西龙池上水库坡面垫层料施工技术

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1、255 西龙池上水库坡面垫层料施工技术 西龙池上水库坡面垫层料施工技术 陈春雷 姬玉波 黄传庚 孙生林陈春雷 姬玉波 黄传庚 孙生林 （葛洲坝集团第二工程有限公司） 【摘 要摘 要】 西龙池抽水蓄能电站上水库的整个库面底部设置了一碎石垫层，该垫层较薄，铺 开面积大，设计标准高，其施工质量的好坏直接关系到库、坝的运行安全。本文介绍西龙池上 水库沥青混凝土面板坡面垫层料施工的整个过程及其相关施工技术。 【关键词关键词】 碎石垫层 施工质量 施工技术 西龙池上水库 1 工程概况 西龙池上水库通过挖填形成库盆，采用沥青混凝土全库防渗，防渗面积 21.57 万 m2， 总库容为 469 万 m3。主要工

2、程建筑物包括一座主坝、二座副坝及两个进/出水口。 库盆开挖形成后，其周围边坡用碎石垫层料填筑并碾压。主、副坝坡面（简称坝坡）垫 层填筑厚度为 3m，开挖后的库岸岩石坡面（简称岸坡）垫层填筑厚度为 60cm，总的填筑碾 压面积为 10.2 万 m2。库盆具体结构图见图 1。 图 1 上水库库盆平面结构 2 施工技术要求 采用碎石加工系统生产的成品料进行填筑，碎石最大粒径不大于 80mm，碎石料填筑每 层厚度不大于 40cm。 压实后要求渗透系数大于 10-2cm/s， 变型模量大于 40MPa， 设计干密度不小于 2.2t/m3。 碾压后的坡面平整度控制在设计面的2cm 之内（3m 直尺最高点与

3、最低点的高差） 。 碎石垫层填筑碾压完毕后进行乳化沥青喷护，以防护固坡。 3 施工设想 将库盆开挖形成，并按设计要求填筑坝体，将部分开挖石料进行碎石加工成符合设计 要求的垫层料，确保料源充足。 选用 20t 自卸车配 0.8m3反铲和装载机作为主要摊铺设备，人工推小车作为次要摊铺 手段；选用 2 台推土机配 10t 拖碾作为主要碾压设备，平板夯机和自行式振动碾作为辅助 碾压设备。 256 在坡面上划分若干区域，即划分为平面段、反弧段、过渡段三种区域，每种区域又分 为若干施工块，不同区域采用不同的填筑、摊铺、碾压方法。岸坡碎石垫层采用斜坡薄层 碾压施工方法，碎石料采用 20t 自卸汽车运输，用反

4、铲配合装载机和推土机铺料，人工修 整坡面， 拖碾由推土机牵引进行斜坡碾压。 坝坡碎石垫层除填筑施工按照填坝要求进行外， 其碾压方法与岸坡同。 施工中跟踪试验和测量，确保各项施工指标满足设计要求，避免返工。 4 施工布置 供水布置：沿着环库公路敷设一圈100 主供水管，再从主供水管接 DN35 硬制塑料水 管至施工部位。 道路布置：岸坡上部进料利用环库公路，岸坡下部进料利用库区开挖施工道路。 供电布置：施工用电主要为照明用电，利用库区电源接口，采用电缆敷设至施工部位。 设备布置：推土机布置在环库公路上，拖碾布置在库底，平板夯机和振动碾灵活布置 在边坡顶部或底部。 5 主体工程施工 5.1 主要设

5、备选型 根据施工设想和施工内容，结合作业工程量，选用和配置相应的机械设备，其设备配 置见表 1。 表 1 机械设备配置表 序号 设备名称 规格型号 单位 数量 备注 1 拖碾 台 2 2 自行式振动碾 台 2 3 推土机 D85 台 4 4 装载机 Z50 台 3 5 自卸汽车 20t 辆 20 6 液压反铲 0.8m3 台 4 7 平板振动夯 台 1 8 手扶振动夯 台 2 9 乳化沥青洒布机 台 1 10 全站仪 台 1 11 对讲机 台 6 5.2 坝坡碾压施工 坝坡施工部位包括主坝、1、2副坝的坝坡及主坝与岸坡之间的 1：4 过渡区。其中坝前边坡部分主要为碾压施工，1：4 过渡区为填筑

6、碾压施工。其工艺流程见框图 2。 混凝土 （1）测量放线 采用 510m 方格网对坡面划分施工块，其中垂直坝轴线方向为 5m 间距，平行坝轴线 方向为 10m 间距。采用 60cm 钢筋桩沿竖直方向布桩，根据测量结果沿垂直坝轴方向布线， 根据碾压试验结果预留 812cm 松铺厚度牵线。在坡面平整过程中经常检查钢筋桩和控制 线的情况，注意保护，严禁移动。 碎石料加水 坡面补平 坡面测量放线 静压 坡面碾压 坡面试验及平整度验收 坡面防护 图 2 坝坡施工工艺流程图 257 （2）坡面清理 对坡面上粗骨料较为集中的垫层料，在坝坡施工时必须予以清除，采用人工清理。人 工沿坝轴方向将坝坡上 1015c

7、m 的粗骨料清除后， 再利用斗车、 刮耙等工具从坝面上将级 配均匀的碎石垫层料摊铺至坝坡表面，使之与测量控制线吻合。 （3）静压 坝面平整结束并经联合验收后， 开始对坝面进行碾压。 碾压采用一台 10t 拖式振动碾， 两台推土机牵引，其中一台推土机作为牵引设备，另一台推土机作为固定设备，牵引采用 24 钢丝绳通过定滑轮牵引拖碾。碾压配置指挥人员 3 名，由对讲机保持前、后推土机及 坝面上、下人员通讯。 （其工作示意见图 3） 。静压遍数为两遍（拖碾每上下一个来回为一 遍） 。碾压采用无振碾压，错距法施工，每轨重叠 20cm。静压完毕后，对碾压后的坡面进 行检查，对局部由于不均匀沉降和松铺厚度不

8、均造成的坡面凹陷进行补料整平处理。 图 3 坡面碾压示意图 （4）坡面洒水 采用 D35 硬制塑料管沿坡面自上而下进行。洒水时，水头向上，使水呈雾状，均匀喷 洒至坡面，禁止直接对准坡面喷洒。 （5）坝坡碾压 洒水完毕后，立即对坡面进行碾压。碾压采用上振下不振碾压方式，错距碾压，每轨 重叠 20cm，碾压遍数六遍或上下齐振 3 遍的方法。为防止坝面出现超填和欠填现象，在碾 压开始时，先碾压一个碾轮条带，并对其进行测量，计算出碾压完毕后的轮廓线与设计面 的差异，如果大部分测点在设计允许的误差范围内，方可继续碾压，否则停止碾压，并根 据碾压结果对坡面进行补料或清坡处理。 在坝坡与岸坡 1： 4 过渡

9、区先填筑碎石垫层， 其填筑靠近库区下部采用反铲配合装载机 摊铺碎石料，上部采用反铲由坝面向下铺料，中间部位采用铺料小车铺料。由于过渡区在 垂直坝轴方向厚薄不均。拖碾只能沿垂直坝轴方向碾压，因此，过渡区碾压第一层随岸坡 同时进行碾压，后几层则单独碾压。第一层施工时，对挖填交界处设置明显标志，作为后 几层碾压和最终坝面沥青混凝土处理的标志。最后一层则和岸坡、坝坡同时碾压。每层碾 压控制松铺厚度不超过 40cm。 （6）碾压后的检验 坝面碾压完毕后，依照检验方案对坝面进行质量检查。检查内容包括干密度、渗透系 数、平整度。 （7）坡面防护 坝坡检验完毕后，即对坡面进行乳化沥青喷护，乳化沥青喷护厚度为

10、3mm，喷护量约 为 1.5kg/ m2。乳化沥青喷护采用沥青洒布机，自下至上进行喷护，以达到固坡的作用。 5.3 岸坡填筑碾压施工 岸坡在施工前对坡面局部陡坎进行处理，经联合验收后进行。整个坡面填筑碾压施工 共分两层进行，其工艺流程见图 4。 258 （1）第一层填筑碾压施工 第一层填筑碾压采用反铲自上而下进行铺料。松铺厚度为 30cm40cm。其施工方法如 下： 1）垫层料装载运输。垫层料采用装载机配合 20t 自卸汽车从碎石加工系统取料，沿环 库公路堆存至施工岩坡部位的上部。由于碎石加工系统加工出来的碎石，在堆料过程中存 在骨料粒径分散的情况，碎石料取用前需要对其进行骨料拌和。在碎石料装

11、载前，先用推 土机对加工后的碎石料料堆进行平整，料堆高度保持在 23m，取用时装载机自底部向上 挖装，以确保底部粗骨料和上部细骨料可均匀搭配。运输时，自卸汽车先卸料至环库公路 上， 再利用推土机或装载机赶料以减少骨料分散。 碎石料运输根据铺料反铲工作范围不同， 以 2025m 为一单元，根据单元面积计算出填筑方量，按照松散方及压实方之比计算出松 散方，并根据岩面开挖情况确定一定的富裕系数，作为该单元的备料依据。 2）加水。为防止在碎石料的摊铺过程中粒径分离，垫层料的加水分两次进行。在碎石 料摊铺前，先对料堆掺加 23的水，以保证碎石料有一定的湿度，在摊铺过程中，其粒 径间的毛细引力可以有效的防

12、止骨料分离现象。在垫层料摊铺完毕静压后，再对碾压部位 洒 34的水量。 3）测量放线。第一层碎石料摊铺采用机械摊铺，在摊铺单元两侧垂直环库公路轴线设 置控制线，作为反铲铺料的参照线。控制线高度以高出设计开挖面 30cm 为宜。 4）碎石料摊铺。碎石料摊铺采用液压反铲，从环库公路料堆向下翻料，局部地区采用 人工配小车铺料。在铺料过程中设置指挥人员，负责设备安全及对控制线进行保护。对在 铺料过程中损坏的控制线及时恢复，以确保铺料厚度。反铲在铺料过程中根据碎石料料堆 情况，有意识的对级配不好的碎石料进行掺和。摊铺完成后，多余碎石料转至坡面下部， 如果碎石料不足，则从坡角用反铲自下往上摊铺，装载机供料

13、。 5）坡面碾压。摊铺后的边坡静压两遍，洒水完毕后，立即对坡面进行碾压。碾压 采用上振下不振碾压方式，错距碾压，碾压遍数六遍。方法与坝坡碾压相同。坡面碾 压完毕后，经检验试验合格后，即可进行第二层碾压施工。 （2）第二层填筑碾压施工 第二层为坡面最终坡面，施工时除满足密度，渗透系数等指标外，尚需注意坡面平整 度和坡面碾压后表面大粒径碎石料分布情况。坡面控制施工方法基本同主坝坝坡施工，加 水、铺料方法同岸坡第一层施工。坡面平整时，注意保持 1215cm 的松铺超填。 5.4 反弧段填筑碾压施工 反弧段区域主要在边坡与库底的衔接段。采用自行式振动碾和拖碾两种设备进行碾压 施工。 （1）下部施工 反

14、弧段下部 1.8m 高度，采用水平铺料方式，每层填筑控制厚度 3540cm（松铺） 。轮 廓线外侧超填约 1.0m 宽。采用推土机铺料，自行式振动碾分层碾压。碾压遍数 8 遍，错距 法碾压施工。碾压完毕后，采用反铲对弧面进行修整，预留 2025cm 保护层，人工清理。 其分层示意图详见图 5。 图 4 岸坡施工工艺流程图 坡面洒水 坡面测量放线 坡面碾压 第一层碎石垫层料摊铺现场取样检验 坡面测量放线 第二层碎石垫层料摊铺坡面清理整平 静压 坡面防护 坡面补平 坡面碾压坡面试验及平整度验收 259 图 5 反弧段摊铺分层示意图 （2）上部施工 反弧段上部采用反铲铺料， 碾压与下部一起进行碾压。

15、 弧面碾压采用拖式振动碾碾压。 部分拖碾不能到达的部位，采用自行式振动碾碾压。 （3）反弧段表面控制 反弧段施工测量控制按照平行与环库公路轴线放线， 控制线间距 3m 设置。 坡面人工平 整，超高水平碾压部分按照 810cm 控制，反铲铺料部分根据松铺厚度不同按照 1215cm 控制，并根据实际碾压结果进行调整。 5.5 坡面碾压后的处理 （1）坡面超填处理 对于局部碾压条带出现欠填或超填现象，超过设计规定范围时，须对其进行处理。先 利用刮耙将坡面表层 510cm 范围刨松，然后根据坡面超欠情况将对坡面进行补料或找平 处理，完毕后进行碾压。 （2）试验坑处理 在边坡上做试验挖出的小方坑，坡面检

16、验试验合格后，安排人员对试验坑进行回填， 采用手扶式振动夯对试验坑进行分层碾压。 6 质量控制 为保证垫层料碎石级配满足设计要求，保证边坡碾压施工质量，需要从源头上进行控 制。在垫层料生产过程中，设置专人对堆存的垫层料加工原料进行监控，防止含泥量过大 等不合格加工原料进入碎石加工系统。定期对砂石系统生产的成品料进行级配检测，以保 证碎石料级配合格。在碎石料的运输过程中，加强对碎石料的装运和卸料进行监控，尽量 减少碎石料的级配分离现象。在铺料前对碎石料料堆进行级配检测，弄清碎石料的级配分 布情况。在铺料过程中，设置专人对铺料反铲进行指挥，对级配分散的碎石料进行合理的 混合。 铺料和碾压是垫层施工的关键工序，其铺料方式、碾压方法等，直接决定着垫层的施 工质量。在施工全过程中必须做到全面质量控制。从摊铺、加水、碾压等每个环节都针对 性的制订作业指导书，严格按