论文作者:王志刚
论文发表刊物:《基层建设》2019年第1期
论文发表时间:2019/3/27
标签：砂砾论文; 卸料论文; 大坝论文; 面板论文; 混凝土论文; 质量论文; 密度论文; 《基层建设》2019年第1期论文;