临城水库拦河坝填筑施工施工工艺

谷立伟

摘要： 根据施工地域环境及施工现场实际情况，要配合施工组织设计，进行设备选型，通过土石料的开采、运输、上坝压实等系列工序来完成。坝面的填筑，主要包括铺料、平料、洒水、压实、质检等工序。

关键字：设备选型；碾压试验；卸料及铺筑；压实

Abstract: According to the regional environment and the actual situation of the constructon site, the cooperation with the design of construction organization and the equipment selection need to accomplish through the mining, transportation, compaction of earth stone. The dam filling mainly includes paving material, flating materials, sprinkling, compaction, and quality detection.

Key words: equipment selection; rolling test; discharge and paving; compaction

中图分类号： TU7 文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2012）

临城水库位于子牙河系滏阳河支流泜河南北支汇流处。坝址坐落在临城县西竖村西南，距京广铁路、京深高速公路约20km2，总库容1.7125亿m3。该水库是一座以防洪为主，结合灌溉、发电、水产养殖等综合利用的大（Ⅱ）型水库。水库枢纽现状主要建筑物有拦河坝、三座溢洪道、电站、泄洪洞及尾渠等。临城水库拦河坝坝顶高程133.0m，防浪墙顶高程134.2m，最大坝高33.0m，大坝总长1428m。

拦河坝坝坡加固采用砂砾进行赔坡填筑，压坡后边坡自上而下为1：2.25、1：2.5、1：2.75，并在122m、112.0m高程设马道，马道宽1.5m，坝顶130.0m至133.0m范围内填筑壤土。

临城水库拦河坝坝体填筑采用挖掘机装土料，自卸汽车运输，推土机平料，自行振动碾压实。

一、主要施工机械选择

1、挖掘机械的选择

（1）设备选型

选用日立建机（上海）有限公司生产的1.2m3反铲挖掘机，（ZAXIS240LC）

主要技术参数：

整机工作质量24300kg，铲斗容量1.2m3。履带板宽度600mm

行走速度3.4～5.5km/h。爬坡能力35°，铲斗挖掘力180KN。

功率：125KW

作业范围：最大挖掘半径10.27m；最大挖掘深度6.95m，最大垂直挖掘深度6.02m，最大挖掘高度9.63m，最大卸料高度6.76m，最小回转半径3.87m。能满足本工程土方开挖的要求。挖掘机示意图1-1

图1-1 挖掘机示意图

（2）生产率计算

q—铲斗容量，1.2m3

Kch—铲斗充盈系数，本工程主要开挖砂砾料取0.5。

Ke—土壤可松性系数，取0.6

Kt—施工机械时间利用系数，取0.75

T—挖掘机铲装一次工作循环时间，16s

Kz—撑子高度和挖装旋转角度校正系数，本工程开挖难度小，取1.5。

经计算生产率为：729m3/台班。

（3）数量配备

按施工进度计算的施工强度结果，高峰期5280m3/d，土方施工考虑两班作业，因此本工程选配4台1.2m3挖掘机。根据施工规划土方调配距离不超过2.6km，使用30辆15t自卸汽车。

2、回填机械的选择

（1）设备选型

选用LT220B型自行式振动碾，其主要性能参数如下：

1）工作重量20t/18t；

2）振动轮宽度2298mm；

3）行驶速度：0～11km/h；

4）振动频率：30HZ；

5）振幅：2.0/1.0mm；

6）激振力360/220kN。

（2）生产率计算

其中B—有效压实宽度，振轮宽度-搭接宽度=2.298-0.5=1.798m

h—压实的厚度，取0.8m

v—压实作业行走速度，取3km/h

n—碾压遍数，取做6遍

Kt—时间利用系数，因工作条件较好取0.6。

计算生产率为：3452m3/台班。

（3）数量配备

根据施工进度的总体安排日填筑量为3401m3/d。填筑工程安排两班连续施工。

选用振动碾2台即可满足填筑的需要。分片夯实时，夯迹搭压宽度大于1/3夯径。

二、主要施工方案的选择

1、碾压试验

填筑施工前，先进行碾压试验，通过试验取得有关碾压施工技术参数，根据试验结果与施工监理共同研究确定施工压实控制参数，包括含水率、铺筑厚度、碾压机械类型、压实遍数、压实方法等。

2、基础处理

砂砾料、堆石拆除后，人工配合推土机进行平整，填筑前洒水，保持基面湿润。

3、新老坝体结合面处理

下游砂砾料填筑过程中，由人工配合推土机、挖掘机进行开蹬，确保新老坝体结合紧密，避免形成薄弱带。

4、坝顶开挖基层基面处理

坝顶拆除过程中，预留10-20cm保护层，填筑前人工配合推土机清除，保持基础面整洁，土料填筑前，清除表面浮土、杂物，表面洒水保持湿润，确保新旧坝体结合良好。

5、下游砂砾料填筑

（1）作业方式

主坝填筑范围▽105.5m~▽133.0m，高差27.5m，其中桩号（0+000~0+340、0+900~1+428）填筑净宽平均5~7m，桩号（0+340~0+900）填筑净宽平均为10~15m下游贴坡填筑总体呈现作业面狭窄的特性，自卸汽车不能在作业面回转，为尽可能使自卸汽车正常作业，做如下安排：

1）桩号（0+000~0+340、0+900~1+428）填筑净宽平均5m~7m，超填2m， 并在0+340、0+900修筑两条上坝路，通过作业面可满足卸料要求；

2）桩号（0+340~0+900）填筑净宽平均为10~15m，坝体超填宽度1.5m，保持自卸汽车能够在作业面正常回转；

坝体填筑的主要施工作业方式为 ：

分段分层循环流水作业。因整个工程的填筑作业面较狭窄，采用自卸汽车进占法卸料，推土机平整作业面，砂砾料填筑用水由右坝头蓄水池供水管洒水，自行式振动平碾顺坝轴线方向采用进退错距法压实。工序流程见坝体填筑工艺流程图2-1：

图2-1坝体填筑工艺流程图

（2）卸料及铺筑

自卸汽车运土至回填区，卸料方式采用进占法，顺坝轴方向分层铺料，回填料摊铺采用推土机平料并辅以人工进行。分层向上铺料填筑。分段作业面最少长度不小于100m，作业面加强统一管理，做到统一铺土，统一碾压，严禁出现界沟。相邻填筑作业面做到均匀上升，尽量减少施工接缝。如段与段之间不可避免出现高差，应以斜坡相连接，连接处斜坡坡度控制在1∶3～1∶5。卸料及铺筑过程中，严格控制铺料厚度，施工测量人员层层用水准仪进行检测。为防止铺土过厚或欠铺，每层铺土前，在旧坝坡上打上控制桩，用白灰线连接，用以控制铺料厚度符合要求。

（3）压实

碾压机具采用振动碾压实填筑料，选用自行式振动碾。

振动碾行走方向要平行于坝轴线。相邻作业面碾迹搭接宽度，平行管身轴线方向应不小于0.5m，垂直轴线方向不小于3m。

每填一层按规定的施工碾压参数施工完毕后，随即用核子密度仪检测其压实质量，并用灌水法进行校核，压实质量检测的取样位置，选在压实段有代表性的部位，并均匀分布取样点。

砂砾料压实密度、含水量经检测达到设计要求并经监理人机构检验认可后，继续填铺下一层；若压实度未能满足设计要求，则需进行补压直至检测达到设计要求。

铺料与压实工序连续进行，以防止砂砾料被晒干，影响填筑质量。对表面已风干的砂砾料，作洒水湿润处理。对已检验合格的填筑层，因故未继续施工，复工前进行洒水，并经监理人机构检验合格后才能进行铺筑下一层，以保证层间结合质量。

6、坝顶填筑

坝顶填筑指坝顶拆除后130.0m至设计高程133.0m范围内的填筑，包括壤土和砂砾料两部分。根据规范要求采用砂砾料与土料平起填筑法施工，自卸汽车进占法卸料，振动碾顺坝轴线方向碾压，砂砾料采用振动平碾，土料采用凸块碾。先填筑砂砾料后填粘土。挖掘机削坡，削坡土料、砂砾料分别填筑最后一层土料、砂砾料。

7、削坡

临城水库拦河坝下游坝坡压坡后边坡自上而下为1：2.25、1：2.5、1：2.75，为了保证设计断面内压实干容重达到要求，铺料时要求预留30cm余量，每2.5m-3m高差削坡一次。削坡的方法：采用挖掘机削坡，人工配合，测量人员采用DTM-532全站仪跟踪控制。

8、施工注意事项

（1）铺料厚度由碾压试验确定，施工严格控制。

（2）地面起伏不平时，按水平分层由低处开始逐层填筑。

（3）分段填筑时，各段设立标志，以防漏压、欠压、过压，上下层的分段接缝位置错开。

（4）振动碾行走方向平行坝轴线，碾压控制时速3km/h以内。

（5）对占压坝身断面临时坡道作缺口处理，将板结老土刨松，与新铺料统一按填筑要求分层压实。

三、结论

通过在本工程的应用，在成本控制、工期控制、质量控制等方面取得了良好的效果，一方面施工技术有较大提高，保证了施工质量，缩短施工工期；另一方面在土石坝施工中积累了丰富的施工经验，为以后土石坝施工打下了坚实的基础。

参考文献

［1］SL274-2001，碾压式土石坝设计规范［S］。北京：中国水利水电出版社，2002

［2］郑万勇，杨振华，水工建筑物［M］。郑州：黄河水利出版社，2003.

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。