工法文本(高土石坝坝料运输跨心墙运输施工工法)

高土石坝坝料运输跨心墙施工工法

中国水利水电第五工程局有限公司

樊鹏陈曦孙国兴李春江袁幸朝

1.前言

土石坝设计结构中心墙的上游、下游均设置反滤料、过渡料、堆石料区，由于料场分布和工程量的不均衡性，施工中大都存在跨心墙运输坝料的问题；而且，即使不存在跨心墙坝料运输问题，为交通方便等，大多数情况下也需要跨心墙交通。由于心墙本身的特殊作用和功能，对其质量标准业界控制严格，堆石坝跨心墙施工道路的修建方式一直没有形成统一标准与认识。中国水利水电第五工程局有限公司通过研究设计了一种箱型的减压板结构，并通过对传统的跨心墙道路理论验算分析、现场验证试验和过车试验提出了最为合理的跨心墙道路修建方式及质量控制措施，形成了一套较为系统的高土石坝坝料跨心墙运输施工工法。

本工法关键技术课题成果通过了中国电建集团专家评审组评审，总体水平达到了“国际领先水平”；该工法实施过程中采用的关键技术和主要跨心墙道路结构获得了2项国家发明专利，分别为“一种高土石坝减压版跨心墙道路的快速连接及拆除方法”，授权专利号：ZL.2014103511136.7“一种快速拆装结构的减压板”，授权专利号：ZL. 201410351325.4；该工法关键技术成果获得了2015年度中国水利水电第五工程局有限公司科技进步奖一等奖，中国电力建设企业协会电力建设科技进步奖三等奖。

同时，该工法已经在长河坝水电站大坝工程、老沟水库大坝工程得到实践应用，工法成熟稳定，具有在同类行业或者相关行业广泛推广价值。

2.工法特点

2.0.1该工法采用的箱型减压板跨心墙道路等保护措施后，可有效避免车辆运输对心墙填筑面的剪切破坏。

2.0.2工法采用了“箱型连接键+限位环”的连接结构的减压板跨心墙道路，满足车辆荷载的均匀分散、削减及心墙道路位置变换施工中的快速拆装要求。

2.0.3该工法可大大提高施工效率、加快施工进度、降低能耗，便于施工调度、降低成本，便于坝体施工整体规划，保证坝体填筑上下游料的均衡填

筑。

3.适用范围

高土石坝坝料运输跨心墙施工工法主要适用于水利水电工程中土石坝填筑施工中的坝料需跨心墙运输时，跨心墙道路修建、拆除施工。

4.工艺原理

高土石坝坝料运输跨心墙施工工法原理是对坝体心墙土料采取一定的保护措施后，在心墙区修建一条运输道路，在满足心墙土料不被破坏的前提下，实现坝料跨心墙运输要求。首先在合格的填筑层面上铺填50cm厚垫层料，之后再在垫层上依次铺设箱型减压板，并将减压板依次连接，形成一条连通心墙上下游侧的跨心墙运输道路。其中，铺填50cm垫层料可最大限度的减少重车跨心墙过程对填筑土体的影响；减压板的道路结构是为满足车辆荷载和均匀分散、消减要求。

减压板道路是采用钢板和型钢焊接而成的箱型结构，减压板间通过“箱形连接键 + 限位环”的连接结构连接。箱形连接键满足重车荷载下不变形，并能有效传递剪力，满足抗剪强度，与键槽共同构成主要的连接构件；减压板两侧设限位装置，利用限位环限制减压板的纵向位移，限位环的间隙小于连接键与键槽的间隙，从而保证连接键始终位于键槽内。

5.施工工艺流程及操作要点

5.1施工工艺流程

本工法的施工工艺流程见下图5.1。

图5.1 高土石坝坝料运输跨心墙施工工艺流程

5.2操作要点

5.2.1层面验收合格

跨心墙道路应铺设在已碾压并经监理工程师验收合格后方可进行下道工序施工。

5.2.2垫层料的摊铺

跨心墙道路铺设区域心墙填筑层面验收合格后，采用SD32推土机进占法沿跨心墙道路起点铺设50cm垫层土料，垫层土料级配、含水等均应满足心墙填筑土料的设计指标。

5.2.3垫层料的精平

垫层料铺设完毕采用平地机对垫层料快速完成精平，严格控制基面平整，确保减压板坐实，避免运行过程翘曲。

5.2.4碾压

垫层料完成精平后，采用26t自行式振动平碾（碾宽2.2m）沿铺筑方向碾压静碾4遍，振动碾行走速度控制在2.5±0.2km/h。

5.2.5减压板的铺设与连接

制作加工若干个减压板，减压板设计结构见下图5.2.5。

成型的减压板用吊车或液压反铲逐节完成吊装，吊装在垫层土料上，并采用反铲斗背完成减压板在土料面上水平横向或纵向移动，保证每相邻两个减压板相邻两减压板横向键槽对准，完成相邻减压板的对位及定位。相邻两个减压板完成对位及定位后，人工将限位环安装至两端的限位轴并用插销锁定。按照如此方法完成满足心墙上下游宽度的若干减压板的布置及连接安装，从而将若干单节连接为整体的形成一条以减压板连接的跨心墙连接道路。

跨心墙道路铺设完成后，通过坝料运输计量部门实时统计跨心墙道路运输车辆过车次数，并在过程中采用测速仪监控车辆跨心墙行驶速度。

减压板连接平面图

Ⅰ-Ⅰ剖面图

详图A

Ⅱ-Ⅱ剖面图

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限位环细部图

说明：

1、减压板连接平面图中尺寸以cm计，

其余图中尺寸以mm计。

图5.2.5 减压板设计结构图

5.2.6减压板跨心墙道路的拆除

当施工需要变换跨心墙道路的布置位置时，首先人工取下限位轴上的插销，并拆下减压板两侧的限位环，液压反铲完成减压板在土料面上水平横向或纵向移动，完成相邻两减压板的分离。减压板分离后单节减压板继续采用液压反铲完成吊装，将减压板逐节转吊至下一心墙道路的安装位置进行重新安装。

减压板拆除后，采用推土机配合液压反铲将铺填50cm 的垫层料清除，并对原结合面进行刨毛及含水率调整处理，并经验收合格后恢复道路区的填筑施工。

6.材料与设备

6.1主要材料

本工法填筑施工的垫层原材料为满足工程设计指标要求的心墙土料，原材料的设计指标根据各工程的设计指标可能略有调整。长河坝大坝工程心墙土料设计指标如下，

6.1.1 砾石土心墙料中的水溶盐含量应不大于3%，有机质含量应不大于2%。

6.1.2 用于心墙防渗料的砾石土，其粒径、颗粒级配应符合下列规定：