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粉煤灰筑坝施工技术初探

2014-08-15

江苏水利 2014年7期
关键词:灰浆坝基围堰

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。

5 结语

随着粉煤灰筑坝施工技术的不断发展与成熟,其在我国水利水电工程等建筑行业中亦已得到了非常广泛的应用。

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