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汽車運輸毛石直接上壩在混凝土砌石壩﹢施工中的應(yīng)用研究

文檔作者：林從建文檔來源：福建省水利投資集團（沙縣）水務(wù)有限公司		點擊數(shù)：	更新時間： 2024年03月05日
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上一篇：水工瀝青混凝土低溫抗裂性能的影響因素研究

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收稿日期：2018 - 04 - 03
基金項目：福建省教育廳教育科學(xué)研究項目（JAT170959）
作者簡介：林從建（1975 - ），男，工程師，主要從事水利
工程施工管理工作。E-mail：lcj6929＠163. com
汽車運輸毛石直接上壩在混凝土砌石壩
施工中的應(yīng)用研究
林從建
（福建省水利投資集團（沙縣）水務(wù)有限公司，福建沙縣365500）
摘要：傳統(tǒng)砌石壩筑壩材料的運輸方法主要靠塔吊、索道纜機空中吊裝運輸毛塊石料、細石混凝土料上壩，工程進
展十分緩慢。因此，如何改善筑壩材料上壩運輸速度，就成為影響砌石壩壩體施工進展的關(guān)鍵因素。根據(jù)自密實混凝土堆
石壩的施工經(jīng)驗，創(chuàng)新性地提出采用自卸汽車直接上壩，通過已施工的砌石壩面，將石料運輸?shù)街巫鳂I(yè)區(qū)，再采用根據(jù)
挖掘機改裝的抓鏟并輔以人工作業(yè)的方式進行壩面擺石，大大提高了石料運輸上壩和壩面毛塊石擺放的速度，從而促進大
壩砌筑的施工進度。圖3 幅，表1 個。
關(guān)鍵詞：壩施工；汽車運輸；毛石；道路
1 概述
福建省沙縣雙溪水庫攔河壩為3 級建筑物，壩
型采用細石混凝土砌石重力壩，壩長231.0 m，最大
壩高67.0 m。砌石壩壩基為C15 混凝土墊層，厚
0.5 m；上下游面為C25 現(xiàn)澆混凝土，厚度分別為
1 m和0.7 m；壩體采用C15 細石混凝土砌毛塊石。
壩體主要工程量：大壩墊層混凝土0.47 萬m3，壩
體上、下游面混凝土2.46 萬m3，細石混凝土砌壩
腹為15.48 萬m3，壩體各種構(gòu)筑物（廊道、放空底
孔、溢流堰、壩頂交通橋及閘墩混凝土等）為1.3
萬m3， 合計大壩筑壩混凝土及毛塊石量為
19.71 萬m3，筑壩鋼筋1 834 t。筑壩材料運輸量非常
大，按計劃工期30 個月計算，平均月運輸上壩材
料1.6 萬t，平均月運輸上壩材料強度6 500 m3。
傳統(tǒng)砌石壩筑壩材料的運輸方法主要靠塔吊、
索道纜機空中吊裝運輸毛塊石料、細石混凝土料上
壩，單次運輸量小、時間長，致使工程進展十分緩
慢。因此，如何改善筑壩材料上壩運輸速度、運輸
方式，成為影響壩體工程施工進展的關(guān)鍵因素。
2 筑壩材料運輸方案及可行性分析
2.1 筑壩材料運輸方案
根據(jù)自密實混凝土堆石壩的施工經(jīng)驗，當(dāng)壩面
已澆混凝土強度達到2.5 MPa，即可利用自卸汽車
配合挖掘機直接在堆石灌注混凝土后的壩面上作業(yè)
———運載、卸載和碼放堆石料，壩面作業(yè)機械化程
度較高、施工速度快。因此，本工程擬采用自密實
混凝土堆石壩的材料上壩方式，采用自卸汽車運輸
毛塊石直接上壩，挖掘機抓鏟配合卸料、堆放毛塊
石進行砌壩，在保證質(zhì)量和安全的前提下加快工程
的施工進展。
2.2 可行性分析
以汽- 20（載重20 t）為例，前軸重力為
60 kN，后軸重力為140 kN，前輪著地寬度及長度為
0.25 × 0.2 × 2，后輪為0.5 × 0.2 × 2。汽車對地面
的壓強為：前輪為0.6 MPa，后輪為0.7 MPa，沖擊系
數(shù)取2，則汽車對地面的最大壓強為1.4 MPa。雙溪
水庫大壩壩體砌石膠結(jié)材料為C15 混凝土，根據(jù)混
凝土強度隨齡期和穩(wěn)定變化的經(jīng)驗公式計算得“混
凝土強度增長表”（見表1）。當(dāng)氣溫為25 ℃時，
2 d混凝土強度可達到設(shè)計強度的41％；當(dāng)氣溫為
5 ℃時，3 d后可達到設(shè)計強度的20％，則C15 混
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工程施工SMALL HYDRO POWER 2018No.3，Total No.201
萬方數(shù)據(jù)
凝土3 d 的膠結(jié)強度為3 ~ 6.45 MPa，遠大于
1.4 MPa?；炷疗鍪w完成2 ~ 3 d后，壩面砌石混
凝土的抗壓強度完全能夠滿足汽車在上面運輸行走
的要求，不會影響大壩砌體質(zhì)量。
表1 混凝土強度增長表
水泥
品種
齡期
／ d
混凝土硬化時的平均溫度／ ℃
1 5 10 15 20 25 30 35
混凝土所達到的強度百分比
普通
水泥
2 28 35 41 46 50
3 12 20 26 33 40 46 52 57
5 20 26 35 44 50 56 62 67
7 26 35 42 50 58 64 68 75
10 35 44 52 61 68 75 80 86
15 44 54 64 73 81 88
28 65 72 82 92 100
3 砌筑工藝
本工程采用“直接砌筑法”（福建省省級工法）
進行壩腹砌石施工（見圖1、圖2）。
圖1 “直接砌筑法”工藝流程
圖2 大壩腹石砌筑施工示意
（1）筑壩原材料要求。石料應(yīng)采用毛石，膠
凝材料應(yīng)采用一、二級配細石混凝土。
（2）擺石。采用毛石直接砌筑法工藝。在已鑿
毛、沖洗干凈的倉面上直接擺大塊毛石，層厚控制
在1.0 ~ 1.2 m，不求單塊自穩(wěn)；豎縫允許點、線接
觸，大頭朝上小頭朝下，石料較平整的一面不得朝
下；若操作調(diào)整困難時可用小石墊空，避免毛石底
面與水平縫面出現(xiàn)面接觸。因毛石形狀不規(guī)則，所
以豎縫的形狀呈三角狀，寬度大小不一，不執(zhí)行
《漿砌石壩施工技術(shù)規(guī)定（試行）》（SD 120—84）
4.2.6 的規(guī)定（該規(guī)定要求毛石砌體豎縫寬度為8
~ 10 cm）。
（3）灌豎縫（含補小塊毛石、片石）同鋪漿
法。灌豎縫通常分2 ~ 3 層進行，先灌底層豎縫混
凝土（高約30 ~ 40 cm）并振搗密實后進行補小塊
毛石；再灌第二層豎縫混凝土（高約30 ~ 40 cm）并
振搗密實后進行表層塞補片石；最后灌頂層豎縫混
凝土縫并振搗密實。
（4）層面控制（有別于鋪漿法）。砌體的層面
應(yīng)適當(dāng)向上游傾斜，便于排水。
（5）沖毛、養(yǎng)護。混凝土初凝后，水平縫面應(yīng)
采用高壓水沖毛處理，養(yǎng)護2 ~ 3 d，待壩面混凝土
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小水電2018 年第3 期（總第201 期） 工程施工
萬方數(shù)據(jù)
面養(yǎng)護超過重車上壩碾壓強度且不會破壞壩面時，
可直接運輸毛石料上壩砌筑。
4 上壩道路規(guī)劃與運輸筑壩材料方案
上壩道路的合理規(guī)劃對材料的便捷高效運輸有
著至關(guān)重要的影響。根據(jù)施工組織設(shè)計要求，本工
程前期修建了上（繞）壩公路。此外，為了方便大
壩運輸石料作業(yè)，尚需新建通往各施工層面和工區(qū)
的施工便道，主要包括：通往大壩上、下游基坑，
各控制高程的上壩道路，通往砂石料加工場和混凝
土拌和系統(tǒng)的施工道路，以及下游連接兩岸施工便
橋等（見圖3）。
左岸4 條：左1▽264 m上壩公路（利用原南霞
公路），用于運輸258 ~ 274 m高程壩段石料；左2
▽284 m上壩公路（利用原南霞公路），用于運輸
274 ~ 290 m高程壩段石料；左3▽301 m上壩公路
（下游上壩路），用于運輸290 ~ 305 m高程壩段石
料；左4▽323 m上壩公路（利用新修繞壩公路），
用于運輸305 ~ 323 m高程壩段石料。
右岸3 條：右1▽264 m為河底施工便道，用于
運輸258 ~ 274 m高程壩段石料；右2▽285 m施工便
道，用于運輸274 ~ 290 m 高程壩段石料； 右
3▽295 m施工便道，用于運輸290 ~ 300 m高程壩段
石料，300 m高程以上石料用索道纜機吊運。
筑壩用的混凝土拌合料、鋼筋模板等大部分依
靠索道纜機垂直吊裝運輸。根據(jù)實際需要，也可采
用汽車輔助運輸?shù)姆绞?，運到壩面作業(yè)區(qū)。
壩面作業(yè)區(qū)域施工時，考慮汽車在壩面行走需
要，相鄰壩段應(yīng)均衡升高，相差不能超過1 ~ 2 m，
便于壩面規(guī)劃汽車運輸通道。同時，根據(jù)設(shè)計圖可
知，整個大壩斷面從313.33 ~ 258 m高程，壩體寬
度5 ~ 46.50 m，壩面扣除上、下游壩殼面鋼筋混凝
土結(jié)構(gòu)厚度1.7 m，有足夠?qū)挾瓤刹贾眯熊囄恢谩?
圖3 筑壩石料施工運輸?shù)缆芬?guī)劃
5 結(jié)論
傳統(tǒng)漿砌石壩施工速度慢的主要原因就是筑壩
材料上壩及進倉方法落后，其施工方法是用塔吊及
索道纜機等提升設(shè)備，將材料運輸上壩，并依靠人
工進行擺石，機械化程度低，施工速度緩慢。本工
程充分利用地形和已有的交通道路（1條棄渣道
（下轉(zhuǎn)第64 頁）
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工程施工SMALL HYDRO POWER 2018No.3，Total No.201
萬方數(shù)據(jù)
（3）基坑壁所受彎矩隨土層信息變化而不斷變
化，受彎方向也發(fā)生多次變化，但總體較為穩(wěn)定，
最大彎矩可達到197.9 kN·m。
（4）基坑壁所受剪力隨土層信息變化而不斷變
化，且分層明顯。在第二、三層土層，即淤泥、淤
泥質(zhì)土層中，剪應(yīng)力方向隨深度變化發(fā)生多次改
變，剪力受力環(huán)境復(fù)雜。但總體而言，剪力絕對值
始終在152.91 kN以下波動，遠低于土層的極限抗
剪強度，不會對基坑安全質(zhì)量造成影響。
5 結(jié)論
本文以濱海地區(qū)某電廠深基坑為例，根據(jù)其工
程實際情況以及開挖土層信息，設(shè)計了一級放坡十
SMW工法樁十兩道內(nèi)支撐的支護方案，并通過經(jīng)
典理論公式計算驗證與工程模擬軟件計算內(nèi)力位移
包絡(luò)圖，論證了支護方案的可行性。另外，對類似
的高地下水位軟土地基深基坑設(shè)計有以下幾點
經(jīng)驗：
（1）對上層土質(zhì)較好地層，可嘗試一定坡度范
圍內(nèi)放坡，保證力學(xué)性能的同時，兼顧工程的經(jīng)
濟性。
（2）SMW 工法樁作為一種成熟的支護方式，
可廣泛應(yīng)用于同類型高水位軟土地基深基坑，對不
同的地質(zhì)地層，調(diào)節(jié)不同的嵌固深度，即可得到優(yōu)
良的擋土支護效果。同時，作為止水帷幕，對外層
地下水的抗?jié)B性能也很突出。
（3）考慮到軟土地基深基坑變形較大的普遍問
題，可采用一道或多道混凝土內(nèi)支撐的形式，對基
坑變形控制有很大的積極作用。同時，據(jù)工程實際
可決定是否作為永久支護，始終發(fā)揮支護作用。
參考文獻：
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用［J］. 福建建筑，2015（6）：97-100.
［2］ 吳連杰. 復(fù)雜環(huán)境條件下深基坑設(shè)計方式及優(yōu)化分析
［J］. 建筑技術(shù)開發(fā)，2017，44（15）：118-119.
［3］ 劉曉峰. 混凝土內(nèi)支撐加SMW工法樁在軟土深基坑支
護中的應(yīng)用［J］. 福建建筑，2013（5）：94-96.
［4］ 楊建華. SMW工法在復(fù)雜條件下基坑支護中的應(yīng)用研
究［J］. 西南師范大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2017，42（7）：
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［5］ 孫宏. SMW工法樁和灌注樁基坑支護體系比較［J］.
建筑，2014（2）：67-68.
■
責(zé)任編輯吳昊
（上接第60 頁）
路、1 條縣道、1 條新建永久公路），并根據(jù)施工需
要，在左右岸壩肩合適高程處修筑施工上壩公路。
同時，合理利用壩體斷面寬度，采用自卸汽車直接
通過已施工砌石壩面，將石料運輸?shù)街巫鳂I(yè)區(qū)；
再采用根據(jù)挖掘機改裝的抓鏟為主、人工輔助的方
法進行壩面擺石，大大提高了石料運輸上壩和壩面
毛塊石擺放的速度，有利地促進了大壩砌筑施工
進度。
參考文獻：
［1］ GB／ T 50107—2010，混凝土強度檢驗評定標(biāo)準(zhǔn)［S］.
［2］ SD 120—84，漿砌石壩施工技術(shù)規(guī)定［S］.
［3］ SL 631—2012，水利水電工程單元工程施工質(zhì)量驗收評
定標(biāo)準(zhǔn)［S］.
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責(zé)任編輯吳昊
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