一种平、凸结合用于心墙土料冬、雨季快速施工方法与流程

本发明涉及土石坝填筑施工技术领域，具体为一种平、凸结合用于心墙土料冬、雨季快速施工方法。

背景技术：

土石坝填筑施工过程中，心墙土料的填筑是整个坝料的关键，也是坝体防渗的一道最为重要防线。土石坝施工特点之一是大面积的露天作业，受外界气候环境的影响极为敏感。当填筑面暴露在大气条件下遇冬季负温条件或雨季降雨时，直接导致接触面土料受冻或含水率发生变化，从而影响其填筑料质量，导致无法进行心墙土料的填筑施工。

相关规范及行业要求对填筑土料的冬、雨季施工做了如下规定：

土料冬季填筑施工：当气温低于0℃时应停止土料施工并采取覆盖保温措施，保温后减缓仓面已填筑土料出现冻土现象。

土料雨季填筑施工：降雨前，土料填筑面应做好下雨至复工时段的坝面保护工作。雨季复工应及时排除防渗体表面的积水，可采取晾晒、翻松、清除的方式进行，确保降雨面土料含水率满足施工要求。

对此，负温、降雨时段将直接影响大坝心墙填筑工期。大气温度与降雨是随着气候变化不断调整的，无法进行人为改变。对此，土料的冬雨季施工现状固然存在。相关行业均无法从根本上解决土料冬雨季施工的问题，只是采取相应的措施缓解冬雨季对填筑土料质量的影响，从而在质量满足要求的情况下实现停雨复工、正温复工。

常规的土料冬、雨季施工措施均为覆盖保护，该方法能有效缓解土料受冻、降雨所带来的施工质量影响。当出现降雨量偏小(连续降雨、降雨量5mm～10mm)、负温偏高(高于-4℃)时采取常规的覆盖保护方式，在覆盖保护、恢复施工过程中将消耗大量的时间，无法满足快速流水作业要求。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种在降雨量为5mm～10mm、气温高于-4℃时可快速恢复施工，且操作简单，经济性好的平、凸结合用于心墙土料冬、雨季快速施工方法，技术方案如下：

一种平、凸结合用于心墙土料冬、雨季快速施工方法，包括：

当降雨量为5mm～10mm且为连续降雨时，雨前采用振动平碾对当前施工作业层进行表面压光封闭，以阻隔雨水渗入；当降雨停止时，利用振动凸块碾将当前施工作业层的压光后平面碾压成凹凸面，再恢复施工；

当大气温度降至0～-4℃时，提前采用振动平碾对当前施工作业层进行表面压光封闭，以隔绝冷空气进入；待大气温度回升至0℃以上时，利用振动凸块碾碾将当前施工作业层的压光后平面碾压成凹凸面，再恢复施工。

进一步的，还包括：当降雨量小于5mm时，无需任何措施，连续施工。

更进一步的，还包括：当降雨量为5mm～10mm且为突降暴雨或降雨量大于10mm时，提前对当前施工作业层进行覆盖保护，待停雨后对覆盖物进行清除，再对当前施工作业层进行翻松、晾晒后恢复施工。

更进一步的，所述振动平碾与振动凸块碾吨位一致，行走速度相同。

更进一步的，降雨停止后恢复碾压施工前对当前施工作业层进行含水率抽样检测，质量检测合格则进行填筑碾压施工，质量检测不合格则对局部进行晾晒或刨毛处理。

更进一步的，气温回升后恢复碾压施工前对当前施工作业层土料受冻情况进行检测，检测未出现受冻则进行填筑碾压施工，若出现受冻则进行清除或解冻后恢复填筑施工。

本发明的有益效果是：本发明能够在确保填筑土料质量的情况下，极大程度的缩短土料防护至恢复施工的时间，从而达到快速恢复施工的目的，为实现土料冬雨季填筑施工创造了良好的时间条件；同时具备操作简单，施工安全，经济性好等特点。

附图说明

图1为负温和降雨前进行快速封面的施工示意图。

图2为快速恢复碾压施工的施工示意图。

图中：1-振动平碾；2-压光后平面；3-凹凸面；4-当前施工作业层；5-已完成作业层；6-振动凸块碾。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。一种平、凸结合用于心墙土料冬、雨季快速施工方法，包括：

当降雨量为5mm～10mm且为连续降雨时，雨前采用振动平碾1对当前施工作业层4进行表面压光封闭(如图1所示)，以阻隔雨水渗入；当降雨停止时，利用振动凸块碾6将当前施工作业层4的压光后平面2碾压成凹凸面3(如图2所示)，再恢复施工；

当大气温度降至0～-4℃时，提前采用振动平碾1对当前施工作业层4进行表面压光封闭(如图1所示)，以隔绝冷空气进入，待大气温度回升至0℃以上时，利用振动凸块碾碾6将当前施工作业层4的压光后平面2碾压成凹凸面3(如图2所示)，再恢复施工。

通过对土料冬季施工的研究，由表1分析可知，当大气温度为-4℃时不同深度土料最低温度为0℃，当大气温度低于-4℃时，不同深度土温最低温度将出现负温。

表1平碾压光情况下现场温度关系统计表

表2土料雨季施工研究成果表

注：连续降雨为单位时间降雨量小，突降暴雨为单位时间降雨量大。

通过对土料雨季施工的研究，由表2分析可知：当降雨量小于5mm时无需采取任何措施，可连续施工；当降雨量为5mm～10mm且为连续降雨时，雨前可采用平碾快速压光，停雨后进行刨毛或局部晾晒可实现快速恢复施工；当降雨量为5mm～10mm且为突降暴雨或降雨量大于10mm时需提前覆盖保护，停雨后经清除、翻松、晾晒后方可进行填筑碾压施工。

结合大坝心墙区土料填筑施工工艺，当大气温度为0～-4℃时采用振动平碾对填筑碾压面进行压光处理，大气温度回升至正温时可进行正常的填筑碾压施工。当降雨量为5mm～10mm且为连续降雨时，雨前可采用平碾快速压光，停雨后进行刨毛或局部晾晒后可进行正常的填筑碾压施工。鉴于上述情况，结合土料冬雨季施工的研究成果，根据气象预报资料选择适宜的防护措施(平碾压光处理)，在确保填筑土料质量的情况下极大程度的缩短了土料防护至恢复施工的时间，从而达到快速恢复施工的目的。

本实施例施工方法的适用范围为：

1)工程中有进行露天土料的填筑碾压施工；

2)施工期有负温现象出现，最低负温不超过-4℃；

3)施工期有降雨现象出现，当降雨量为5mm～10mm且为连续降雨。

如图1和图2所示，本实施例分别由碾压设备、碾压作业层、已完成作业层构成。其中碾压设备分别为振动平碾1、振动凸块碾6，图1作为降雨或负温时段来临前填筑面的封面设备，图2为土料的正常填筑碾压设备，各设备的行径方向均从左到右正常行径。碾压作业层分别由压光后平面2、碾压后凹凸面3、当前施工作业层4组成，土料表面与大气的结合面经振动平碾1碾压形成压光后平面2后减小了土料与大气的接触面积，从而缓解了土料受冻及渗水现象。土料经碾压施工后当前施工作业层4土料各项指标均应与已完成作业层5基本一致。

现场实施过程中结合实时气象预报资料当出现大气温度为0～-4℃或降雨量为5mm～10mm且为连续降雨时，提前利用振动平碾1对当前施工作业层4进行表面压光封闭，将碾压后凹凸面3经碾压后快速变化至压光后平面2，从而达到隔绝冷空气或阻隔雨水渗入的效果。当降雨停止或气温回正时利用振动凸块碾6对当前施工作业层4进行快速恢复碾压施工，将压光后平面2经碾压后快速变化至碾压后凹凸面3，从而确保其压实效果及填筑碾压质量。

通过平、凸结合的快速施工方法可极大程度减少土料受冬雨季影响后结合面保护至复工的时间，达到了快速施工的目的，为实现土料冬雨季填筑施工创造了良好的时间条件。

进一步的，在具体施工中：

1)为解决心墙土料快速恢复施工的问题，实施过程中应密切结合实时气象预报资料进行；

2)为确保平碾封面效果及当前施工层土料质量，振动平碾与振动凸块碾吨位应一致，行走速度应基本相同；

3)根据气象预报情况、施工作业面大小、当前填筑面施工情况，应提前规划封面时间及封面顺序，在确保填筑质量的前提下尽量减少停工时间；

4)为利于雨季排水，土料填筑施工过程中填筑面表面应形成“龟背形”或“单向放坡”，为便于实时碾压系统对填筑质量进行监控，放坡坡比应控制在1％以内；

5)对填筑区应建立气象站，现场应放置温度监测装置，以便及时了解大气温度的变化情况，利用最短的数据传递时间快速恢复施工。

具体实施其他注意事项：

1)现场振动平碾压光过程中结合现场碾压后平面实际情况，可对局部位置进行补压，使其形成光面，从而达到隔绝冷空气或阻隔渗水的效果；

2)经振动平碾压光后的面不再有凹凸不平或松动刨毛现象，应避免积水或冷空气的渗入；

3)雨季降雨前进平碾压光封面，降雨停止后恢复碾压施工前应对当前施工作业层进行含水率抽样检测。质量检测合格进行填筑碾压施工，质量检测不合格应对局部进行晾晒或刨毛处理；

4)冬季负温前进行平碾压光封面，气温回正后恢复碾压施工前应对当前施工作业层土料受冻情况进行检测，检测项目为土料是否受冻。检测未出现受冻进行填筑碾压施工，若出现受冻进行清除或解冻后恢复填筑施工；

5)各碾压设备参数应满足相应设计要求。

具体工程运用：

某水电站为大渡河干流水电梯级开发的第10级电站，电站总装机容量2600MW，水库正常蓄水位1690m，具有季调节能力。

表3施工区气象资料统计情况

施工区多年平均气温15.4℃，极端最高气温36.4℃，极端最低气温-5.0℃，多年平均年蒸发量1526.9mm(20cm蒸发皿)，多年平均相对湿度66％，最大风速15.0m/s，多年平均年降水量642.9mm，历年最大日降水量72.3mm。

施工区气象统计情况见表3，由表3分析可知，施工区降雨量为5mm～10mm出现的天数为48天，按连续降雨和突降暴雨各一半时间计算，则连续降雨天数约为24天。采用平凸结合施工方法后，该降雨时段内可实现快速施工，极大程度提高了雨季土料施工时段。

施工区未出现气温低于-5℃的天数，气温为0～-5℃的天数为18天。平均计算确定施工区气温为0～-4℃的天数约为14天。采用平凸结合施工方法后，该负温时段内可实现快速施工，极大程度提高了冬季土料施工时段。

该水电站大坝心墙土料填筑施工采用平凸结合的施工方法，实现了38天土料的快速施工，提高了土料冬雨季施工时段，为工程的提前完建打下了坚实的基础，可为类似工程提供经验。