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1、矣则河水库粘土心墙石碴坝的施工工艺第26卷第3期华北水利水电学院Jouma1()frthChinaInstituteofWaterConservancyandHydr0!P0竺兰:文章编号:10025634(2005)03001303矣则河水库粘土心墙石碴坝的施工工艺李院生(玉溪市水利局,云南玉溪653Ioo)摘要:在矣则河水库粘土心墙石坝的施丁过程叶l,优化丁人坝结构,优选r心墙填筑料,严格控制r施丁程序,并最大限度就地取材,降低rI程造价,通过现场质控制和质越检验,保汪_r人坝的施工质,为同类J二程提供了rlf借鉴的成功经验关键词:施工工艺;质l控制;t;经验总结中图分类号:TV641.4
2、I;rv523文献标识码:B土石坝最大的优点足就地取材.随着机械碾压能力的提高,粘土心墒石碴坝在已经成为一种最基本的坝型之一.由于对粘土心墙行碴坝的认识和实践处于半经验,半理论的阶段,IIji其结构普遍按照堆石坝的要求来设计和施J,这样使工程造价偏高.通过总结云南省华宁县矣河水库大坝施工【f1的成功经验,对心墙碴坝的结构进行_r优化,最大限度地就地取材,降低I:程造价,斤现场采取r质量控制和质量榆奁,避免病害1程的广=生.1工程概况矣则河水库位于华宁县盛溪镇,人坝于1988年开,1992年竣.坝商55m,库700万m,建于v型河谷上,大坝【叫填土石方74万m,坝型为粘土心墙石碴坝,f:程规模为
3、较大小(一),总投资1200万元,质量等级评定为优良,是溪市第一座粘土心墙石碴坝,工程运行13a没有出现任何问题.2心墙施工心墙足大坝的核心,主要起挡水作用,心墙质量的好坏直接关系剑项日建设的成败,有反滤层的心墙出现集中渗漏后无法进行灌浆处理,只能重新修建混凝土防渗墙,而防渗墙的造价高,施:难度大.所以心墙施质量的控制足整个大坝施工质量控制的核心.2.1心墙料的现场识别和选择现场,识别和选择心墙料,允要看颜色;第二闻气味,没有不良气味的土料才能用;第i天然含水;第四砾石含量,含砾量在10%20%的最好.土料选好后,进行现场碾试验.心墙土料能否使川最关键的指标足渗透系数,如果碾压后渗透系数小于5
4、10cm/s,l:密度小,l大然含水璇大,fj.小是澎胀土,碾压后不形成橡皮土,都【l以考虑使,j.华宁县老里箐水库(较大小(一)型)心墒土f:密度只有1.3g/cm,含水量达到37%45%;元汀县街子河水库(中)心墙土料含水量达到35%40%_2J.2.2现场碾压试验心墙料场选好后进行现场碾压试验.在坝外选择比较宽敞坚实的场地进行试验,土料选择料场中储量大且具有代表性的相埘较次的,通过现场碾试验确定现场质量控制指标,校核没计参数的合理性.采取不同的碾压遍数和不同的铺土厚度,得出土料的铺土厚度,干密度,含水,渗透系数,碾压遍数.把现场碾压试验的结果和设计参数进行比较,绘H干密度,含水量,渗透系
5、数与碾压遍数的关系曲线图,按满足设计要求的最小渗透系数所对应的干密度和含水量作为标准.收稿日期:200504一10:修订日期:20050520作者简介:李院生(1967一),男,云南#11川1人,溪市水利局工程师,ll,F要从事水利工程设计,施工及工程管理方面的工作l4华北水利水电学院2005年9月2.3心墙填筑质量控制2.3.1心墙铺土心墙回填前对结合面进行刨毛,严禁层问光面结合,如果用汽车运输土料,要采取进占法施工.心墙铺土厚度在3035cm之间为最优,最大厚度不能超过35cnl,压实厚度在2530em之间为最优.心墙回填时用水平仪随时控制铺土厚度和高差,同层高差不超过5cm.土料含水量控
6、制在指标要求范围,层间结合水勿f,且不能在刨毛后的层面形成集水塘,一般比回填土料的控制含水量高2%为宜.2.3.2心墙碾压平好土后,首先用50t的振动平碾碾压一遍,再用50t振动凸块碾振动碾压,平碾和凸块碾交错进行碾压,最后一遍用平碾碾压,然后用拖拉机刨毛,这样压实效果好且l1丁避免表面土分离破坏和过压剪切破坏,压实效果好.采取非振动碾压无法使上下层接合良好,在施工中应注意.2.3.3现场质量检查2.3.3.1干密度及含水量的检杏干密度采用环刀取样检查,环刀按照文献3中的规定自行加工制作.采用管径为10cm的无缝钢管,制作成尺寸为直径10cm,高8enl,容积628cm的环刀.取样时要取表面1
7、0cm以下的土料,压实厚度小于25cm的单层样,压实厚度大于25cm小于30cIn的要取双层样.从环刀中取出30g左右的土料,用酒精烧干或用烤箱烤干,计算出土料的含水量和干密度,对比控制指标,如果不在范围内,要进行翻晒或配水;同时要检查土料是否被过压破坏,过压破坏的表现为表面下10cm左右形成光滑的分层面或表面土料开裂.2.3.3.2渗透系数的检查现场渗透系数检查采用简易渗透仪,如图1所示.简易渗透仪的主要设备是渗透环,量筒(1000mL和100mL)和计时秒表,其他还有进水软管,止水夹等.渗透环为自制,直径为44cm,面积在1500cm左右,做渗透时位置选在干密度合格的样坑处,挖一个深10c
8、m比渗透环稍大的坑,坑表面水平,把渗透环埋在坑内,周边用土填密实,并使样坑土料含水量达到饱和,饱和时间不少于120min.当注入水量和溢出水量达到相对平衡时开始计时读数,同时要连续以点流形式向渗透环内注水.5min读1组数据,然后根据注入水量和溢出水量的差值,读数起止时间,渗透环的底面积来计算渗透系数.n2一1:,A1一A2一A3=Q,K=式中:为渗透系数(cm/s);T,为时间的起始读数(s);T2为时间的终止读数(s);T为经过时间(s);Al为大量简中水体积的起始读数(mL);A2为大量筒中水体积的终止读数(m1);A为溢水口小量筒中水体积的读数(mL);Q为渗透水量(mI);S为渗流面
9、积即渗透环面积(cm);经过许多工程验证,此方法正确,在元江板桥水库,华宁老里箐水库,通海三岔河水库,峨I上I新村水库等几个心墙坝工程进行r与窀内试验的对比试验,结果分析表明,窀内试验比这种现场简易试验小10倍.即相差一个数量级,说明采用本简易渗透仪检杏出的成果是正确的.如图l所示.图1简易渗透仪图需要特别说明的是:现场碾压试验和现场检验得出的是相对数据,所以现场取样的环刀,渗透仪和碾压试验时用的规格尺寸要一致,做试验的方法程序要一致.3两岸接合槽施工【4接合槽的主要作用是延长水的渗径,降低水头,一般情况要开挖后形成槽状,如果受地形限制,不能形成槽的,只要能达到延长渗径的目的就行.矣则河水库的
10、右岸地形是一个凸出的山梁,岩层较为完整,要开挖成槽工程量很大,采取心墙土料环包山梁的形式施工,达到了延长水渗径的目的,同时大大降低了工程造价,工程运行至今没有出现任何问题.一般情况,接合槽开挖后,接合槽纵断要基本垂直坝轴线,才符合单元质量要求.如果坝轴线和河床斜交,要达到接合槽的纵断垂直坝轴线,可能开挖工程量很大,华宁老里箐水库坝轴线和河床斜交,开挖后接合槽的纵断不垂直坝轴线,建成后没有出现任何问题.接合槽回填周边时,岸坡上要刷水泥浆或浓泥浆,先用人工夯实,再用装载机的轮胎进行碾压.第26卷第3期李院牛:矣则河水库粘土心墙石碴坝的施工工艺l54心墙反滤层和过渡层的设置的样坑要和做碾压试验的样坑
11、本卡I同反滤层的主要作用是滤土排水,保护心墙表面的土料不被水带走,同时对刚度相差较大的两种土料起到过渡作用.如果两岸接合槽和基础截槽靠下游的岩石比较破碎或裂隙发育,反滤料没置要和心墙同时进入接合槽和截槽,预防槽内心墙土料被水从裂缝中带走而引起心墙破坏.对于心墙石碴坝中的中低坝,上游反滤层的作用主要是过渡作用,如果反滤料造价太高,可以考虑省去j游的反滤层,心墙上游面直接用细粒风化料填筑,作为过渡层,同样可以达到要求.矣则河水库心墙j游经过论证取消了原设计的反滤层,直接用6in宽的细粒风化料作过渡层,大坝运行良好.近年来卡溪的很多小(一)型的心墙石碴坝,心墙都没有设置j二下游反滤层,只设过渡层,施
12、工时人为地进行分区填筑,建成了多座优质工程.5石碴料碾压质量现场检查石碴料碾质晕=主要检查碾后的干密度,通过干密度来反映密实度.检查办法主要用灌砂法和灌水法,不管采用那种方法要注意样坑的大小,一般取1520kg石碴料.经笔者试验证明,样坑越大,得出的1:密度值相对偏大,反之则偏小,所以现场取样6结语矣则河水库建设期间,根据现场实际情况,在满足质量要求的前提下,大胆地对原设计进行lr修改和优化,节约了资金100多万元,ff被评为优质:【程.由于碾压设备的发展,不论是粘土料,风化料还是石碴料,通过振动碾压后密实度都很好,建成后沉陷量很小,作为心墙上下土料设,对中低坝,只要弩虑过渡作用就可以.至于心
13、墙的沉陷产生的拱效应可以不考虑.从土石坝的理论来分析,粘土心墙石碴坝可以按照分区坝的结构形式来设计,施:r:,省掉反滤料,可以降低工程造价及工难度,提高施|_J速度,且心墙出现问题还町以用廉价的灌浆来处理.参考文献1李院生.华宁矣则河水库竣l丁的报告R.玉溪:玉溪市水利局,1993.2窦宜.土工试验规程M.北京:中国水利电力出版社,l987.3SDJ21383,碾压式土石坝施工技术规范sJ.4李院生.元江街于河水库除险加固竣工报告R.硅溪:玉溪市水利局,2003.ExperientialSummarizationoftheConstructionofanRockfillDamwithClayC
14、oreLIYuansheng(ConstructionBrigadeoftheYuxiWaterConservancy,Yuxi653100,China)Abstract:Themethodsoftheconstructiontechnique,qualitycontrolandqualityinspectionin-siteontherockfilldamwithclaycoreareintro.duced.Inthespecialcases,thebasictheory”ofembankmentdamisappliedandspecialconstructionmeasuresareadopted.andtheinvestmentissavedlargely.Keywords:constructiontechnique;qualitycontrol;embankmentdam;experientialsummarization