海子灣水庫大壩土方填筑施工方案

聶小鈞

（山西省水利建筑工程局 太原 030006）

1 工程概況

右玉縣海子灣水庫位于右玉縣海子灣村滄頭河上，控制流域面積2 022 km2，總庫容為980萬m3，最大壩高10 m，壩頂長820 m，壩頂寬6 m，設1 m高漿砌石防浪墻，上游壩坡為1：3，采用干砌石護坡下鋪復合土工膜防滲結構型式；下游壩坡為1：2.5，設草坡護坡加排水網(wǎng)格型式，壩腳設排水棱體。工程任務以供水為主兼顧養(yǎng)殖和旅游。

大壩為均質土壩，土場土料分布于大壩的左岸，為低液限粉土。大壩填土料場確定在左岸的臺地上，土料儲量為31萬m3，滿足筑壩用量。

2 均質土壩填筑

2.1 土料上壩道路布置

本工程筑壩土料為黏粒含量偏低粉土，已鋪筑碾壓好的壩面不宜重車重復碾壓，否則會造成局部剪切破壞。針對這一特殊情況，計劃上壩道路分為主干道路和分支道路，每隔80 m筑一條分支道路。即：從土場運出時先走主干道路，然后根據(jù)填筑場面的需要拐進分支道路卸土。卸土后車輛再由分支道路拐回主干道路進入土場裝土。這樣大大減少了車輛對已碾壓好壩體的破壞。

存在的問題是:(1)加大了分支道路土方填筑和拆除方量5 000 m3和費用。（2）拉土重車上壩1/6～1/8的坡，增加了油耗。（3）下游排水棱體和分支道路交叉，需有相應的技術措施支持。上壩道路見圖1。

圖1 土料上壩道路布置示意圖

2.2 施工機械配置

施工機械配置情況見表1

表1 施工機械配置

2.3 壩填筑施工工藝及主要施工方法

大壩填筑采用進占法施工，土料填筑具體施工工藝流程為：填筑面處理→倒土攤鋪→壓實→質檢→下一層填筑。

（1）邊線控制：邊線要超出設計邊線80 cm，超出部分每填筑1.5 m高用反鏟挖機初略削坡。

（2）鋪土厚度控制：鋪土厚度40 cm，允許偏差-5～0 cm。

（3）碾壓：振動碾順壩軸線方向進退式碾壓，相鄰兩段交接帶碾跡應彼此搭接，垂直碾壓方向搭接帶寬度為0.3～0.5 m，平行碾壓方向搭接寬度為1.0～1.5 m。行走速度：平碾2～3 km/h，自行式凸塊碾 2.5～3.5 km/h。

合格土料由自卸汽車在未壓實的松土上運到壩面填筑現(xiàn)場并卸料至回填作業(yè)面后，先采用推土機進行鋪料、平倉，土料沿平行于壩軸線方向鋪筑，鋪筑寬度和厚度要嚴格控制，每層鋪料厚度根據(jù)土方回填碾壓試驗確定為40 cm。在個別邊腳部位或機械不能到達的部位，可采用人工進行鋪料。

推土機鋪料、平倉后，采用振動碾壓實，振動碾順土料鋪筑條帶方向對土料進行進退式碾壓。其中，凸塊振動碾的擊振力和碾壓遍數(shù)均采用土方回填碾壓試驗中確定的試驗數(shù)據(jù)，以達到良好的碾壓效果。

在土料碾壓過程中，特別要保證與排水棱體濾料之間結合部位和與岸坡結合部位土料的壓實質量和填筑層與層之間的結合強度。在碾壓時，對條帶接縫處要進行搭接碾壓，其搭接寬度應不小于20 cm；為保證填筑層與層之間的結合強度，若下一層回填面停滯時間較長而造成回填面表面水分損失，在回填上一層時，應先在下層回填面表面上適當灑水濕潤，而后在進行上層土料的鋪料、壓實。對于新筑壩體與岸坡及原壩坡結合部位的土料，為保證其壓實質量，按1：4的坡比搭接，并每層用推土機將舊壩土推去一部分，形成臺階結合，振動碾騎縫碾壓。

在整個土料壓實過程中，要有專職質檢、試驗人員進行值班，及時對每一層回填土料的壓實度用環(huán)刀進行測點檢測，其壓實度應符合設計圖紙和規(guī)范要求，在下一層的壓實度沒有達到設計要求的壓實度標準時，決不允許進行上一層的土方回填。

土料逐層壓實后，挖機站在填筑面上進行粗略削坡，削去邊坡超填的大部分土料。

2.4 填筑技術要求

（1）每一填土層按規(guī)定參數(shù)施工完畢，并經(jīng)監(jiān)理檢查合格后才能繼續(xù)鋪筑上一層。在繼續(xù)鋪筑上層新土之前，應對壓實層表面殘留的被碾子凸塊翻松的半壓實土層進行處理，以避免形成土層間結合不良的現(xiàn)象。

（2）壓實土體不應出現(xiàn)漏壓虛土層、干松層、彈簧土、剪力破壞和光面等不良現(xiàn)象。如果出現(xiàn)，及時處理。對于干松層加水繼續(xù)碾壓；對于漏壓的虛土層進行補壓；對于出現(xiàn)的彈簧土與剪力破壞的部位超過5.0 m2挖掉換土填筑；對于汽車通過后形成的光面用推土機或凸塊振動碾刨毛處理。

（3）鋪土面應盡量均衡上升，以免造成過多的接縫。若由于施工需要進行分區(qū)填筑時，其縱橫接縫坡度分別按1：3及1：4控制，并用振動碾騎縫碾壓。。

（4）在接縫的坡面上，應配合填筑的上升速度，將表面松土鏟除至已壓實合格的土層為止。坡面須經(jīng)刨毛處理，并使含水率控制在14%～18%范圍內(nèi)，然后才能繼續(xù)鋪填新土進行壓實。

（5）為保護土料正常的填筑含水率，日降雨量較大時，按監(jiān)理指示填筑。當風力或日照較強時，按監(jiān)理的指示，在壩面上進行灑水濕潤，以保持合適的含水率。

（6）填筑面應略向上游傾斜，以利排除積水。下雨前應采取措施，防止雨水下滲，雨后應將填筑面含水率調(diào)整至合格范圍，才能復工。

（7）和泄洪閘兩側接縫部位，用小型機夯、人工配合填筑。

2.5 壩體填筑質量控制

1）質量檢測取樣部位應符合下列要求：

（1）取樣部位應有代表性，且應在面上均勻分布，不得隨意挑選，特殊情況下取樣須加注明。（2）應在壓實層厚的下部1/3處及結合層處取樣，并記錄壓實層厚度。2）質量檢測取樣數(shù)量應符合下列要求：（1）每次檢測的施工作業(yè)面不宜過小，機械筑壩時不宜小于600 m2。（2）每層取樣數(shù)量：在大面積填筑量時每200～500 m2取樣1次，在邊角部位每層2～3次；壩基開挖壓實后800 m2取樣一次。（3）若作業(yè)面或局部返工部位按填筑量計算的取樣數(shù)量不足3個時，也應取樣3個。3）在壓實質量可疑和壩身特定部位抽樣檢測時，取樣數(shù)視具體情況而定。4）每一填筑層自檢、抽檢后，凡取樣不合格的部位，應補壓或作局部處理，經(jīng)復驗至合格后方可繼續(xù)下道工序。

3 雨季填筑

雨季填筑時應采取適當措施，防止施工過程中含水量的增加，保證填筑質量。

（1）填筑面稍向上游傾斜，以利排泄雨水，傾斜坡度一般可取2%～4%。（2）雨前用振動平碾快速壓實表層松土，并注意保持填筑面平整，以防積水和雨水下滲。雨后填筑面應晾曬或處理，經(jīng)檢查合格后，方可復工。（3）在填筑面上的施工機械，雨前宜移出填筑面停放在壩殼區(qū)。（4）下雨或雨后不許踐踏壩面，禁止車輛通行。（5）雨后復工，首先人工排除防滲體表層局部積水，并視未壓實表土含水率情況，進行晾曬或用推土機將其清除，至實測土料含水率不超過施工含水率上限1%即可。

4 處理好大壩填筑的其它關鍵問題

認真細致地處理好壩基與岸坡這些關鍵性問題：壩基與岸坡處理工程為隱蔽工程，處理不好，將來會危及大壩穩(wěn)定與安全，所以必須按設計要求并遵循有關規(guī)定認真施工。應根據(jù)合同技術條款要求以及有關規(guī)定，充分研究工程地質和水文地質資料，制定相應的技術措施。

（1）做好清基工作：壩基表層土及淤泥層一定要按設計圖紙清除掉，進行換基。（2）為保證大壩填筑質量問題，在大壩壩基開挖過程中要做好基坑排水問題，特別是大壩開始填筑階段的基坑排水問題，以保證大壩填筑時，建基面上不允許有積水存在，嚴禁水下填土。（3）為保證大壩接觸處的安全隱患，應搞好壩肩處的岸坡削坡工作。（4）為保證大壩填筑質量，壩料復查與規(guī)劃亦不容忽視。壓實特性應著重考慮天然干密度、比重、液塑限、壓縮性、滲透性、抗剪強度等。

壩體填筑應按一般規(guī)定與填筑施工方法及工藝執(zhí)行。另外還應考慮結合部位的處理。這些都為壩體施工中薄弱環(huán)節(jié)處理不當，將可能形成滲流通道，引發(fā)防滲體滲透破壞及垮壩。因此施工過程中，嚴格按碾壓式土石壩施工規(guī)范執(zhí)行。