1.堆石体的施工方法

堆石体的施工方法目前一般多采用控制级配的薄层碾压法,即控制上坝石料的粒径级配、填筑层厚度和洒水量,并采用振动碾压实。堆石料一般采用后退法卸料,推土机随时铺平,这样大粒径块石易推至铺料的前沿下部,细料填入堆石上部孔隙,使表面平整,便于车辆行驶,如图13.17所示。

图13.17　汽车后退法卸料示意图

压实采用振动碾,它是一种将振动和碾压作用相结合的压实机械。振动装置由滚筒内的偏心轴及装在机架后面的柴油机组成。由于轴的旋转使装在轴上的激振偏心块也旋转,迫使碾滚产生高频率的振动。在振动力的作用下,颗粒产生振动而达到密度。采用振动碾压实,可使压实层土料孔隙率大为减小,相对密度大为提高,从而使填筑体的沉陷量大幅度降低,稳定性明显增强,抗震性能大为改善。振动碾生产效率高,结构简单,是压实非黏性土的良好机械。

采用控制级配的薄层碾压施工法原因是：由于混凝土防渗面板直接浇筑在上游堆石坝坡上,因此,坝体较大的变形和不均匀沉陷,可能引起混凝土面板的严重裂缝或靠近岸边连接处拉裂,而面板的变形仅取决于坝体堆石的变形；所以堆石的压实变形大小是建成这种防渗面板的关键。要使堆石体的沉陷变形最小,最重要的措施是充分压实。故采用坚硬的岩石,最优的级配和最优填筑层厚度,用重型振动碾碾压,便可使其达到最大密实度(或最小孔隙率),从而满足质量要求。

2.堆石体的分区填筑压实

根据面板堆石坝不同部位的受力情况,将坝体进行分区,如图13.18所示。

图13.18　面板堆石坝标准剖面图(单位：m)

1—混凝土面板；2—垫层区；3—过渡区；4—主堆石区；5—下游堆石区；6—干砌石护坡；7—上坝公路；8—灌浆帷幕；9—砂砾石

(1)垫层区。其主要作用是为面板提供平整、密实的基础,将面板承受的水压力均匀传递给主堆石体。要求用石质新鲜,级配良好的碎石料填筑。

(2)过渡区。其主要作用是保护垫层区在高水头作用下不产生破坏。其粒径、级配要求符合垫层料与主堆石料间的反滤要求。一般最大粒径不超过350～400mm。

(3)主堆石区。其主要作用是维持坝体稳定。要求石质坚硬,级配良好,允许存在少量分散的风化料,该区粒径一般为600～800mm。(www.daowen.com)

(4)次堆石区。其主要作用是保护主堆石体和下游边坡的稳定。要求采用较大石料填筑,允许有少量分散的风化石料,粒径一般为1000～1200mm。由于该区的沉陷对面板的影响很小,故对填筑石料的要求可放宽一些。

3.垫层区的处理

对于上游堆石区(垫层区),要进行平整、压实处理,才能开始浇筑防渗面板混凝土。一般采用三道处理工序。

(1)整平坝坡面。可避免混凝土面板厚薄不匀,受力不利。要求堆石面不得超过设计值±(3～5)cm。施工时随堆石分层施工,用人工和机械配合及时完成。

(2)压实坡面。由于水平分层碾压只保证距边缘1m左右压实合格,故坡面必须另行碾压,以免产生大量初期沉陷。用振动碾碾压垫层区坡面的施工工艺如下。

1)坡面先用静力碾碾压4遍,同时整平高突出点。

2)在坡面上用振动碾自下而上碾压4遍,同时整平凹凸处。

3)坝坡面保护采用沥青乳胶防水层防护。沥青护面处理程序是分三次连续涂抹阳离子乳胶,每次用手撒入一些经3mm筛筛选的砂子,形成坚固的工作表面。也可采用碾压砂浆法防护。

4)保护层施工后的第二天,坡面上再用振动碾自下向上碾压8遍。

(3)保护坝坡面。保护坝坡面免受风化,防止人与机械在坝坡面上活动。