1、混凝土面板堆石壩施工技術混凝土面板堆石壩施工技術CFRD Construction Technique 第五講第五講返回 3.4壩體填筑工藝壩體填筑工藝 3.4.1流水作業法流水作業法 壩體填筑作業主要包括鋪料平料、灑水壩體填筑作業主要包括鋪料平料、灑水碾壓和質檢驗收三道工序。所謂流水作業法，碾壓和質檢驗收三道工序。所謂流水作業法，就是把整個壩面劃分成若干個面積大致相等就是把整個壩面劃分成若干個面積大致相等的填筑單元，各填筑單元依次循環完成填筑的填筑單元，各填筑單元依次循環完成填筑作業的各道工序，使工作面上所有工序能夠作業的各道工序，使工作面上所有工序能夠連續進行。連續進行。 國內面板堆石壩工

2、程的填筑施工單元多國內面板堆石壩工程的填筑施工單元多控制在控制在3000m28000m2之間。之間。 3.4.2卸料和攤鋪卸料和攤鋪 （1）卸料方法）卸料方法 1）進占法鋪料）進占法鋪料 進占法鋪料是運輸汽車在新填的松料上逐步向前進占法鋪料是運輸汽車在新填的松料上逐步向前卸料，并用推土機隨時平整。卸料，并用推土機隨時平整。 2）后退法輔料）后退法輔料 后退法輔料是自卸汽車在已壓實的層面上后退卸后退法輔料是自卸汽車在已壓實的層面上后退卸料，組成許多密集的料堆，然后用推土機平整。料，組成許多密集的料堆，然后用推土機平整。 3）混合法鋪料）混合法鋪料 混合法鋪料是指在已壓實的堆石面上采用后退法混合法

3、鋪料是指在已壓實的堆石面上采用后退法卸料，使卸料量分散料堆，再用進占法卸料，并用推卸料，使卸料量分散料堆，再用進占法卸料，并用推土機平整，使之達到所需要的厚度。土機平整，使之達到所需要的厚度。 返回(a)進占法進占法 (b)后退法后退法 (c)混合法混合法（2）攤鋪方法）攤鋪方法 芭蕉河面板壩壩料攤鋪芭蕉河面板壩壩料攤鋪 3.4.3分區填筑參數和填筑順序分區填筑參數和填筑順序 （1）填筑參數）填筑參數 目前面板堆石壩的壩料填筑層厚度已目前面板堆石壩的壩料填筑層厚度已趨于標準化，通常墊層區、過渡區的填筑厚趨于標準化，通常墊層區、過渡區的填筑厚度一般為度一般為0.4 m0.5m，主堆石區的填筑厚度

4、，主堆石區的填筑厚度一般為一般為0.8 m1.0m，次堆石區的填筑厚度一，次堆石區的填筑厚度一般為般為1.0 m1.2m。 在施工過程中，各區的實際鋪料厚度應在施工過程中，各區的實際鋪料厚度應比填筑厚度增加比填筑厚度增加10%，壓實后即可達到設計，壓實后即可達到設計厚度。厚度。 壩體分區界面的填筑壩體分區界面的填筑（先細后粗）（先細后粗） (2) 填筑順序填筑順序 上游區壩料的填筑上游區壩料的填筑順序順序 有兩種。有兩種。 1）先粗后細法）先粗后細法 有利于保證質量，有利于保證質量，且不增加細料用量。且不增加細料用量。 2）先細后粗法）先細后粗法 細料增加較多，且細料增加較多，且界面粗粒料不易

5、處理。界面粗粒料不易處理。 鋪料時，允許細料鋪料時，允許細料占壓粗料區，但不允許占壓粗料區，但不允許粗料占壓細料區。粗料占壓細料區。 壩體分區界面的填筑（先壩體分區界面的填筑（先粗粗后后細細） 3.4.4灑水與碾壓灑水與碾壓 （1）灑水）灑水 為提高堆石的壓實效果，在面板堆石壩填筑為提高堆石的壓實效果，在面板堆石壩填筑施工中一般應適當灑水，濕潤壩料，軟化細料，施工中一般應適當灑水，濕潤壩料，軟化細料，使大塊石的棱角更易壓碎。灑水量的多少與筑壩使大塊石的棱角更易壓碎。灑水量的多少與筑壩材料的種類、粒徑大小、填筑部位、壩高等因素材料的種類、粒徑大小、填筑部位、壩高等因素有關，一般宜為堆石體的有關，

6、一般宜為堆石體的5%25%。 灑水方式一般有壩外灑水和壩面灑水兩種。灑水方式一般有壩外灑水和壩面灑水兩種。 中途灑水中途灑水返回灑水車灑水灑水車灑水水布埡壩面灑水水布埡壩面灑水 （2）碾壓）碾壓 1）碾壓機械的選擇）碾壓機械的選擇 在面板壩施工中，常用的振動碾壓機械有牽引式振動在面板壩施工中，常用的振動碾壓機械有牽引式振動碾、自行式振動碾，手扶式振動碾和振動壓實板等碾、自行式振動碾，手扶式振動碾和振動壓實板等. 碾壓機械的選擇時應考慮如下因素：碾壓機械的選擇時應考慮如下因素： 適應設計的壓實標準適應設計的壓實標準; 滿足施工強度的要求滿足施工強度的要求; 壓實部位的條件壓實部位的條件; 填筑堆

7、石料的性質填筑堆石料的性質; 可能選得的碾壓機械類型及其配件供應條可能選得的碾壓機械類型及其配件供應條; 施工單位的經驗和現有的設備情況施工單位的經驗和現有的設備情況.手扶式振動碾手扶式振動碾輪胎驅動振動碾輪胎驅動振動碾 2）壩料碾壓）壩料碾壓 振動碾行走方向：應與壩軸線平行；振動碾行走方向：應與壩軸線平行； 振動碾行走速度一般為振動碾行走速度一般為1.52km/h； 多采用錯距法；多采用錯距法； 碾壓遍數根據試驗參數確定，一般為碾壓遍數根據試驗參數確定，一般為8遍左右遍左右;水布埡主堆石料攤鋪碾壓水布埡主堆石料攤鋪碾壓特殊部位碾壓特殊部位碾壓 : 當壩址河谷岸坡很陡時，常在壩軸線當壩址河谷岸

8、坡很陡時，常在壩軸線以上一定范圍的堆石體和岸坡之間的結合以上一定范圍的堆石體和岸坡之間的結合部位設置反濾料或墊層料區，并要求采用部位設置反濾料或墊層料區，并要求采用小型振動碾或夯板進行壓實。小型振動碾或夯板進行壓實。芭蕉河面板壩堆石體和岸坡結合部位處理芭蕉河面板壩堆石體和岸坡結合部位處理水布埡液壓夯板施工水布埡液壓夯板施工夯板施工夯板施工壩料結合部騎縫碾壓壩料結合部騎縫碾壓 在分層的交在分層的交界面，特別是界面，特別是區區A區的交界區的交界面，應結合良好，面，應結合良好，不應出現塊石集不應出現塊石集中的分離現象，中的分離現象，漏壓或欠壓現象，漏壓或欠壓現象，使各區有一個良使各區有一個良好的過渡

9、。好的過渡。 3.4.5 施工期壩體排水施工期壩體排水 在面板壩體填筑中，應注意壩面及兩岸排在面板壩體填筑中，應注意壩面及兩岸排水，尤其在多雨地區或雨季施工更應該作好兩水，尤其在多雨地區或雨季施工更應該作好兩岸的排水工作，避免集中流沖蝕墊層。岸的排水工作，避免集中流沖蝕墊層。 反滲問題是指因下游水位高出上游水位而反滲問題是指因下游水位高出上游水位而導致反向滲透水壓力破壞墊層導致反向滲透水壓力破壞墊層保護層甚至混凝保護層甚至混凝土面板的事故。土面板的事故。 反滲問題的發生是由于未布置好圍堰或基坑兩反滲問題的發生是由于未布置好圍堰或基坑兩岸地質滲水和基坑積水未排除，上游趾板基坑較低，岸地質滲水和基

10、坑積水未排除，上游趾板基坑較低，引起下游水位高出上游水位而滲流破壞墊層保護層引起下游水位高出上游水位而滲流破壞墊層保護層甚至混凝土面板。甚至混凝土面板。 為防止反滲的發生，除了做好下游圍堰，兩岸為防止反滲的發生，除了做好下游圍堰，兩岸滲水排除系統和基坑抽水外，可根據情況在上游面滲水排除系統和基坑抽水外，可根據情況在上游面頂設排水孔，或在坡內設置集水排水井，或趾板開頂設排水孔，或在坡內設置集水排水井，或趾板開挖深度適當，或上游坡外蓄水，填筑鋪蓋，以平衡挖深度適當，或上游坡外蓄水，填筑鋪蓋，以平衡上游面上的滲水水壓。上游面上的滲水水壓。 3.4.6軟巖填筑軟巖填筑 以前的規范中規定，母巖濕抗壓強度

11、大于以前的規范中規定，母巖濕抗壓強度大于30MPa、含泥量不得超過含泥量不得超過5%的堆石料才能作為面板堆石壩的壩料。的堆石料才能作為面板堆石壩的壩料。有些工程因缺乏硬巖或中等硬度的巖石，在壩型選擇中有些工程因缺乏硬巖或中等硬度的巖石，在壩型選擇中不得不放棄采用面板壩；有些工程由于樞紐建筑物開挖不得不放棄采用面板壩；有些工程由于樞紐建筑物開挖料巖石強度低、風化強烈、含泥量高，不符合堆石料設料巖石強度低、風化強烈、含泥量高，不符合堆石料設計指標，因而不得不大量廢棄而另辟料場，由此造成工計指標，因而不得不大量廢棄而另辟料場，由此造成工程造價的提高，并帶來水土流失等生態平衡問題。程造價的提高，并帶來

12、水土流失等生態平衡問題。 國內外已有不少工程采用軟巖作為面板壩的填筑料，國內外已有不少工程采用軟巖作為面板壩的填筑料，并已取得成功。并已取得成功。其中其中江西大坳、云南茄子山、重慶魚跳江西大坳、云南茄子山、重慶魚跳是國電公司批準的重點科技項目的依托工程。是國電公司批準的重點科技項目的依托工程。 軟巖料可以用在大壩主體部位，大壩下游干燥軟巖料可以用在大壩主體部位，大壩下游干燥區以及大壩中間部位，多用在面板壩壩軸線下游的區以及大壩中間部位，多用在面板壩壩軸線下游的次堆石區。次堆石區。 (1)軟巖料的工程特性軟巖料的工程特性 軟巖包括巖性軟弱的泥巖、頁巖、片巖等，以軟巖包括巖性軟弱的泥巖、頁巖、片巖

13、等，以及不同風化程度的砂巖，粉砂巖、板巖、白云巖等。及不同風化程度的砂巖，粉砂巖、板巖、白云巖等。一般軟巖的軟化系數較小，即浸水飽和后強度損失一般軟巖的軟化系數較小，即浸水飽和后強度損失較大，有時僅為干燥狀態的較大，有時僅為干燥狀態的20%30% 。 返回 1）密度）密度 與硬巖相比，軟巖堆石體的密度普遍較高可達與硬巖相比，軟巖堆石體的密度普遍較高可達2.002.11g/cm3，孔隙率較低，孔隙率較低,一般在一般在20%左右。左右。 2）級配）級配 軟巖料的粒徑一般都比較細，碾壓后更進一步軟巖料的粒徑一般都比較細，碾壓后更進一步細化。細化。 3）滲透性）滲透性 由于壓實后軟巖料的細粒含量明顯增

14、多，易形由于壓實后軟巖料的細粒含量明顯增多，易形成弱透水層，故滲透系數一般都比較低成弱透水層，故滲透系數一般都比較低,。 4）抗剪強度）抗剪強度軟巖料的抗剪強度一般比硬巖壩料低。軟巖料的抗剪強度一般比硬巖壩料低。 5）壓縮性）壓縮性 軟巖堆石體的垂直壓縮模量并不比硬巖低。軟巖堆石體的垂直壓縮模量并不比硬巖低。 (2) 軟巖料填筑工藝軟巖料填筑工藝 1）填筑標準）填筑標準 有的工程考慮軟巖料強度低的特點，直接建議有的工程考慮軟巖料強度低的特點，直接建議軟巖主堆石體的孔隙率軟巖主堆石體的孔隙率20%，次堆石體的孔隙率，次堆石體的孔隙率21%24%。 2）填筑參數）填筑參數 碾重：軟巖填筑宜用輕碾，

15、多數工程采用的碾重：軟巖填筑宜用輕碾，多數工程采用的是是10t12t的振動碾，也可采用的振動碾，也可采用16t18t的振動碾。的振動碾。 鋪料厚度：主、次堆石區的鋪料厚度以鋪料厚度：主、次堆石區的鋪料厚度以60cm100cm為宜。為宜。 3）壩料運輸）壩料運輸 軟巖料應隨挖隨填，縮短暴露風化的時間。軟巖料應隨挖隨填，縮短暴露風化的時間。 4）卸料方法）卸料方法 軟巖填筑應采用后退法和混合法卸料，可避免軟巖填筑應采用后退法和混合法卸料，可避免進占法卸料導致的分離和細化。進占法卸料導致的分離和細化。 5）灑水碾壓）灑水碾壓 軟巖填筑灑水以軟巖填筑灑水以510為宜，灑水方式采用為宜，灑水方式采用碾壓

16、前灑水。灑水方式采用碾壓前灑水，碾壓前灑水。灑水方式采用碾壓前灑水， （3）表面板結的處理）表面板結的處理 結合工程的實際情況，采取恰當的處理方法。結合工程的實際情況，采取恰當的處理方法。 工程案例：魚跳面板壩工程壩體填筑施工工程案例：魚跳面板壩工程壩體填筑施工3.5墊層區上游坡面施工墊層區上游坡面施工 3.5.1坡面碾壓保護施工法坡面碾壓保護施工法 壩體每升高壩體每升高15m25m左右，就進行一次斜坡左右，就進行一次斜坡面的修整、碾壓及防護。面的修整、碾壓及防護。 (1)坡面修整坡面修整 在填筑墊層時，其水平寬度一般應向外超填在填筑墊層時，其水平寬度一般應向外超填1530cm。超填的目的：一

17、是為斜坡壓實預留厚度，。超填的目的：一是為斜坡壓實預留厚度，以便在斜坡碾壓以后達到設計線；二是為坡面修整以便在斜坡碾壓以后達到設計線；二是為坡面修整提供條件提供條件 1）人工修整）人工修整 在壩體填筑至一定高程，斜坡長度達到在壩體填筑至一定高程，斜坡長度達到1015m時，人站在斜坡上用工具將墊層料扒平，時，人站在斜坡上用工具將墊層料扒平，一般需要兩次人工修整，只能往下扒料，墊層料一般需要兩次人工修整，只能往下扒料，墊層料浪費嚴重，操作安全性差。浪費嚴重，操作安全性差。 2）機械整坡）機械整坡 機械整坡一般采用激光導向液壓反鏟進行，效機械整坡一般采用激光導向液壓反鏟進行，效率很高且非常準確，由于

18、機械整坡時，鏟斗是往率很高且非常準確，由于機械整坡時，鏟斗是往上扒的，因此墊層料很少浪費。上扒的，因此墊層料很少浪費。 墊層坡面的人工修整與壓實墊層坡面的人工修整與壓實 (a)超填超填2030cm； (b)第一次人工修坡，預留第一次人工修坡，預留1020cm； (c)初碾；初碾； (d)人工修整；人工修整； (e)碾壓碾壓 1-設計邊線；設計邊線；2-超填厚度；超填厚度；3-預留厚度預留厚度機械整坡機械整坡 (2)斜坡碾壓斜坡碾壓 一般是利用在填筑壩頂布置的大吊牽引振動碾一般是利用在填筑壩頂布置的大吊牽引振動碾上下往返進行上下往返進行（上振下不振）（上振下不振）。 斜坡碾壓的遍數可以通過現場試驗或工程類比斜坡碾壓的遍數可以通過現場試驗或工程類比法選擇。宜先靜壓法選擇。宜先靜壓24遍，再振壓遍，再振壓68遍。遍。 (3)墊層坡面防護墊層坡面防護 1)坡面防護的作用：坡面防護的作用： 防止雨水沖刷墊層坡面。防止雨水沖刷墊層坡面。 施工過程中保護墊層的平整和密實施工過程中保護墊層的平整和密實 利用堆石壩擋水或過水時，墊層護面可起臨利用堆石壩擋水或過水時，墊層護面可起臨時防滲和保護作用。時防滲和保護作用。 2)坡面防護的方法坡面防護的方法 碾壓砂漿固坡碾壓砂漿固坡 、噴灑乳化瀝青固坡噴灑