超重型压路机堆石坝施工实践

2022-01-29何海涛肖正文李大生李为国

中国公路 2021年23期

何海涛肖正文李大生李为国

（三一重工股份有限公司，湖南长沙 410100）

一、堆石坝施工特点

用堆石或者砂砾石分层碾压填筑成坝体，用混凝土面板作为防渗体的坝，称为混凝土面板堆石坝。该坝型主要由堆石体和防渗体组成，其中堆石体从上游向下游依次主要由垫层区、过渡区、主堆区和次堆石区组成。防渗体由混凝土面板、趾板、趾板地基的防渗帷幕、周边缝和面板间的接缝止水组成。

以四川某特大型水电站堆石坝为例，如表1所示，可清楚地分析出堆石坝施工的典型特点：铺层厚度大，压实对象硬，振动工艺使用频次多，工地路况差、坡道多。

表1 四川某水电站坝料填筑设计指标及碾压参数

具体的堆石坝摊铺和压实场景如图1和图2所示。

图1 堆石坝摊铺

图2 现场压实

二、对压路机产品的要求

鉴于堆石坝工地的施工特点，对超重型压路机（26t～36t）性能提出了具体要求。

大激振力。激振力越大，对压实材料的作用力越大，压路机所有的元器件承受的振动加速度也越大。如果激振力过大的话，压路机甚至有跳振风险。所以，压路机在保证元器件可靠性的前提下，尽可能增大激振力，可有效提升堆石坝这种特殊材料的压实度。高档激振力最好设置在315kN～652kN范围内。

超强的钢轮耐磨性。坝料最大粒径应不超过压实层厚度，对于一些大型水电站的坝体设计指标，堆石区铺层厚度不超过1m。大粒径的硬岩堆石料，例如花岗岩，对振动压路机振动轮表面的耐磨性提出了更高要求，振动轮圈表面硬度极为重要，传统的压路机厂家使用的Q345钢材制作的振动轮，在堆石坝工地磨损很快。一些硬度好的耐磨材料就适时地被应用于这种超重型压路机的轮圈上。

可靠的振动液压系统。振动压路机在压实这种大厚度的硬岩压实材料时，稳定振动工作压力基本上会保持在30MPa以上，因此要求振动液压系统更加稳定高效。

良好的散热能力。更高的工作负载需要更大的振动液压系统功率，更高的振动液压系统稳定工作产生了更多热量，对液压油和发动机的散热器都提出了更高要求。因此，三一重工股份有限公司(以下简称“三一”)采用超过40℃环境温度标准约20%散热能力的油散和水散方式。

良好的驾驶室舒适性。钢轮的激振力增大，相应的振动加速度随之增大。在保持钢轮减振器隔振率不变的情况下，传递到车架的加速度也会增大。为保证驾驶室维持原有的舒适性，驾驶室垂向振动烈度值在1.12至2.8之间时，即为良好级（参见JG/T5076.2-1996《振动压路机减振系统检验规范》）。三一采用高装配工装、分布式多刚度组合减振系统、低固有频率驾驶室等措施，保证了良好的驾驶室减振效果。

足够的爬坡能力。根据工程需要，压路机经常会有一些短距离转场的需求。大坝工地地处崇山峻岭，地面凸凹不平，经常会出现坡道，对压路机的爬坡能力提出了更高要求。针对该种工况，三一新款SSR260C-8系列双驱单钢轮压路机标配了防滑转控制功能。在爬坡或过坑时，碰到某一个轮子打滑，整机控制器在检测到前后轮的速度差时，将实时减少打滑轮子的排量，即减小打滑轮的驱动力，同时增大未打滑轮子的排量，即增大未打滑轮子的驱动力。当打滑轮子的驱动力小于滑动摩擦力时，便会停止打滑。压路机就能继续全轮驱动爬坡或过坑脱困。

三、堆石坝施工工艺研究

堆石坝坝体填筑施工工艺主要分为5个步骤：坝体填筑施工，测量控制，坝料摊铺，洒水，压实。

压实设备建议选用33t或26t级全液压双驱振动单钢轮压路机。采用错距法顺坝轴线方向碾压，行驶时速为1km～2km，按坝料分区段碾压，各碾压段之间的搭接不少于1m，主次堆石料碾压采用进退错距法，碾压遍数为8遍时错距一般为25cm，采用碾压试验确定施工参数，以此确定铺料层厚及碾压遍数。铺筑碾压必须层次分明，谨防碾压时漏压欠压，必须平起平升。在靠山坡侧岸边缘，碎石集中，岸坡周边过渡填筑料宜使用粒径较小且级配良好的石料，先完成周边堆石料铺筑，后开展同层堆石料铺筑。振动轮应尽量靠近岸坡，沿上下游方向行驶，使用3t振动压路机碾压未压实的位置。