粉煤灰筑坝施工技术初探

时间：2024-07-28

蔡伟

（南京市水利建筑工程有限公司，江苏南京 210000）

0 引言

粉煤灰筑坝，主要是将灰场内粉煤灰采用高压泵水力冲填，利用灰场内的冲灰水，将灰场内的粉煤灰搅拌成一定浓度的灰浆，再利用泥浆泵通过管道输送到作业面内（坝身位置），灰浆经沉淀排水固结、人工踩排、机械振密实后形成灰坝。

1 工程概述

谏壁发电厂真观山灰场筑坝长482 m，高6.5 m，坝顶宽5 m，上游边坡 1∶2.5，下游边坡 1∶3.0。大坝填筑方量为103000 m3，划分为9个施工段，每段粉煤灰冲填量约为11500 m3，粉煤灰取自库内，距坡脚80 m外取灰，粗细粉煤灰混合使用，运距约100～200 m范围，筑堰取料坑边缘距堰脚大于3 m。

2 机械选用

本工程筑堤土方采用水力冲填法施工。冲填机械选用4PL-250水力冲填机组。运距200 m左右，采用在输泥管上安装加力泵，每加一级加力泵可增加输送距离200 m左右。

3 施工准备

（1）测量放样

测量放样主要分为：观测设施的埋设，灰坝轴心线的控制，冲填区筑围堰、临时围堰的放样及坝体沉降、位移的观测等。观测设施的埋设严格按图纸要求并结合现场实际情况布置，所有测量数据确保准确性与精确性，沉降及位移观测点数据必须完整连续。

（2）灰坝基础处理

①施工时，首先对坝基超挖1 m深，采用推土机挖至设计标高，再逐层回填振动压实，碾压量为24500 m3，现场进行压实试验，确定最优含水量、碾压机具、碾压厚度、碾压遍数、碾压干容量，并按有关规范检测坝基承载力不小于100 kPa；②坝体与岸坡应采用斜面联接，不得将岸坡清理成台阶式，更不得有反坡。

4 水力冲填粉煤灰筑坝施工的主要方法

粉煤灰水力冲填坝从开始施工到坝体形成主要有三个阶段：粉煤灰成浆阶段、灰颗粒沉淀脱水阶段和灰体固结密实阶段。

4.1 施工步骤

（1）本工程将灰坝按每段约50 m均分为9个施工段，以便于交叉吹填，流水作业。

（2）技术人员根据设计施工图要求放好坝基样线，并使机组一一就位。首先，各机组施工人员根据放好的样线，按图纸设计的规格要求进行坝基处理，然后在坝基两侧人工围筑第一层边埂，形成冲填池，边埂高度控制在60 cm左右。

（3）向冲填池输入高浓度灰浆，排出表面水，冲填池灰面达到50 cm高度后，进行人工踩排，并掌握最佳时期用平板振动器振捣，待该层达到密实要求后再按上述步骤进行下一层的施工，直至达到设计坝顶标高。

4.2 灰坝填筑的施工技术要求

（1）修筑围堰、划分畦块。修筑围堰主要由人工完成，围堰材料可就地取材，用蛙式打夯机夯实。将工程用围堰分成若干畦块，每段畦块长约50 m，目的是施工时各道工序可以轮流交叉进行。

冲填区围堰高度应满足吹填筑堤时，水不漫溢、溃决；每次筑堰高度不宜超过0.6 m，筑堰时应清基振动压实，压实标准为满足子坝基承载力不小于100 kPa；筑堰粉煤灰可就近在次填面上取用，但取料坑边缘距坝脚不应小于30 m。

（2）分层吹填。应选择颗粒级配良好的灰渣进行坝体吹填。为保证坝体均匀密实，应分层吹填，每层吹填灰浆厚度应控制在50 cm为宜。

（3）冲填速度。水力冲填筑坝，灰渣强度的增长和坝体孔隙水压力的消散与冲填速度都有关系。如果冲填速度慢一些，灰渣的强度就有机会增大，在施工期坝体的稳定性就更高；如果冲填速度过快，坝体升高过快，对坝体的稳定性就会产生不利影响。施工时，应采取相应质量控制措施和按监理工程师的指令作业。

（4）沉淀、排水。当输入畦块的灰浆达到一定高度（施工中控制在50 cm左右）时，停止输送灰浆，使畦块中浆液自然沉淀数小时，排除表面积水，积水可用导流管引入排水沟后用抽水设备排除。

（5）人工踩排。此道工序较为关键，对整个灰坝的质量控制至关重要。当排掉表面积水（灰浆仍呈流塑状态）后，进行人工踩排，即由若干操作工人有规律地在灰浆中来回踩动，使灰浆发生液化（毛细现象），将深层的水离析出来，从灰体表面排出，同时，人工踩排还可以使灰浆在垂直方向的粒度均匀，形成级配良好的坝体材料。经过人工踩排后，畦块表面可能有部分明水析出，应及时排掉，稍等数小时，待煤灰基本沉淀，人便可以在表面上来回走动。

（6）机械振密。经过人工踩排，待煤灰基本沉淀后，进行机械振密，即用蛙式打夯机逐一夯实后，再用平板振动器进行二次振动密实。

（7）取样检测。填坝施工过程中，要定期、逐层、逐畦取样检测密实度。密实后粉煤灰干密度应控制在9.8 kN/m3左右。

4.3 质量保证技术措施

为了确保工程施工质量，针对本工程特点，分析和预计影响工程质量的薄弱环节，制定保证施工质量的技术措施。成立施工质检小组，负责施工质量检查验收、测量及施工现场检测。

具体质检内容：

（1）冲填体密实度检验。需满足设计标准密度0.95的要求，对每一冲填层在不同冲填畦块分别取的试样进行干密度、含水量测试，每个畦块的试样不少于3个。

（2）冲填施工工艺检验。主要包括：畦块划分数、人工踩排和平板振动器振密的实施。

（3）水力冲填施工操作检验。包括：①人工踩排及扰动深度；②平板振动器振密程度；③冲填层厚度控制；④灰浆浓度控制（灰浆浓度在25%～30%之间最合适）；⑤出浆口一次连续出浆时间控制（一次连续出浆时间不超过2 h）；⑥材料检验要严格细致，杜绝不合格产品用于工程施工；⑦坝体填筑施工期间，应定时进行坝基的沉降量及水平位移观测。