CN105386448A - 一种堆石坝坝坡处理中倒坡的填筑施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种堆石坝坝坡处理中倒坡的填筑施工方法，用于无坚实基础倒坡的施工中，其特征在于，该方法通过采用低压缩料来进行倒坡的填筑处理，具体包括以下步骤：(1)对建基面和坡面进行处理；(2)设层厚标记；(3)低压缩料铺设；(4)低压缩料碾压填实；(5)倒坡填筑密实度检查。本发明的倒坡处理方法中，因为低压缩料采用碾压、拍击或注水法施工，施工速度快，可以和坝体填筑同步进行；从而提高了整体的施工速度。并且，该施工方法适用范围广，对于倒坡度较大或较高的坝坡以及顶部小空间的坝坡处理都适用，弥补了砌浆石和混凝土不能处理或处理有问题的缺陷。

Description

一种堆石坝坝坡处理中倒坡的填筑施工方法

技术领域

本发明涉及建筑工程领域中堆石坝坝坡处理中倒坡的填筑处理领域，特别是无坚实基础的倒坡的填筑处理的技术领域。

背景技术

目前，在水利枢纽混凝土面板石坝的建筑过程中，对堆石坝坝坡处理中倒坡的处理通常采用浆砌块石或补浇混凝土进行倒坡处理，或者针对边坡较低处采用削坡方式进行处理。但对于坡边极高以及一些无坚实基础或局部无坚实基础的倒坡处理，采用浆砌块石或补浇混凝土进行倒坡处理后，由于浆砌块石或混凝土属于刚性体，而基础不坚实的地方非常容易发生沉降，导致浆砌块石或混凝土也随之产生沉降，并且，沉降后，浆砌块石或混凝土体易于与岩体脱离，重新产生倒坡，从而不能消除倒坡对坝体整体沉降变形的影响，即会导致所建造的坝体变形，甚至发生坍塌。

发明内容

本发明提供了一种新的对无坚实基础的倒坡的填筑施工方法，适用于堆石坝坝坡处理中倒坡的回填处理，即选用低压缩料对无坚实基础的倒坡进行填筑的施工方法，通过该方法将低压缩料填筑到倒坡内及倒坡上，使之达到要求的孔隙率和干密实度指标，有效的消除了对坝体变形的影响。同时，选用低压缩材料填筑，在接近倒坡部分的时候，不用太多的竖向碾压来使其密实，提高了施工的速度和效率。

本发明提供的一种堆石坝坝坡处理中倒坡的填筑施工方法，用于无坚实基础倒坡的施工中，其中，该方法通过采用低压缩料来进行倒坡的填筑处理，具体包括以下步骤：

(1)对建基面和坡面进行处理；

(2)设层厚标记；

(3)低压缩料铺设；

(4)低压缩料碾压填实；

(5)倒坡填筑密实度检查。

优选的实施方式中，步骤(1)对建基面和坡面进行处理还包括以下步骤：建基面处理基本采用机械结合人工施工，先将建基面表面清理整平，然后采用25t振动碾或小型振动碾将建基面碾压密实，机械不能进入的地方则采用人工夯实；坡面处理全部采用人工，将坡面上的坡积物、松动的石块等全部清理撬挖干净。

另一优选的实施方式中，步骤(2)设层厚标记包括：采用测量方法，根据建基面的高程和试验确定的铺设层厚，将每层的铺设高程线用红油漆画在倒坡坡面上。

另一优选的实施方式中，步骤(3)低压缩料铺设包括：将低压缩料按设置的层厚标记进行铺设；在作业面较大、倒坡高度较高的区域，低压缩料的铺设以机械为主结合人工进行；在作业面不大、倒坡高度不高，且倒坡坡度较大时，采用人工结合机械的方法进行铺设；在作业面很小，倒坡高度很小且坡度较大时，低压缩料的铺设全部采用人工铺设。

另一优选的实施方式中，步骤(4)低压缩料碾压填实包括：

a、对于倒破高度较大、下部工作面较大的区域，低压缩料铺设层厚控制在40cm，铺设完成后直接采用25t振动碾碾压6～8遍；

b、对于倒坡度不大、有一定的工作面且倒坡坡有一定高度的区域，低压缩料铺设层厚控制在20cm，铺设完成后采用小型振动碾压6～8遍；

c、人工夯实法：对于倒坡坡度大、高度小、作业非常狭小的部位，低压缩料铺设层厚控制在10cm，铺设完成后人工使用夯锤夯击，夯击的遍数一般为8～10遍；

d、对于与倒坡坡面的结合部位，对倒坡面结合部位的低压缩料铺设完成后进行灌水处理，低压缩料随着水流的注入不断的下沉，自然沉降密实的速度较快，待灌水至低压缩料不再下沉后停止灌水，经一段时间后，低压缩料的含水率达到最佳含水率时，再采用木锤对灌水部位进行打击。

另一优选的实施方式中，步骤(5)中倒坡的填筑密实度大于等于2.28g/cm³。

更为优选的实施方式中，低压缩料为级配碎石和黄沙的混合物。即低压缩料由级配碎石和黄沙掺拌而成，其中，碎石和黄沙的最大粒径为10cm。而一些特殊垫层中，碎石和黄沙的最大粒径控制在4cm。

有益效果

本发明的堆石坝坝坡处理中的倒坡处理方法中，因为低压缩料采用碾压、拍击或注水法施工，施工速度快，可以和坝体填筑同步进行；从而提高了整体的施工速度。并且，该施工方法适用范围广，对于倒坡度较大或较高的坝坡以及顶部小空间的坝坡处理都适用，弥补了砌浆石和混凝土不能处理或处理有问题的缺陷。

附图说明

图1为砌浆石和混凝土处理的倒坡的结构的示意图；

图2为砌浆石和混凝土处理的倒坡沉降示意图；

图3为本发明的低压缩料填筑的倒坡结构的示意图；

图4位低压缩料填筑的倒坡沉降示意图。

附图标记说明：

原始边坡线100；垫层料(低压缩料)填筑区200；砌浆石或混凝土贴坡体300；坝体填筑区400；砂卵石基础区500；原始基础面600；沉降变形后形成的脱空区700；沉降变形后形成的倒坡区900；变形后的基础面800；

具体实施方式

下面对本发明涉及的结构或这些所使用的技术术语做进一步的说明。在下面的详细描述中，图例附带的参考文字是这里的一个部分，它以举例说明本发明可能实行的特定具体方案的方式来说明。我们并不排除本发明还可以实行其它的具体方案和在不违背本发明的使用范围的情况下改变本发明的结构。

图1至图4分别给出了利用砌浆石或混凝土填筑的倒坡和利用低压缩料填筑的倒坡以及倒坡的沉降示意图。

如图1所示，利用砌浆石或混凝土进行倒坡处理时，在坝体填筑区400与砌浆石坡体300中间还需要一个垫料层200，该垫料层200也由低压缩料铺设而成。而在一定的时间后，该坡体沉降，如图2所示，在坝体400和砂卵石500之间的原始基础面600也因沉降下沉，变形后的基础面800变得很不规则，并且，越靠近坡体处理区300，其沉降变形越深，使得变形后的基础面800呈一端高一端低的现象，这样，导致位于基础面上的坝体400依托的基础面不同，使坝体会发生变形，甚至会发生坍塌，严重影响了坝体400的稳定性；并且，在原始边坡线100处，因为沉降而形成了一个脱空区700，同时，因沉降的原因，在边坡线100的周围还形成新的倒坡区900，也严重影响了整个坝体400的稳定性。

而利用低压缩料直接填筑倒坡区域的情况下，如图3所示，整个倒坡200全部用低压缩料回填填筑，在一段时间后，沉降也会发生，但沉降导致的变形则有大幅的改善，并且，坝体400与砂卵石500基础之间的基础面600因沉降而变形比较均匀，下沉幅度相同，如图4所示，变形后的基础面800基本在一个平面上，这样，位于基础面800上的坝体也会整体沉降，不易产生坝体内部变形或坍塌现象，因此，低压缩料填筑的倒,200因其密实度较高，不易沉降和变形而影响基础面800，对位于基础面上坝体400的整体变形影响较小，有效了保证了坝体的稳定性。

下面就九甸峡水利枢纽工程中倒坡的处理来具体描述本发明的施工方法。

九甸峡水利枢纽混凝土面板石坝坝顶高程2206.5m，最大坝高133.5m，坝顶宽度11m，坝轴线长232.0m，坝顶设“L”型防浪墙，墙高3.5m，墙顶高程2206.5m；上游坝坡1:1.4，下游综合坝坡1:1.5，局部坡1:1.4，设置上下两层“之”字形道路，宽8.0m；上游混凝土面板厚度为0.3～0.7m。

大坝整个坝基坐落在覆盖层上，上游侧河床段趾板处覆盖层层深度约为25m，河床段趾板上游设置连接板，与防渗墙连成一体，防渗墙设计深度约为23m。

大坝两岸坡非常陡峭，左岸坝坡设计开挖坡比为1:0.1，趾板后坡坡比为1:0.3，右岸坝坡设计开挖坡比为1:0.2，趾板后坡坡比为1:0.3～1:0.5。

高程2120m以下两岸坡基本呈直立状，局部为倒坡；左岸高程2120m以上为开挖边坡，左岸开挖坡比为1:0.1，右岸高程2120m～2125m为一阶梯平台，高程2125m以上为开挖边坡，坡比为1:02。

由于九甸峡大坝是建在覆盖层上的，因此建基面以上的倒坡是没有坚实基础的，不能采用浆砌块石或补浇混凝土进行倒坡处理，同时，由于边坡极高也不能采用削坡方式进行处理。

因此，九甸峡大坝局部无坚实基础的倒坡采用低压缩料进行回填：在倒坡下采用低压缩料分层填筑碾压密实，在外侧形成顺坡后进行其它堆石体的填筑。

具体的操作如下：

1、确定施工流程

建基面和坡面处理→设层厚标记→低压缩料铺设→低压缩料碾压→检查验收→下一个循环。

2、施工方法

1)建基面和坡面处理

建基面处理基本采用机械结合人工施工，先将表面清理整平，然后采用25t振动碾或小型振动碾将建基面碾压密实。机械不能进入的地方则采用人工夯实。坡面处理全部采用人工，将坡面上的坡积物、松动的石块等全部清理撬挖干净，达到设计要求为止。

2)设层厚标记

层厚标记采用测量方法，根据建基面的高程和试验确定的铺设层厚，将每层的铺设高程线用红油漆画在倒坡坡面上即可。这样做既方便又直观。

3)低压缩料的铺设

在作业面较大、倒坡高度较高的区域，低压缩料的铺设以机械为主结合人工进行。低压缩料运输采用5t东风自卸汽车，直接运至工作面，卸下后采用推土机将低压缩料按设置的层厚厚标记进行铺设。本工程在处理倒坡时，机械碾压的铺层厚度为两种：当25t振动碾能进入倒坡下施工时，低压缩料的层厚控制在40cm左右，当25t振动碾不能进入倒坡，而采用小型振动碾碾压时，铺层厚度控制在20cm。这两种层厚均通过碾压试验确定。

在作业面不大倒坡高度不高，且倒坡坡度较大时，低压缩料采用机械铺设就非常困难，因此在低压缩料铺设施工时，我们采用人工结合机械的方法进行铺设：即用自卸车将低压缩料运至工作面附近卸下后，先用推土机将低压缩料推至倒坡下，再采用挖掘机将低压缩料送入倒坡之内，最后采用人工方法将低压缩料按设计厚度进行铺整平。

在作业面很小，倒坡高度很小且坡度较大时，低压缩料的铺设全部采用人工，即人工将低压缩料送倒坡下进行铺设，这时低压缩料的铺设厚度控制在10cm左右。

4)低压缩料的碾压

本工程施工进低压缩料的碾压主要采用四种方式：

a、25t振动碾碾压：这种方法只适用于倒破高度较大，下部工作面较大的区域，根据试验结果，低压缩料铺设完成后直接采用25t碾压6～8遍即可达到设计要求的孔隙率和干密实度指标，这时低压缩料的铺设厚度控制在40cm左右。

b、小型振动碾碾压：这种方法适用于倒坡度不大，有一定的工作面且倒坡坡有一定高度的区域，采用该种碾压法时，低压缩料的铺层厚度控制在20cm，采用小型振动碾压6～8遍即可达到设计要求孔隙率和干密实度指标。

c、人工夯实法：该方法适用倒坡坡度大，高度小，作业非常狭小的部位，采用人工夯实时，低压缩料铺设厚度控制在10cm，夯锤采用钢板或圆木制作而成，人工夯击的遍数一般为8～10遍。

d、灌水法：该方法主要适用于与倒坡坡面的结合部位，在倒坡面结合处由于受倒坡面的影响，机械和人工夯击均不能到达坡面处，为了确保低压缩料的整体密实，我们根据水锤法施工的原理和低压缩料的特性，对倒坡面结合部位的低压缩料进行灌水处理，在灌水过程发现，低压缩料随着水流的注入不断的下沉，自然沉降密实的速度较快，待灌水至低压缩料不再下沉后停止灌水，经一段时间后，即低压缩料的含水率达到最佳含水率时，再采用木锤对灌水部位进行打击，使之达到设计要求的孔隙率和干密实度指标，经试验显示，采用灌水法结合人工打击的方法完全能满足低压缩料的填筑指标要求

5)检查验收：对回填好的低压缩料倒坡进行干密实度试验检测。干密实度的检测方法按照土建施工的标准方法进行。本工程中，利用低压缩料填筑的倒坡的干密实度在2.29-2.3g/cm3，均大于设计要求的2.28g/cm3。

通过埋设的水管沉降仪以及莱卡DNA03水准仪对九甸峡大坝进行沉降检测，下表是大坝刚建成时至其后的一年半时间的沉降数据：

堆石体水管沉降仪测值特征值统计表(单位：mm)

由上表中可以看出：

1.所有的沉降点观测的沉降数据均符合大坝沉降标准：即沉降不能超过坝高的1％，本工程坝高133米；检测的沉降数值最大为1000mm，小于坝高的1％：1330mm。

2.沉降数值大部分分布在300-700mm之间，坝体沉降均一性较好。

3.其中，坝横0+057.5～坝横0+070.0▽2113高程以及坝横0+105.5▽2120高程(靠近无坚实基础的用低压缩料回填的倒坡处)，位于坝轴线上游侧的ES-03、ES-04、ES-05、ES-19、ES-20沉降较大，分别为601.00mm，710.00mm，737.00mm，469.00mm和550.00mm，但符合沉降标准；下游侧各测点基本稳定，变幅甚小。

Claims (7)

1.一种堆石坝坝坡处理中倒坡的填筑施工方法，用于无坚实基础倒坡的施工中，其特征在于，该方法通过采用低压缩料来进行倒坡的填筑处理，具体包括以下步骤：

(1)对建基面和坡面进行处理；

(2)设层厚标记；

(3)低压缩料铺设；

(4)低压缩料碾压填实；

(5)倒坡填筑密实度检查。

2.根据权利要求1所述的填筑施工方法，其特征在于，步骤(1)对建基面和坡面进行处理还包括以下步骤：建基面处理基本采用机械结合人工施工，先将建基面表面清理整平，然后采用25t振动碾或小型振动碾将建基面碾压密实，机械不能进入的地方则采用人工夯实；坡面处理全部采用人工，将坡面上的坡积物、松动的石块等全部清理撬挖干净。

3.根据权利要求2所述的填筑施工方法，其特征在于，步骤(2)设层厚标记包括：采用测量方法，根据建基面的高程和试验确定的铺设层厚，将每层的铺设高程线用红油漆画在倒坡坡面上。

4.根据权利要求3所述的填筑施工方法，其特征在于，步骤(3)低压缩料铺设包括：将低压缩料按设置的层厚标记进行铺设；在作业面较大、倒坡高度较高的区域，低压缩料的铺设以机械为主结合人工进行；在作业面不大、倒坡高度不高，且倒坡坡度较大时，采用人工结合机械的方法进行铺设；在作业面很小，倒坡高度很小且坡度较大时，低压缩料的铺设全部采用人工铺设。

5.根据权利要求4所述的填筑施工方法，其特征在于，步骤(4)低压缩料碾压填实包括：

a、对于倒破高度较大、下部工作面较大的区域，低压缩料铺设层厚控制在40cm，铺设完成后直接采用25t振动碾碾压6～8遍；

b、对于倒坡度不大、有一定的工作面且倒坡坡有一定高度的区域，低压缩料铺设层厚控制在20cm，铺设完成后采用小型振动碾碾压6～8遍；

c、对于倒坡坡度大、高度小、作业面非常狭小的部位，低压缩料铺设层厚控制在10cm，铺设完成后人工使用夯锤夯击，夯击的遍数一般为8～10遍；

d、对于与倒坡坡面的结合部位，对倒坡面结合部位的低压缩料铺设完成后进行灌水处理，低压缩料随着水流的不断的下沉，自然沉降密实的速度较快，待灌水至低压缩料不再下沉后停止灌水，经一段时间后，低压缩料的含水率达到最佳含水率时，再采用木锤对灌水部位进行打击。

6.根据权利要求5所述的填筑施工方法，其特征在于，步骤(5)中倒坡的填筑密实度大于等于2.28g/cm³。

7.根据权利要求1-6之一所述的填筑施工方法，其特征在于，所述低压缩料为级配碎石和黄沙的混合物。