淺談水庫大壩施工技術(shù)應(yīng)用

陳 良

（湛江市經(jīng)緯水利水電工程有限公司，廣東 湛江 524037）

中國在建的壩很多是歷史上最高、最復雜、最難的，有一些也是世界最高的，但如何保障安全、如何做到技術(shù)上可靠將是比較突出的問題，本文結(jié)合徐聞縣合溪水庫工程實例展開研究。

1 工程概況

徐聞縣合溪水庫流域面積為31.77 km2，總庫容為1 519萬m3，最大壩高21.2 m，壩頂長1 007.31 m，壩頂寬5 m，設(shè)0.8 m高砼防浪墻，上游壩坡為 1∶2.5，采用砼護坡防滲結(jié)構(gòu)型式；下游壩坡為 1∶2.5，設(shè)草坡護坡加排水網(wǎng)格型式，壩腳設(shè)排水棱體。工程任務(wù)以供水為主兼顧養(yǎng)殖和旅游。

大壩為均質(zhì)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、右岸的臺地上，土料儲量為31萬m3，滿足筑壩用量。

2 均質(zhì)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的壩體的破壞。

存在的問題：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(yīng)的技術(shù)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(zhì)檢——下一層填筑。

（1）邊線控制：邊線要超出設(shè)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(yīng)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?qū)ν亮线M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(jié)合部位和與岸坡結(jié)合部位土料的壓實質(zhì)量和填筑層與層之間的結(jié)合強度。在碾壓時，對條帶接縫處要進行搭接碾壓，其搭接寬度不小于20 cm；為保證填筑層與層之間的結(jié)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(yīng)先在下層回填面表面上適當灑水濕潤，而后再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(jié)合部位的土料，為保證其壓實質(zhì)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(jié)合，振動碾騎縫碾壓。

在整個土料壓實過程中，要有專職質(zhì)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(yīng)符合設(shè)計圖紙和規(guī)范要求，在下一層的壓實度沒有達到設(shè)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(shù)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(yīng)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，以免形成土層間結(jié)合不良的現(xiàn)象。

（2）壓實土體不應(yīng)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)，應(yīng)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挖掉換土重新填筑；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(yīng)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(yīng)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(yīng)略向上游傾斜，以利排除積水。下雨前應(yīng)采取措施，防止雨水下滲，雨后應(yīng)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(cè)接縫部位，用小型機夯、人工配合填筑。

2.5 壩體填筑質(zhì)量控制

（1）質(zhì)量檢測取樣部位應(yīng)符合下列要求：①取樣部位應(yīng)有代表性，應(yīng)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(yīng)在壓實層厚的下部 1/3處及結(jié)合層處取樣，并記錄壓實層厚度。

（2）質(zhì)量檢測取樣數(shù)量應(yīng)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1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(yīng)取樣3次。

（3）在壓實質(zhì)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(yīng)補壓或做局部處理，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(yīng)采取適當措施，防止施工過程中含水量的增加，保證填筑質(zhì)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(yīng)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他關(guān)鍵問題

處理好大壩填筑的其他關(guān)鍵問題：①做好清基工作：壩基表層土及淤泥層一定要按設(shè)計圖紙清除掉，進行換基。②為保證大壩填筑質(zhì)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，建基面上沒有積水存在，嚴禁水下填土。③為保證大壩接觸處的安全隱患，應(yīng)搞好壩肩處的岸坡削坡工作。④為保證大壩填筑質(zhì)量，壩料復查與規(guī)劃亦不容忽視。壓實特性應(yīng)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(yīng)按一般規(guī)定與填筑施工方法及工藝執(zhí)行。另外還應(yīng)考慮結(jié)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。

5 結(jié)束語

綜上所述，在水庫大壩土方填筑施工中，要認真細致地處理好壩基與岸坡這些關(guān)鍵性問題：壩基與岸坡處理工程為隱蔽工程，處理不好，將會危及大壩穩(wěn)定與安全，所以必須按設(shè)計要求并遵循有關(guān)規(guī)定認真施工。根據(jù)合同技術(shù)條款要求以及有關(guān)規(guī)定，充分研究工程地質(zhì)和水文地質(zhì)資料，制定相應(yīng)的技術(shù)措施。