水电工程引水渠道渠堤砂砾石填筑质量控制分析.pdf

文中以新疆喀什河塔勒德萨依水电站引水渠道施工为例，对引水渠道渠堤砂砾石施工技术进行了分析，总结出渠堤砂砾石填筑过程中的施工工艺与试验检测方法。实践证明，严格控制与管理施工工序，加大技术投入和管理力度，严格遵守操作规程及施工流程，能保证引水渠道渠堤质量。关键词：砂砾石填筑；施工工艺；试验检测方法中图分类号：TV641.3文献标识码：B文章编号：10 0 6-2 8 9 0（2 0 2 3）0 4-0 0 6 3-0 3Quality Control of Sand Gravel Filling in Dike of Diversion Channelof Hydropower ProjectWang ZhanshengSinohydro Bureau 5 Co.Ltd.,Chengdu,Sichuan 610000Abstract:Taking the diversion channel construction of Taledsayi Hydropower Station on Kashi River in Xinjiang as an example,this paperanalyzes the construction technology of the diversion channel embankment sand and gravel,and summarizes the construction technology andtest detection method in the process of the gravel embankment sand and gravel filling.Practice has proved that:strict control and managementof the construction process,increase the technical investment and management,strictly abide by the operation rules and construction process,that is to ensure the quality of diversion channel dike.Key words:Sand gravel filling;Construction technology;Test and detection methods1工程概况塔勒德萨依水电站工程地处伊犁河谷，当地存在大量的天然砂砾石，具有透水性强、抗剪强度高、击实密度大、承载力强大、沉降变形小等特征，P5含量变大。因此，该水电站引水渠道渠堤砂砾石填筑选用天然砂砾石，渠堤砂砾石填筑的质量控制对于工程的建设和能否发挥应有的作用非常重要。砂砾石填筑质量控制是一个复杂而重要的现实问题，只有严格控制砂砾石填筑质量，才能保证引水渠道渠堤质量。2渠堤砂砾石填易出现的问题2.1施工工艺在具体的渠堤施工过程中，容易出现施工放样不准确、基底清理不彻底、施工管理不科学、极端气候等问题。2.2试验检测现场试验检测过程中，由于天然颗粒级配变化大，易造成最大、最小干密度变化，导致相对密度检测不准确。3头渠堤砂砾石填筑施工质量控制措施3.1施工工艺控制措施3.1.1施工程序施工流程1-5：基础面整理检查验收测量放线及料源选定一分层铺土、平整、碾压相关试验一检测进行下一层土料（不合格进行处理，直至合格）一填筑完成一修坡。作者简介：王战胜（19 8 9-），男，陕西渭南人，本科，工程师，主要研究方向为水利水电工程检测。3.1.2基础面整理与检查验收根据设计要求，填筑前，首先进行填筑区基础腐殖土、坡积风土清理和基础渗水处理，基础清理要达到泥岩或砂砾石地层，特殊部位基础处理由设计、监理等现场确定。且填筑基础处理完成后，表面不得有松质堆积物、积水及流水，基础清理完成后采用2 0 t振动碾进行碾压。针对渠堤砂砾石填筑与原状边坡衔接部位，采用液压反铲对边坡按5m高差开挖成顶面宽度5m的台阶状，便于黄土碾压和黄土与边坡的良好衔接。所有基础面在未得到监理验收签证之前，不得进行下道工序的填筑施工 6 。3.1.3施工放样按照设计图纸放设渠堤控制线、渠堤中心线及边线，且每隔2 0 m设一个桩，标明编号、坐标及高程等。3.1.4料源选定经过前期设计地址勘探和项目部料场复勘结果，渠堤砂砾石填筑选择塔勒德萨依C1天然砂砾石料场。3.1.5渠堤天然砂砾石施工（1）根据设计断面分层填筑，第一层6 0 cm，其后每层按松铺系数1.15 1.3控制虚铺厚度填筑，保证每层压实厚度不大于53cm。（2）渠堤填土宽度应大于填层设计宽度，压实宽度不得小于设计宽度，最后削坡，放坡系数不小于1：2。（3）若填方分几个作业段施工，两段交接处不在同一时间填，则先填地段应按1：1坡度分层留台阶。若两地段同时填筑，则应分层相互交叠衔接，其搭接长度，不得小于2 m。:64:下转第6 7 页）质量控制与检测江西建材2023年4月3.1.6渠堤摊铺、整平（1）先用推土机将天然砂砾石层推平，观察砂砾石级配是否均匀合理，若发现大粒径卵石集窝较多，则换填细粒料使之均匀 7 。（2）天然砂砾石填筑后，应用刮平机将砂砾石整平，碾压后渠堤顶面平整度应达到规范要求。（3）整平时，水准仪跟踪操平，及时检查摊铺厚度及平整度、坡度等。3.1.7渠堤压实先由推土机推平后，再用振动压路机稳压2 遍，将暴露的潜在的不平整进一步整平。之后启动振力达到2 0 t强振，强振8遍，振压时应错轮1/4碾压，静压时应错轮1/2 碾压。直至外观路面平整、无翻浆、无轮迹。开始时用慢速，最大速度不宜超过4km/h，碾压时直线段由两边向中间，半幅施工时由外向里碾压，小半径曲线段由内侧向外侧纵向式进行，振动压路机振压8 遍。横向接头重叠0.40.5m，前后相邻两区段纵向重叠1 1.5m。达到无漏压、无死角，确保碾压均匀。3.1.8验收评定天然砂砾石每层填筑完成后，应按规范规定进行相对密度检测与验收评定，合格后方可进行下一道工序施工。3.1.9极端气候应对措施（1）雨季施工措施【8 。雨季施工时，填筑区中部砂砾料可稍高于周边，以便雨水沿坡顺流，保证填筑面稳定上升，并严禁车胎粘有黏土的设备上填筑面。雨季砂砾石填筑时，运输道路多为直接布置在黄土上的渠道开挖道路，道路泥泞，易陷车，须对部分路基进行砂砾石换填，同时要增加排水沟等雨季排水措施。且雨季土质边坡容易滑坡、塌，在填筑施工时要做必要的边坡观测，并安排专职安全人员进行边坡警戒。（2）冬季施工措施 9-10 。结合本工程施工区环境，当年10月份至来年4月份气温低，填筑面易积雪和冻结，当填筑面积雪和冻结后立刻停止填筑，应根据规范要求进行填筑施工。3.2试验检测控制措施3.2.1室内基本性质试验（1）天然砂砾石颗粒分析。填筑开始前，项目部组织个相关部门对C1料场进行了复勘，勘探方法采用坑槽法，共挖坑槽5个。取样方法采用全坑法，每个试坑取样一组，共取试坑代表试样5组，进行全料颗粒分析检测见图1。复勘结果表明，C1料场天然砂砾石满足含泥量小于10%的设计要求。10090%80701坑602坑503坑4030一4坑205坑1001000100100.10.01粒径/mm图1塔勒德萨依水电站C1料场复勘颗粒分析曲线图（2）“三因素”法确定最大最小干密度。“三因素”法为P5含量、最大干密度、最小干密度关系曲线，在现场控制相对密度的过程中避免了因颗粒级配变化造成的不利因素。根据室内试验，采用SL237一19 9 9 土工试验规程操作规程。从试验仪器、土样制备、测定方法、成果分析方面阐述试验过程。试验仪器。振动台试筒直径为30 0 mm，高为32 0 mm，试样顶部压重9 8 kg（相当于14kPa），振动频率47 Hz，振幅0.64mm。土样制备。对大于6 0 mm粒径的超规程颗粒采用等量替代法，用5 6 0 mm的颗粒按比例等质量替换，按照“等量替代法”分别采用P5含量（%）为6 0、6 5、7 0、7 5、8 0、8 5、9 0 等进行七组试验。最大干密度测定方法。分别采用干法和湿法进行测定，湿法：在晾干试样中，按5%含水量加水拌匀后进行装样。最小干密度测定方法。最小干密度测定采用倾注填法。试验成果分析。结合现场检测的干密度值来看，室内试验采用干法测定的最大干密度值明显偏小，只要现场施工稍微碾压就很容易满足设计要求，而实际施工现场压实效果不好，不能有效控制现场施工质量。采用湿法测定的最大干密度值比较合理，能较为真实地反映现场压实质量，现场压实效果较好，能有效控制施工质量，所以本工程室内测定最大干密度方法采用湿法。按照“等量替代法”分别进行P5含量（%）为6 0、6 5、70、7 5、8 0、8 5、9 0 等七组试验，用计算机分析做出“三因素”曲线图方便现场检测（见图2）。2.35pdmax2.32.25pdmin2.2(cu/8)/泽士D r=0.8 52.152.12.0521.951.91.851.835404550 556065707580859095P5含量/%图2塔勒德萨依水电站C1料场“三因素曲线图”3.2.2渠堤砂砾石填筑厚度检测在填筑过程中，项目部要求质量部和测量队全过程监督，铺料前，计算砂砾石填筑总量，做到料尽其用。铺料后测量队立即进行测量保证填筑厚度满足设计要求。不符合设计要求的，立即处理，直至满足要求。3.2.3渠堤相对密度检测渠堤砂砾石填筑根据DLT5356一2 0 0 6 水利水电工程粗粒土试验规程采用“灌水法”进行密度检测。灌水法是利用灌人水的质量测定试洞的体积，从而计算填料湿容重，并根据填料含水量计算填料干容重，再用试验现场测量的干容重与试验室击实试验提供的最大、最小干密度进行计算，即是相对密度，也是评定压实质量的主要指标之一。但是，由于天然砂砾石颗粒组成并不均匀，颗粒成分变化会影响现场检测干容重的结果。实测中，粗料含量多的地方检测的相对密度值很高，甚至超过10 0%，而该处并不一定压实。粗料含量少的地方测的相对密度值较低，不能满足施工规范要求，实际上，它有可能已经压.67上接第6 4页）2023年4月江西建材质量控制与检测且注浆深度达18.16 m，因此注浆压力取为4 10 MPa。单桩注浆量根据桩长、桩径、桩端土层性质、承载力提升幅度等综合确定，可按式（1）进行估算 6 。G=a,d+a,nd(1)式中：,为桩端注浆量经验系数，,=1.51.8；,为桩侧注浆量经验系数，,=0.50.7；n 一为桩侧注浆断面数；d为基桩设计直径（m）；G。为注浆量（t），以水泥质量计。注浆施工中，通常以注浆压力和浆液浓度进行质量控制，为保证设计用量的水泥浆体保留在桩底有效范围内，应尽可能以低压、浓浆、慢速注浆的原则进行灌注。若出现桩周冒浆现象或注浆压力无法达到要求的现象，应调整注浆浓度和注浆方式，延长间歇时间，每根桩的注浆时间一般为1 2 h。终止注浆应满足：注浆总量以及注浆压力符合要求；注浆压力达到设计值时注浆总量在7 5%以上。4桩底注浆后检验为了使竖向承载力满足要求，对2 7 桩缺陷桩进行桩底注浆加固施工，待桩身混凝土龄期达到设计要求后，再对注浆后的2 7 桩进行单桩抗压承载力试验，以验证加固效果。27桩采用分级加载的方式，最大试验荷载为6 30 0 kN，每级荷载取为最大试验荷载的1/10，即6 30 kN。该试验进展顺利，未出现异常现象。经检测，最大桩顶总沉降量为9.9 4mm，残余变形为5.7 6 mm，取最大试验荷载值6 30 0 kN为2 7 桩的单桩竖向抗压极限承载力。加固后的静载试验结果见表5，试验结果表明，桩底高压注浆的加固效果较为理想，加固后的2 7 桩在最大试验荷载作用下的桩顶沉降明显降低，仅为13.52 mm，单桩竖向承载力满足设计要求。表5各试桩单桩竖向抗压静载试验结果最大试验荷竖向抗压极最大试验荷残余变形桩号载作用下桩限承载力检载/kN/mm顶沉降/mm测值/kN27(注浆后）63009.945.766300实了。所以在实际施工中，为了有效控制质量，可以采用现场筛分确定P5含量，根据已知的“三因素曲线”确定最大最小干密度，计算相对密度。4结语综上所述，渠堤砂砾石填筑施工过程中，应认真抓好渠堤填筑施工工艺和试验检测，保证渠堤砂砾石填筑施工质量，使建设工程顺利开展。在填筑量大、几何形状复杂、工艺要求高的复杂技术条件下，为保证砂砾石填筑质量，应加强预控措施及施工技术管理，以施工组织设计为纲要，以施工工艺设计和施工要点为指导，以三级技术交底、操作规程和工序交接检查为保证，加强各施工环节控制与管理，加大技术投人和管理力度，严格遵守操作规程及施工流程。参考文献1 许永强.浅谈现阶段我国天然砂砾石路基填筑的施工工艺与试验检测【J】.中国房地产业，2 0 12（8）：2 2 8.2 张山勇.引水渠道渠堤砂砾石填筑施工技术探讨J.陕西水利，2014(S1):47-48.5结语（1）钻孔灌注桩竖向承载力的影响因素复杂，同时受到地基土的类别和性质、桩的几何特性、荷载性质、桩的材性、施工工艺质量等因素的影响。因此，对桩基进行静载试验就显得尤为必要。单桩竖向抗压静载试验是桩基竖向承载力检测常用的手段，是确定桩基竖向承载力最可靠最直观的方法。如发现竖向承载力不满足设计要求，为了追根溯源，一般采用钻芯取样法查找桩身缺陷。（2）对缺陷桩的加固处理，应该综合考虑场地地层状况、桩基类型、施工工艺、经济成本等要素。本次采用的桩底注浆加固处理冲孔灌注桩端持力层满足设计要求的方法，有效提高了桩基承载力和降低了桩顶总沉降量，处理效果良好，承载力得到明显改善，与补桩加固法相比成本更低，且方便快捷，并缩短工期。参考文献1】李席盈，张云飞.灌注桩后注浆工艺承载性能试验研究J】.广东建材，2 0 2 2，38（2）：48-52.2施欢欢.后注浆技术在岩土工程中的应用研究J.建筑技术开发，2 0 2 0，47（7）：56-57.【3李申龙.建筑工程桩基检测方法探析J】.江西建材，2 0 2 1（6)：29-30.4许章.福建二建大厦钻孔灌注桩桩底注浆技术J.福建建筑，2006（5):18 3-18 4.5叶建伟.冲孔灌注桩桩底注浆技术的应用：某高层建筑冲孔灌注桩桩底注浆案例浅析J.门窗，2 0 13（3）：17 3-17 6.6 陈雄生.桩底注浆在东南沿海花岗岩地区钻（冲）孔灌注桩中的应用【J.探矿工程（岩土钻掘工程），2 0 0 6（4）：2 0-2 2.【3李建平.汉江崔家营航电枢纽工程碾压式土石坝砂砾石相对密度试验探讨与应用【J】.城市建设理论研究（电子版），2 0 13（2 1）：156-157.4周腾飞，王新民，张赛.前坪水库土石坝天然砂砾石填筑质量控制J】。中国水利，2 0 2 0（18）：52-54.5王钧，杨树红，买买提明买吐松，等.乌鲁瓦提混凝土面板砂砾石堆石坝冬季坝体填筑施工及质量控制【J】.水利水电技术，2003,34（12):40-42.6 金金永才.纳子峡水电站混凝土面板砂砾料堆石坝填筑质量控制J】.西北水电，2 0 14（3）：46-49.7廖夜，向尚君.旁多水利枢纽大坝砂砾石坝壳料填筑施工质量控制J】.西藏科技，2 0 17（9）：7 3-7 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