填筑碾压技术在水库大坝施工中的应用研究

发表时间:2021/6/30   来源:《城镇建设》2021年第4卷2月第4期   作者:张庆辉
[导读] 本文对当前水库大坝建设中,填筑碾压技术在应用中需要注意的问题进行分析,在此基础上结合实际工程案例。

        张庆辉
        金华市水利水电勘测设计院有限公司,浙江金华 321000
        摘要:本文对当前水库大坝建设中,填筑碾压技术在应用中需要注意的问题进行分析,在此基础上结合实际工程案例,对填筑减压施工工艺流程进行阐述,最后对填筑碾压技术在实际应用中的混凝土浇筑施工、填筑碾压施工等技术及施工中需注意的要点进行分析,以期为同行业者提供借鉴,为我国水库大坝工程质量的提升提供依据。
关键词:水库大坝;施工技术;填筑碾压技术

        水库大坝工程建设,除了在降低水土流失、减少洪水等灾害等方面发挥作用外,还提供了发电、灌溉及用水等功能,是国家基础设施建设中的重要组成部分。在水库大坝建设中,填筑碾压技术是常用施工技术之一,为水库大坝建设提供了技术保障,因此对该技术在实际应用中需注意的问题、技术要点等进行分析,通过技术、工艺及材料等的优化,在提升施工质量的同时,加快施工效率,才能提升工程整体效益。
1、水库大坝施工中填筑碾压施工中需注意的问题
        为确保水库大坝建设质量的提升,施工中要求管理人员对工程建筑体系要完整建立,对建筑过程中存在的问题集中进行处理。首先,在坝体填筑材料方面,坝体填筑、碾压质量与材料质量密切相关,所以在混凝土填料质量方面,施工人员需加强管理,确保混凝土的制备、运输、填筑及碾压等施工均需严格按照规范操作,尽可能的避免因搅拌时间过长、坍落度损失过快等因素导致混凝土质量出现问题[1]。此外,对不合格的配料要及时清理,采用大体积颗粒物料进行铺设,提升前沿整体质量,通过优化填铺材料形成材料与岸坡之间的过渡,并提升建筑结构的整体质量。水库大坝管理人员对铺设材料应集中处理,确保材料厚度的均匀性。
2、填筑碾压技术应用
        以某水库大坝为例,该大坝建于2012年夏季,主要建筑物包含碾压重力混凝土大坝及坝后式电站,涵盖发电、灌溉、市政供水等功能。坝体施工中,碾压重力混泥土为主要功能,大坝坝顶宽度6.5m、坝底宽60m、最大高度60m、长220m。施工中采用填筑碾压技术,使坝顶高程提高到380m,混凝土填方量3.2万m3。填筑碾压施工中,水泥用量、用水量均比较少,以保证混凝土强度满足设计要求,降低反应物水化热,同时为保证混凝土自然散热能力,在混凝土制备中每立方添加120kg粉煤灰。
2.1填筑碾压施工工艺
        为保证大坝施工质量满足设计要求,在大坝填筑、碾压施工中,需严格按照工艺流程、顺序进行施工,图1为大坝填筑碾压施工顺序。在施工过程中,对各施工环节、工艺流程等要严格进行控制,如对材料质量、填筑顺序、填筑厚度等进行控制[2]。在混凝土填筑前,根据施工顺序划分不同的分区,并用白灰线进行标记,确保各填筑层边缘的管控。对重点物料的运输过程中进行监控,根据本工程实际情况,在填筑物料运输中,采用20t自卸汽车运输,并采用1.2m3铲车配合物料填筑施工。此外,在碾压施工中,采用20t振动碾压设备对大坝中心位置进行碾压,并采用蛙式夯实设备与人工夯实结合的方式进行压实。为保证振动碾压的时效性,碾压设备宽度要合理选择,根据现场碾压试验结果对设备进行合理选择,确保大坝填筑碾压施工顺利进行。

图1  大坝填筑碾压施工流程
2.2碾压技术要求
        (1)混凝土浇筑施工。

在水库大坝施工中,混凝土浇筑施工是重要的施工环节,且浇筑必须连续进行,所以施工现场必须配备足够的混凝土搅拌设备及运输设备,一般情况下可按照4m/h的上升方量确定最长槽孔的混凝土用量。根据施工现场场地条件、工期要求等,在混凝土制备方面,也可按照同时能满足2~3个槽孔浇筑需要的方量,确定混凝土制备能力[3]。对孔口料台结构布设时,要满足简单、稳固的原则,保证混凝土导管能方便的、均匀的分料,并且孔口料台搭设时间应控制在清孔完成后2~3h内。为保证混凝土浇筑施工的顺利实施,对距离孔口5m左右的混凝土,需配合加快孔口泥浆排除的措施应用,使混凝土受浆柱的压力降低。为保证防渗墙施工质量,在混凝土浇筑施工中必须保证连续浇筑,在连续浇筑阶段,混凝土上升速度需控制在2m/h以上[4]。此外,为保证浇筑质量,除了对混凝土材料质量进行严格控制外,要求施工中严格按照浇筑流程进行施工。最终浇筑与连续浇筑之间的界限通常不明显,多数工程中将最终浇筑阶段认为是混凝土高度与槽孔孔口5m左右以上的浇筑阶段,也是墙体上部质量形成的主要阶段。与之前浇筑阶段相比,最终阶段浇筑中孔内泥浆比重应适当增大,与连续浇筑阶段相比,最终阶段混凝土连续浇筑的要求并不严格,目的是减轻混凝土对导管造成的冲击力。这一过程中,混凝土来料质量同样要严格控制,浇筑上升速度也不能低于2m/h。在孔口安全得以保证的基础上,将管外浆柱压力尽可能的降低,顺利完成最终阶段的混凝土浇筑工作。
        (2)填筑碾压施工。在项目实施过程中,根据工程实际需求、技术要求等,对碾压施工进行重点关注,尤其是连续接缝的处理、物料的划分等,碾压技术的选择满足物料铺设过程的可行性及整体结构运维的有效性[5]。水库大坝实际建设中,为确保砌筑台接坡准确,对接坡位置要借助系统化处理模型进行确定,确保物料结构与实际需求一致,如存在未压实的情况,需遵循坡度缓慢向上取值的方式,对下游位置进行确定。具体施工中,在明确划分分区后,按照施工图纸、工艺流程,对碾压施工、物料铺设施工制定施工步骤,便于填筑碾压技术的更好应用。填筑减压施工中,因振动碾压技术的应用,容易出现一些遗漏的、碾压不到的部位,这就要求技术人员能够对不同碾压技术灵活、交替应用,集合大坝情况,对碾压的频率及次数合理调节,实现大坝整体的碾压。在大坝建设过程中,由于采用分区域建设的方法,两个区域对接处,可能出现连接缝隙不平整、缝隙过大等问题,导致在碾压中出现碾压不实的情况。要求在碾压前,施工人员对对接处要严格进行检查与处理,避免导致碾压质量问题的出现。此外,在施工过程中,用到的填筑填料、碾压设备等,技术人员要严格急性筛选,确保材料规格、质量等满足标准要求,才能提升大坝填筑碾压施工效果。
3、结语
        尽管当前水库大坝施工中,填筑碾压技术的应用已经非常普遍,技术成熟度也不断提高,对大坝施工质量、效率都有明显的提升作用。但在实际施工中,填筑碾压技术的应用中还存在一些问题,如施工人员对技术了解不足,影响施工技术的应用效果,及在一些施工细节方面重视不足等,导致工程质量受到影响。所以,填筑碾压技术在水库大坝修建施工应用中,对于施工技术人员而言,对该项技术的原理、操作及工艺流程等要完全掌握,了解技术在实际应用中容易出现问题的环节,这样才能在施工中加以注意,采取有效的措施进行避免。同时,随着施工技术、设备及材料的不断更新与发展,要求施工单位对该项技术不断深入研究,使技术成熟度不断提升,减少技术缺陷,为我国水库大坝工程建设质量的提升奠定基础。

参考文献
[1]艾尼瓦尔·牙生.楼庄子水库粘土心墙大坝填筑施工技术探讨[J].陕西水利,2019,(8):148-150.
[2]刘晓华.浅谈水利工程中大坝施工技术[J].城镇建设,2019,(10):140.
[3]陈君清,陈真,赵灵琳.高寒地区沥青混凝土心墙冬季施工碾压技术研究[J].低碳世界,2019,9(1):102-103.
[4]娄旭峰,陈龙,夏洪华, 等.高原大温差气候条件下砂砾石坝冬季施工技术浅析[J].四川水利,2018,(z1):22-25.
[5]周腾飞,王新民,张赛.前坪水库土石坝天然砂砾石填筑质量控制[J].中国水利,2020,(18):52-54.
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