本發(fā)明涉及一種建筑施工領域，特別涉及一種高水頭大流量全斷面筑壩方法。

背景技術：

大壩，擋水建筑物的代表形式就叫壩。大壩施工方式較多，一般比較常用的就是漿砌石施工方法和堆石壩填筑的施工方法。

漿砌石施工方法，其特點是可充分利用當?shù)卦腺Y源。漿砌石壩比混凝土壩能降低一定成本，對基礎巖石條件要求差一些，但由于漿砌石結(jié)構(gòu)不便使用機械化施工，主要以人工作業(yè)為主，效率低，所以施工工期較長，而且對砌石料的粒徑要求較高，一般區(qū)域易受條件制約，料源利用率較低。另外，在擋水建筑物使用漿砌石結(jié)構(gòu)時，為滿足防滲要求，漿砌石結(jié)構(gòu)往往需設混凝土面板或心墻防滲，對漿砌石結(jié)構(gòu)的施工又增添一道工序。這不僅影響施工進度，增加施工成本，而且這個防滲結(jié)構(gòu)一旦發(fā)現(xiàn)缺陷，補救非常困難。

堆石壩填筑的施工方法與漿砌石壩相比可采用機械化施工，但壩體斷面較大，填筑工程量大。壩體在防滲結(jié)構(gòu)上常采用混凝土面板防滲或各種形式心墻防滲，不管采用哪種形式防滲，對堆石壩的造價和施工進度都存在一定不利因素，而且這種防滲結(jié)構(gòu)一旦發(fā)現(xiàn)損壞，補救更是困難，且更容易造成大壩失事。

因此需要設計一種施工速度快、施工工期短且防沖抗?jié)B能力好的大壩施工方法。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種高水頭大流量全斷面筑壩方法，具有施工速度快、施工工期短且防沖抗?jié)B能力好的優(yōu)點。

本發(fā)明的上述技術目的是通過以下技術方案得以實現(xiàn)的：

1.一種高水頭大流量全斷面筑壩方法，其特征是：包括如下步驟：

步驟1：施工道路準備，在大壩施工前提前做好入倉導入規(guī)劃；在施工中，隨著壩體不斷升高，需修建不同多階段高程的入倉道路；

步驟2：基礎找平，大壩基礎覆蓋層開挖至河床基巖后，人工將基巖面沖洗干凈，同時使用7.5kw潛水泵及虹吸管將倉面積水排出，經(jīng)四方聯(lián)合驗收后，使用常態(tài)混凝土大面找平；

步驟3：料場準備，在大壩的下游設置有csg膠凝砂礫石拌和站和備料區(qū)，備料區(qū)使用鋼筋石籠防護，保證堆料高度；

步驟4：倉面準備，在基礎平面的頂部的兩側(cè)沿線安裝翻升模板或安裝預制塊；

步驟5：原料準備，從料場取料，拌制形成土石填料；

步驟6：攤鋪填倉，自卸車在倉面卸料采用兩點卸料法以此卸料，所述兩點卸料法為，汽車駛上條帶后開始卸料，卸過一半后在車斗門不關的情況下前行2m～4m左右繼續(xù)卸料；攤鋪完成后，在鋪筑層標出csg碾壓區(qū)域及csg變態(tài)區(qū)域分界線；

步驟7：平倉，采用平倉機平倉，人工輔助剔除超粒徑大于25cm的骨料；為確保變態(tài)區(qū)振搗質(zhì)量，對變態(tài)區(qū)的混凝土大骨料粒徑進行了控制，即對變態(tài)區(qū)混凝土骨料大于15cm的用人工分散拋填至大壩碾壓區(qū)域；變態(tài)區(qū)為大壩與巖石邊坡結(jié)合部位和壩體上下游模板部位；

步驟7：碾壓，壩體csg碾壓區(qū)先無振碾壓2遍，再有振碾壓6遍，碾壓速率控制在1.5～2.0km/h；碾壓方向垂直于水流方向，碾壓條帶間的搭接寬度控制在30～40cm之間，端頭搭接長度按不小于100cm控制，碾壓結(jié)束后，用核子密度儀及時進行壓實度檢測，用灌水法測容重，對達不到設計要求的及時補碾；

步驟8：變態(tài)csg施工，由右岸平臺的臨時制漿站制漿，用pvc管輸送至倉面內(nèi)的加漿車中，再由加漿車運至倉面各加漿區(qū)域；變態(tài)區(qū)根據(jù)寬度設置2-5道抽槽，抽槽用以輔助插孔加漿；根據(jù)變態(tài)區(qū)計算加漿量，加漿量為體積的6％～10％；為保證加漿質(zhì)量，人工加漿時采用測定的加漿器具計量加漿；加漿10～20分鐘分鐘后用振搗器人工振搗，振搗時快插慢抽，振搗至泛漿、表面無明顯沉降為止；

步驟9：養(yǎng)護，在碾壓后6～18h內(nèi)開始表面噴霧養(yǎng)護；

步驟10：重復步驟4～10，直至筑壩完成。

采用上述方案，步驟1～3，為筑壩提供了極好的輸送環(huán)境和施工基底，使得在施工的時候材料供應迅速，大大提高施工效率；而良好的基底也是大壩保證抗沖擊和防滲透能力的基礎；步驟4為大壩提供了快速填裝土石的填充容腔，大大提高施工效率；步驟5～10，則在提供較高的土石填充層的鋪設效率的基礎上，確保了鋪設質(zhì)量，并及時的檢測反饋，以及時的進行修正；在經(jīng)由9灌漿和10的養(yǎng)護之后，填充層可以具有極高的防滲透性能；重復4～10，直至筑壩完成之后，整體壩體具有極好的防沖抗?jié)B性能，且整個施工過程施工速度快、施工工期短。

進一步優(yōu)選為：在大壩的壩頂小于el1450m時，步驟1中所述入倉道路分為三個階段；el.1390.00m以下入倉道路，el.1390.00m～el.1400.00m入倉道路和el.1400.00～el.1425.00m入倉道路。

采用上述方案，在施工過程中壩體不斷升高，需修建不同高程的入倉道路，以確保施工材料能夠及時的輸送，保證施工的連續(xù)性。

進一步優(yōu)選為：步驟4所述基礎平面上沿邊線向上凸出設置有止推臺，所述預制塊的底部設置有卡槽，所述預制塊的底部與基礎平面抵接，所述卡槽的水平內(nèi)壁與止推臺的水平端面抵接；在步驟4的基礎平面包含預制塊時，止推臺為上一層混凝預制塊模板的頂部。

采用上述方案，提高預制塊的擺放質(zhì)量，使得預制塊在擺放時上一層的預制塊的外側(cè)卡槽正好卡在下一層預制塊的內(nèi)側(cè)，自動對齊形成直線；并且卡槽和止推臺的組合還形成限位，提高抗水沖擊和水壓的支持力。

進一步優(yōu)選為：步驟5所述拌制形成土石填料的工藝步驟為：①裝載機上料；②人工篩分、剔除大骨料；③csg拌制機拌制；④皮帶機運輸；⑤自卸車接料。

采用上述方案，篩分剔除超粒徑砂石骨料，可以防止超粒徑砂石骨料卡死輸送機及損壞攪拌罐；而采用膠凝砂礫石拌和機拌和使得拌和成型后的csg骨料均勻，成色較好；有效提高施工質(zhì)量。

進一步優(yōu)選為：步驟5所述拌制形成土石填料的工藝步驟為：①制作拌和坑；②鋪填膠凝砂礫石料；③人工均勻分散添加水泥、粉煤灰和減水劑；④再鋪填膠凝砂礫石料；⑤人工均勻分散添加水泥、粉煤灰和減水劑；⑥用反鏟挖機干拌2次，均勻加水，挖機濕拌4次，拌和完成驗收合格后運輸至澆筑倉面。

采用上述方案，在原料的超粒徑砂石骨料比較多的情況下，人工清除費時較長，不易剔除干凈，容易卡死輸送機及損壞攪拌罐，拌制效率較低；以這種方式可以避免攪拌罐受損，并加大超粒徑砂石骨料的可容納量，也就是，部分超粒徑砂石骨料可以直接攪拌形成建設材料；減少了擇選費時，提高效率和骨料利用率。

進一步優(yōu)選為：步驟6每層所述條帶料堆的起始位置距端翻升模板5～6m，距側(cè)模板1.5m。

采用上述方案，避免模板跑位，影響澆筑質(zhì)量，也避免自卸車與翻升模板產(chǎn)生干涉撞擊。

進一步優(yōu)選為：步驟7所述普通區(qū)的鋪料虛鋪厚度為70cm，壓實層厚60cm；所述變態(tài)區(qū)鋪料厚度35cm，加漿振搗后繼續(xù)鋪料35cm加漿振搗。

采用上述方案，避免模板跑位，提高鋪設骨料的致密性，即提高筑壩完成后壩體的抗沖擊性能和防滲性能。

進一步優(yōu)選為：步驟10所述噴霧養(yǎng)護采用采用噴霧機和沖毛槍噴霧保濕、降溫。

采用上述方案，保濕降溫均勻，使得穩(wěn)定鋪設層的結(jié)構(gòu)，防止在上一層鋪設的時候產(chǎn)生膨脹或收縮。

綜上所述，本發(fā)明具有以下有益效果：

整體壩體具有極好的防沖抗?jié)B性能，且整個施工過程施工速度快、施工工期短。

附圖說明

圖1是實施例1的筑壩施工流程圖；

圖2是實施例1的大壩垂向于攔截面的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是實施例1的翻升模板的安裝結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是實施例1的預制塊的安裝結(jié)構(gòu)試圖。

圖中，1、壩體；3、預制塊；21、面板；22、拉模桿；23、支撐機構(gòu)；24、調(diào)節(jié)機構(gòu)；241、螺桿；242、套筒；243、操作桿；。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步詳細說明。

本具體實施例僅僅是對本發(fā)明的解釋，其并不是對本發(fā)明的限制，本領域技術人員在閱讀完本說明書后可以根據(jù)需要對本實施例做出沒有創(chuàng)造性貢獻的修改，但只要在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)都受到專利法的保護。

實施例1：高水頭大流量全斷面筑壩方法，包括十個步驟，分別為施工道路準備、基礎找平、料場準備、倉面準備、原料準備、攤鋪填倉、平倉、碾壓、變態(tài)csg施工、養(yǎng)護。每個步驟如下：

1.1施工準備

膠凝砂礫石(csg)大壩施工前，應先提前做好入倉道路規(guī)劃，因為在施工中，隨著壩體1不斷升高，需修建不同高程的入倉道路。在大壩的壩頂小于el1450m時，大壩填筑入倉道路分三階段：el.1390.00m以下入倉道路，el.1390.00m～el.1400.00m入倉道路和el.1400.00～el.1425.00m入倉道路。

1.2基礎找平

大壩基礎覆蓋層開挖至河床基巖后，人工將基巖面沖洗干凈，同時使用7.5kw潛水泵及虹吸管將倉面積水排出，經(jīng)四方聯(lián)合驗收后，及時使用常態(tài)混凝土大面找平，便于立模、碾壓。

1.3倉面準備

csg大壩上游面el.1378.00m以下采用3015小鋼模拼裝，以滿足常態(tài)找平混凝土澆筑；el.1378.00m以上使用3m×3.1m翻升模板，局部木模板補縫。csg大壩下游面el.1378.00m至el.1390.20m使用3m×3.1m翻升模板澆筑；el.1390.20m以上，使用c20預制混凝土塊作為模板。

(1)翻升模板

連續(xù)翻升模板結(jié)構(gòu)主要包括：面板21、支撐機構(gòu)23、調(diào)節(jié)機構(gòu)24和拉模桿22。單塊翻升模板重量為1363kg。

1)面板21：面板21為3m×3m(寬×高)鋼模板，鋼面板21厚度為5mm，次梁采用[10槽鋼，勁板為∠50×4角鋼。

2)支撐機構(gòu)23：支撐機構(gòu)23采用桁架式背架，背架主梁采用[14b槽鋼，背架采用∠63×6角鋼。吊耳設在背架主梁上。

3)調(diào)節(jié)機構(gòu)24：調(diào)節(jié)機構(gòu)24為螺旋千斤頂結(jié)構(gòu)，主要采用m40型螺桿241、套筒242及操作桿243組成。安裝在上下兩層模板背部背架上，用于支撐和調(diào)節(jié)上層模板，使上、下層模板連成整體，成為新的懸臂模板。

4)拉模桿22：采用φ40鋼棒加工制作，面板21部位加工成錐體狀，錐頭內(nèi)刻絲，模板安裝時將φ22拉模筋刻絲套入錐體內(nèi)，起錨固及支撐模板作用。每塊模板由6根拉模桿22支撐錨固。

(2)預制塊3模板

預制塊3大小為120cm×85cm×200cm，中間預埋直徑100mm的pvc排水管。預制塊3采取定型鋼模板(120cm×200cm)及小鋼模拼裝?？紤]施工現(xiàn)場預制塊3擺放質(zhì)量，對預制塊3體型做了略微改動。在預制塊3外側(cè)底部壓接面設置卡槽，卡槽規(guī)格為5cm×200cm，卡槽用2塊10#槽鋼拼接作為模板，以便在安裝時上一層的預制塊3的外側(cè)卡槽正好卡在下一層預制塊3的內(nèi)側(cè)，保證安裝成直線，并且在第一層，基礎平面上沿邊線向上凸出設置有止推臺卡槽的水平內(nèi)壁與止推臺的水平端面抵接。為使安裝好的預制塊3頂面外側(cè)棱角不被損壞，在預制塊3頂面外側(cè)安放了200cm×5×5cm的角鋼。

(1)csg大壩上游面el.1378.00m以下采用3015小鋼模拼裝，以滿足常態(tài)找平混凝土澆筑；el.1378.00m以上使用3m×3.1m翻升模板，局部木模板補縫。采取人工配合16t汽車吊立模。

翻升模板施工工藝流程：施工準備→單塊模板拼裝→第一層模板安裝就位→模板面層涂脫模劑→混凝土分層碾壓→第二層模板安裝就位→調(diào)節(jié)螺桿241安裝定位→模板面層涂脫模劑→混凝土分層碾壓(拉模桿22安裝)→拆除第一層模板側(cè)面連接螺栓→拆除第一層模板上口的連接螺栓→拆卸下層模板上排的拉模桿22→拆除兩層模板間的調(diào)節(jié)螺桿241→吊車吊住吊點→拆卸剩下的四根拉模桿22→拆卸兩層模板主梁間的連接插銷→用撬棍拔下層模板上口脫?！踯囅路爬@過上層模板起吊→模板翻升。

采用翻升模板能夠保證大壩連續(xù)、快速施工，有利于上游面防滲區(qū)的連續(xù)性，增大防滲效果；同時有利于縮短工期，降低工程造價。

(2)csg大壩下游面el.1378.00m至el.1390.20m使用3m×3.1m翻升模板澆筑；el.1390.20m以上，使用c20預制塊3作為模板，16t汽車吊進行吊裝，人工配合安裝。放置預制塊3時采用放線控制，確保外觀體型。

csg預制塊3安裝工序：收平基礎面→測量精確放邊線樣點→牽線標識安裝邊線→沿標識線安裝第一層預制塊3→第二層開始采用丁字形安裝(劃出預制塊3模板中線)→吊裝壓線→花紋螺桿241調(diào)整合格→最后采用砂漿封堵預制塊3之間的縱縫。

1.4原料準備

從料場取料，拌制形成土石填料，結(jié)合現(xiàn)場實際情況，土石填料，即csg的拌制采用拌和機拌制和挖機+裝載機拌制兩種方式或兩者擇其一進行。

(1)采用膠凝砂礫石拌和機拌制

csg膠凝砂礫石拌和站(jlb200膠凝砂礫石拌和機)布置在大壩壩基下游，同時在拌和站下游布置2600m2備料區(qū)域，備料區(qū)使用鋼筋石籠防護，保證一定堆料高度，增大備料量。

工藝流程：裝載機上料→人工篩分、剔除大骨料→csg拌制機(jlb200)拌制→皮帶機運輸→自卸車接料。

由于砂礫石備料時只經(jīng)過簡單篩分，部分儲料存在超粒徑砂石骨料，膠凝砂礫石拌和時，采取裝載機上料，配料機自帶的篩分機篩分，篩分剔除的砂石骨料則采用裝載機裝料，自卸汽車運輸至渣場。

采用膠凝砂礫石拌和機拌和csg骨料均勻，成色較好；但由于csg骨料超徑量較多，人工清除費時較長，另外大骨料容易卡死輸送機及損壞攪拌罐，拌制效率較低。

(2)采用挖機+裝載機拌制(加優(yōu)勢)

工藝流程：制作拌和坑→選料→鋪料→加水泥、粉煤灰→加外加劑→干拌2遍→濕拌4遍。

大壩下游各設置2個拌和坑，拌和坑用1.2m高的預制塊3圍砌，底板先硬化，每坑約65m2，砂礫石拌和料鋪料高度1.0m。在水泥預制塊3用紅色油漆畫出分層刻度線，每層高0.5m，分2層鋪料。

控制要點：鋪填膠凝砂礫石料0.5m→人工均勻分散添加水泥、粉煤灰和減水劑→再鋪填膠凝砂礫石料0.5m→人工均勻分散添加水泥、粉煤灰和減水劑→用反鏟挖機干拌2次→均勻加水10.14m3(水表計量)→挖機濕拌4次→拌和完成驗收合格后運輸至澆筑倉面。具體拌和物的添加量見csg拌和物配料表。

(2)現(xiàn)場拌制csg料時必須嚴格控制拌和物的配料，csg拌和物加料配料如下表：csg拌和料配料表

csg料入倉

由于csg原材料的粒徑大且不規(guī)則，采用25t自卸汽車進行csg料的裝載和入倉運輸可以做到高效率，同時由于采用通用設備進一步節(jié)約了施工成本。

1.5攤鋪填倉

csg大壩填筑采用退鋪法依次卸料，平層通倉、連續(xù)鋪筑法。自卸車在倉面卸料采用兩點卸料法，即汽車駛上條帶后開始卸料，卸過一半后在車斗門不關的情況下前行2m～4m左右繼續(xù)卸料。同時要求每層起始條帶料堆位置距端模板5～6m，距翻升模板板面1.5m，避免模板跑位，影響澆筑質(zhì)量。攤鋪填倉。

1.6平倉

平倉采用平倉機平倉，人工輔助剔除超粒徑大于25cm的骨料。為確保變態(tài)區(qū)振搗質(zhì)量，對變態(tài)區(qū)的混凝土大骨料粒徑進行了控制，即對變態(tài)區(qū)混凝土骨料大于15cm的用人工分散拋填至大壩碾壓區(qū)域。

鋪層厚度控制采取在模板上用紅色油漆標識層厚，鋪料超高部位重新平倉。鋪料虛鋪厚度為70cm，壓實層厚60cm。變態(tài)區(qū)鋪料厚度35cm，加漿振搗后繼續(xù)鋪料35cm加漿振搗。

1.7碾壓

攤鋪完成后，在鋪筑層標出csg碾壓區(qū)域及csg變態(tài)區(qū)域分界線。壩體1csg碾壓區(qū)先無振碾壓2遍，再有振碾壓6遍，碾壓設備采用25t單鋼輪碾壓機碾壓，碾壓速率控制在1.5～2.0km/h。碾壓方向垂直于水流方向，碾壓條帶間的搭接寬度控制在30～40cm之間，端頭搭接長度按不小于100cm控制，碾壓結(jié)束后，用核子密度儀及時進行壓實度檢測，用灌水法測容重，對達不到設計要求的及時補碾。

1.8變態(tài)csg施工

變態(tài)區(qū)主要為大壩與巖石邊坡結(jié)合部位和壩體1上下游模板部位。變態(tài)csg加漿由右岸el.1481.00m平臺的臨時制漿站制漿，用pvc管輸送至倉面內(nèi)的加漿車中，再由加漿車運至倉面各加漿區(qū)域。碾壓區(qū)按照60cm上升，變態(tài)區(qū)按照30cm進行抽槽加漿施工。抽槽根據(jù)變態(tài)區(qū)寬度設置3-4道，槽深20cm，輔以插孔加漿。根據(jù)變態(tài)區(qū)計算加漿量，加漿量為體積的6％～10％。為保證加漿質(zhì)量，人工加漿時采用測定的加漿器具計量加漿。加漿15分鐘后用φ100、φ130振搗器人工振搗，振搗時快插慢抽，振搗至泛漿、表面無明顯沉降為止。

1.9層間處理

連續(xù)上升澆筑的csg材料，層間間隔控制在直接鋪筑允許的時間間隔以內(nèi)的可以連續(xù)上升直接鋪筑下一層csg。

超過直接鋪筑允許時間的層面，應在層面上鋪撒2～3cmc25富漿一級配混凝土進行層間結(jié)合處理，再鋪筑上一層csg材料。

超過了加墊層砂漿鋪筑允許時間的層面即為冷縫。冷縫和施工縫必須進行層面處理，可低壓水沖洗和人工鑿毛的方式進行縫面處理，以消除csg材料表面浮漿及松動骨料。冷縫層面處理并清洗完畢后，先鋪2～3cmc25富漿一級配混凝土，然后立即鋪筑上一層csg材料繼續(xù)施工。

1.10養(yǎng)護

在高溫澆筑時(倉面氣溫大于25℃)，倉面采用噴霧機和沖毛槍噴霧保濕、降溫，膠凝砂礫石終凝后開始保濕養(yǎng)護。csg在碾壓后6～18h內(nèi)開始表面噴霧養(yǎng)護。

重復操作1.3至1.10直至筑壩完成。