掺水泥填筑砂卵石施工工艺浅谈

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(中国水利水电第七工程局有限公司，成都，610023)

1 概述

大渡河安谷水电站工程是大渡河干流梯级开发中的最后一级，坝址位于乐山市市中区与沙湾区接壤的安谷河段生姜坡，距上游在建沙湾水电站约35km。该电站工程开发任务为发电、防洪、航运、灌溉和供水等，采用混合式开发方式，水库正常蓄水位398.00m，总库容约6330万m3，电站装机共五台。其中，大机组容量4×190MW，设计引用流量2576m3/s；小机组容量1×12MW，设计引用流量64.9m3/s。

根据设计蓝图要求，泄洪冲砂闸1#、2#闸室底板、储门槽坝段(坝横0+77.00m～坝横0+88.00m)、厂房尾水反坡段左墙、右岸护坡(桩号0+000.00～桩号0+003.00m)等部位底板基础，均采用掺水泥砂卵石填筑(水泥掺量5%)，总计填筑工程量约3.75万m3。

掺水泥填筑砂卵石主要技术要求为：砂卵石料采用天然级配，最大粒径300mm，小于5mm含量为14%～28%，小于0.075mm含量小于5.0%。加入砂卵石重量5%的水泥，搅拌均匀后分层碾压密实；碾压后砂卵石设计干容量不小于2.30t/m3，相对密度≥0.8。

掺水泥填筑砂卵石主要施工流程为：场地平整、基础验收、填料准备、摊铺整平、分层碾压及检测合格等。具体详见图1。

图1 施工流程

2 施工方法

2.1 场地平整与压实

试验场地按要求进行平整处理。首先清除松散的砂卵石层，采用装载机填平补齐后，用自行式振动碾静压6遍，再铺筑20cm厚的砂卵石料，振动碾强振12遍，经现场检测试验场地基础干容重为2.31t/m3。形成碾压试验场地后，布设测量方格网。测量其表面高程平整度在±5cm内，符合设计技术要求，进行分条、分块，场地平面布置完成后进行填筑铺料。

2.2 填筑料选择及铺筑

填筑料料源选取厂坝基坑开挖级配较好的料物，对粒径大于300mm的料物进行筛分。将筛分好的料物运至事先准备好的拌合场地，按照设计要求掺入砂卵石重量的5%水泥，同时结合已完成的试验大纲技术要求，每m3砂卵石需掺入122kg水泥搅拌均匀，方可满足质量要求。随后根据料物的天然含水情况，选择是否需要加水，确保填筑料碾压密实。

填筑料拌合均匀后，由25t自卸汽车运至需要填筑的施工区域。填筑前，务必将填筑部位的松散渣料清理干净。自卸汽车将填筑料卸下后，由ZL-50装载机摊铺找平(如填筑区域较大，可采用推土机)，现场质检员随时用钢卷尺测量，控制厚度不超过每层80cm。

2.3 碾压施工

碾压采用18t震动碾。碾压行车速度控制在2km/h～3km/h，碾压遍数为静压2遍，振动碾压8遍。为避免碾压时产生侧向抗压，试验区的两测预留出一个碾宽，顺碾压方向的两端预留8m作为非试验区，满足停车和错车需要。

对于碾压区边缘及转角部位等大型碾压机械难以施工的死角，采用HW70蛙式打夯机进行施工。

2.4 沉降值测定

在碾压前后，分别用全站仪测量高程，控制铺筑厚度，配合人工钢卷尺测量，测得碾压后的沉降值(具体见表1)。

表1 碾压后沉降值统计

填筑料源掺水泥砂卵石填筑料铺层厚度(cm)80碾压遍数2+8沉降值(cm)5 36 84 9平均沉降值(cm)5 7

2.5 取样检测

砂卵石料在掺和水泥碾压前进行颗粒筛分，测出其颗粒分布范围和含水率；掺和水泥碾压后取3个试样，采用灌水法分别测定压实后的湿密度。掺和水泥碾压后的含水率，以掺和水泥碾压前的含水率代替(其中，20mm以下颗粒按实测值计；20mm以上颗粒含水率综合考虑施工现场水平及外界因素，取值按1.5%计)(具体见表2)。最后对碾压后的填筑体进行干密度试验(具体见表3)。

表2 填筑料掺水泥拌和碾压前级配筛余试验成果汇总

铺筑厚度(cm)碾压遍数试验坑号累计筛余(%)>10080～10060～8040～6020～4010～205～102～51～20 5～10 25～0 50 1～0 250 075～0 1﹤0 075设计指标10065～100/43～77/23～4618～3814～28/////0～5802+8①10083 576 466 249 736 827 824 520 819 215 79 84 72 2②10082 475 265 445 836 428 124 221 418 315 29 65 02 3③10083 278 466 850 336 728 625 122 019 516 29 64 92 3

表3 填筑料干密度检测结果汇总

填筑料源掺水泥砂卵石填筑料铺料厚度(cm)80碾压遍数(N)2+8检测项目湿密度(g/cm3)砂卵石掺水泥前含水率(%)干密度(g/cm3)试坑编号123123123单值2 3962 4442 4163 74 74 32 312 332 32平均2 4194 22 32

3 质量控制措施

施工时严格按照图纸和施工技术规范进行。填筑时严格控制填料质量及填料的含水量，并选择合适的压实时间；做好试验场地周边和场内排水，确保参数准确。现场试验时，认真、及时地填写试验过程中的各类数据，以保证填方试验段成果的真实性、可靠性。

由于填筑料采用掺水泥搅拌工艺，因此务必不能雨天施工，填筑料要随用随拌，如填筑料天然含水量合适，尽量不要加水，否则控制难度极大。

4 经济效益评价

掺水泥填筑砂卵石，不但在施工工艺方面操作简便，在成本控制上，也较同强度基础混凝土低廉许多。具体详见表4。

表4 掺水泥填筑砂卵石施工成本节约表

项目名称工程量(m3)单价(元)合价(万元)C20混凝土37500236885掺水泥填筑砂卵石37500110412 5成本节约(万元)472 5

通过表4反映出，掺水泥填筑砂卵石确实在保证工程质量的同时，极大地节约了工程投资。

5 结语

通过对安谷水电站掺水泥砂卵石料填筑碾压工艺的总结，摸索出一套适合于该工艺施工的施工方案和机械配置方式，获取满足设计要求的碾压结果，得出掺水泥砂卵石料填筑的施工参数，以便同类型工程借鉴。