一種高塑性粘土心牆的施工方法
2023-06-30 22:59:51 2
專利名稱：一種高塑性粘土心牆的施工方法
技術領域：
一種高塑性粘土心牆的施工方法，屬一種主要用於國內 交通條件不發達，施工環境、氣候條件惡劣，水資源豐富，土料材料充沛， 適合修建當地材料壩的地區修建的一種新興的壩型的施工方法。
(二)
背景技術：
礫石土心牆壩為國內最早施工的首座100級堆石壩高壩，其大壩防滲體 由礫石土和高塑性粘土組成。高塑性粘土為低液限粘土，採取多項降水措施
後，含水率仍然高出設計要求很多，實際填築含水率24% 29%。國內沒有
直接的同類填築經驗，先採用"薄層輕碾"碾壓試驗，即高塑性粘土的鋪設
厚度為15cm 20cm，碾的重量為14噸左右，這樣碾壓出來的高塑性粘土塑 性高、表面剪切並伴隨深部剪切，壓實性不強，不能滿足設計需要。並且在 犁塊、旋碎、翻曬過程中，破壞了高塑性粘土的透水毛細孔，根本無法達到 設計要求，製備的料全部是外幹內溼的幹硬塊體，經過l月多的製備工作， 所製備的全是廢料，根本無法滿足施工性能和設計利用其塑性的功能。
(三)
發明內容
本發明要解決的問題就是針對以上不足而提供一種適於用高塑性粘土作 大壩防滲體的礫石土心牆壩的施工方法。採用該施工方法填築的大壩能滿足 設計的功能和變形要求。其技術方案如下
本發明方法包括以下步驟
1) 將高塑性粘土運至大壩堆料場堆存；
2) 清理填築層面，將填築層面人工鑿毛，填築層面包括由心牆貼坡混凝 土面或巖石面組成的兩岸坡(1)的內側壁；
3) 在兩岸坡的內側壁分別鋪設厚度為40 60cm、寬度為1.2 3.0m的 高塑性粘土帶，在高塑性粘土帶之間鋪設礫石土心牆；
4) 對高塑性粘土帶採用1 26噸振動平碾，對礫石土心牆採用20 25 噸凸塊振動碾；
5) 碾壓完成後現場取樣試驗，合格後填築下一層。 與現有技術相比本發明的有益效果是
本發明對高塑性粘土和礫石土採用"厚層重碾"的施工方法，即對心牆的鋪設厚度為40 60cm，碾的重量達到26噸。對高塑性粘土用平碾進行靜 壓和動壓，對礫石土用凸碾進行靜壓和動壓，保證碾壓質量的同時兼顧經濟 性。這種施工方法使高塑性粘土和礫石土的壓實性大大增強，防滲能力得到 提高，充分發揮了當地粘土其較高的塑性和適應變形能力。用本發明方法建 成的大壩防滲良好。結合室內外的滲透等實驗、結合大三軸力學實驗，論證 結果滿足設計的功能和變形要求。此舉開創了填築含水率大於最優含水率10% (最優含水率19 20%，實際填築含水率24 29%)以上直接上壩之國內先 例，突破了國內的設計和施工規範和常規工藝。經過蓄水後原型觀測結果表 明，大壩運行狀況良好。
釆用本發明方法填築的大壩論證結果如下(摘自《華能四川磽磧水電站 樞紐工程蓄水安全鑑定報告》)
大壩施工質量保證體系和質量管理體系比較完善，名種壩料的施工工藝 嚴謹。結合帶比較平順整齊，避免了料物混雜。鑠石土層面均勻灑水有利於 緊密結合，高塑性黏土採用大、小平碾碾壓，效果良好。檢測項目和頻次滿 足要求，取樣檢測的幹密度(壓實度、相對密度、孔隙率)、滲透系統及力學 指標均滿足設計要求，壩體填築質量合格。
(四)
圖l，是本發明心牆結構示意圖； 圖2，是本發明心牆施工工藝流程圖。
(五)
具體實施例方式
參見圖1和圖2，本發明施工方法包括以下步驟
1) 在料場對高塑性粘土的含水率迸行調整。
採用高含水率直接上壩填築技術，直接從料場開採運輸至大壩下遊堆存 場地，堆成"土牛"並用彩條布將其遮蓋，使用時直接挖裝上壩進行填築； 根據實驗檢測結果，壩面土層表面乾燥需補充水分時，在壩面上用灑水車直 接進行灑水，要求以壓力水和壓縮空氣混合以霧狀噴出，使灑水均勻，灑水 後用圓盤耙摻和均勻。
2) 對料場高塑性粘土檢測合格壓實度》99%，滲透係數〈lXl(Tcm/s); 對另一料場的礫石土檢測合格壓實度》98%，滲透係數axi(Tcm/s)。
3) 在料場清理完雜物後，對高塑性粘土採用推土機20cm薄層平採集料， 人工清除石塊，反鏟直接裝車，運至大壩堆料場直接堆存，防雨篷布覆蓋，在現場需要料時二次運輸上壩。將礫石土運至大壩堆料場堆存。.
4)將壩體按照設計藍圖結構下線進行分區施工放線。
5 )現場施工首先清理填築層面上的雜物，將填築層面人工鑿毛以利結合，
若填築層面表面風乾則噴灑水溼潤，按填築高度在兩岸巖石或混凝土面上噴
灑水溼潤，塗刷濃泥漿。
6) 按壩體分區施工線在兩岸坡的內側壁分別鋪設厚度為40 cm —60cm、 寬度為1. 2 3. Om的高塑性粘土帶2，在高塑性粘土帶2之間鋪設同樣高度 的礫石土心牆3。為保證邊緣壓實度，在高塑性粘土和礫石土接頭處，高塑性 粘土的高度高於礫石土 15cm 20cm。高塑性粘土帶2的鋪設厚度根據情況而 定，在40 cm --60cm之間，最好是60cm厚。如果高塑性粘土含水不合格， 則採用上述第1)步驟調整含水量至合格；如果高塑性粘土含水合格，則進 行下一步驟。
7) 對高塑性粘土帶2採用1一26噸振動平碾，碾壓遍數採用靜壓2遍+ 動壓2遍的壓實參數，即讓碾子停止振動碾壓2遍，再開啟振動碾壓2遍； 對礫石土心牆3採用20 25噸凸塊振動碾，碾壓遍數為靜壓2遍+動壓8遍。 碾壓兩岸坡靠巖石邊或混凝土邊的高塑性粘土帶2時採用1一26噸振動平碾。 填築時高塑性粘土料與礫石土料同時進行填築。碾壓遍數即碾滾前進及倒退 為同一碾跡時計1遍。根據情況，對高塑性粘土帶進行碾壓時，碾的噸位在 1一26之間，最好選用26噸的碾；對礫石土心牆進行碾壓時，碾的噸位在20 25噸之間，最好選用20.5噸的碾；對兩岸坡靠巖石邊或混凝土邊的高塑性 粘土帶進行碾壓時，碾的噸位在1一26噸之間，最好選用l噸的碾，碾壓遍 數最佳是靜壓l遍+動壓2遍。碾壓遍數既要考慮質量，又要兼顧經濟。高塑 性粘土帶2的最佳寬度為1.5m。
8)每層碾壓完成後現場取樣試驗，直至合格後，人工清除超填料，準備 填築下一層。合格的標準為滲透係數〈lx10—6cm/s、壓實指標壓實度》98%。 如果不合格，則補壓至合格。
權利要求
1、一種高塑性粘土心牆的施工方法，其特徵在於包括以下步驟1)將高塑性粘土運至大壩堆料場堆存；2)清理填築層面，將填築層面人工鑿毛，填築層面包括由心牆貼坡混凝土面或巖石面組成的兩岸坡(1)的內側壁；3)在兩岸坡(1)的內側壁分別鋪設厚度為40～60cm、寬度為1.2～3.0m的高塑性粘土帶(2)，在高塑性粘土帶(2)之間鋪設礫石土心牆(3)；4)對高塑性粘土帶(2)採用1～26噸振動平碾，對礫石土心牆(3)採用20～25噸凸塊振動碾；5)碾壓完成後現場取樣試驗，合格後填築下一層。
2、 根據權利要求1所述的高塑性粘土心牆的施工方法，其特徵在於將填 築層面人工鑿毛後，若表面風乾，則按填築高度在兩岸巖石面或混凝土面上 噴灑水溼潤，塗刷濃泥漿。
3、 根據權利要求1所述的高塑性粘土心牆的施工方法，其特徵在於鋪設 高塑性粘土帶(2)和礫石土心牆(3)時，在高塑性粘土和礫石土接頭處， 高塑性粘土的高度高於礫石土 15cm 20cm。
4、 根據權利要求1所述的高塑性粘土心牆的施工方法，其特徵在於碾壓 高塑性粘土帶(2)時碾壓遍數為靜壓2遍+動壓2遍；碾壓礫石土心牆(3) 時碾壓遍數為靜壓2遍+動壓8遍。
5、 根據權利要求1所述的高塑性粘土心牆的施工方法，其特徵在於碾壓 兩岸坡靠巖石面或混凝土面的高塑性粘土帶(2)時採用1 26噸振動平碾。
全文摘要
一種高塑性粘土心牆的施工方法，屬一種水資源豐富，土料材料充沛，適合修建當地材料壩的地區修建的一種新興的壩型的施工方法。它包括以下步驟1)清理填築層面；2)在填築層面鋪設高塑性粘土帶，在高塑性粘土帶之間鋪設礫石土心牆；3)對高塑性粘土帶和礫石土心牆碾壓。這種方法適於用高塑性粘土作大壩防滲體的礫石土心牆壩，採用該施工方法填築的大壩能滿足設計的功能和變形要求。
文檔編號E02B7/02GK101538839SQ200910058708
公開日2009年9月23日 申請日期2009年3月26日 優先權日2009年3月26日
發明者何福江, 劉福友, 孟開平, 莫永彪 申請人:中國水利水電第七工程局有限公司