水庫工程中壩體加寬培厚的施工技術(shù)

陳 輝

（新疆昌源水務(wù)集團(tuán)有限公司 新疆 烏魯木齊 830000）

當(dāng)前，我國有相當(dāng)一部分地區(qū)的水庫工程由于建設(shè)時(shí)間比較早，在長期使用過程中，一部分組成構(gòu)件出現(xiàn)了嚴(yán)重的問題，再加上維修工作不到位，導(dǎo)致壩體出現(xiàn)了各種各樣的問題。為了保證大壩的正常使用，將一些潛在的安全隱患消除，需要對(duì)大壩壩體進(jìn)行加厚和加寬處理，從而使水庫的調(diào)蓄能力得以恢復(fù)，保證水庫的灌溉能力，將水庫的作用充分發(fā)揮出來。本文以實(shí)際工程為例，對(duì)水庫工程壩體加寬培厚的施工技術(shù)進(jìn)行分析探討。

1 案例介紹

峽口水電站位于阿勒泰地區(qū)富蘊(yùn)縣境內(nèi)的烏倫古詞中游河段上。地理坐標(biāo)：東經(jīng)88°50'，北緯46°21'，距上游薩爾鐵列克水電站18km，距下游喀拉布勒根鄉(xiāng)16km，距富蘊(yùn)縣城117km，本工程是以灌溉為主，結(jié)合發(fā)電的水利樞紐工程。在長期的使用下，壩體出現(xiàn)了一些低密度區(qū)，再加上壩體的碾壓夯實(shí)的均勻性差，對(duì)水庫運(yùn)行的安全性造成了影響。為了保證壩體質(zhì)量達(dá)到使用需求，決定對(duì)大壩進(jìn)行加寬、加厚。

2 工程地質(zhì)情況

（1）區(qū)域地質(zhì)。該區(qū)地貌為剝蝕構(gòu)造，低山地形，海拔760m～880m，河谷寬約200m，局部寬達(dá)500m，局部發(fā)育于I級(jí)、II級(jí)階地，III級(jí)階地發(fā)育比高為5m-6m、10m-14m、90m。

（2）峽口電站工程地質(zhì)條件。出露地層為中泥盆統(tǒng)托讓格庫都克二亞細(xì)（D2T）巖性為凝灰?guī)r、輝石、安山巖、玢巖、少量的玄武玢巖等。第三系（上新統(tǒng)昌河組）（N2DJ）主要為紫紅、粉紅砂巖、礫巖、泥巖互相相交沉積（互層）。第四系全新統(tǒng)沖積層主要分布在河床上，厚2.80m-5.30m。

（3）勻地質(zhì)構(gòu)造。區(qū)內(nèi)主要受烏倫古河大斷裂的影響，節(jié)理裂隙發(fā)育，表層巖石破碎較嚴(yán)重，全強(qiáng)風(fēng)化厚度5m-6m，在壩上游600m處有規(guī)模較小的斷層，破碎最寬可達(dá)20m，其產(chǎn)狀為314°/SW（60°），為壓紐性斷層，因河床陡直，卸荷裂隙發(fā)育存在局部的不穩(wěn)定性。廠房位于沖溝的出口處，覆蓋層淺僅為4m-5m，覆蓋層主要系第四系的沖洪積、坡積混雜堆積，碎石土層夾碎石層，基巖系泥盆系數(shù)的凝灰?guī)r，致密堅(jiān)硬。廠房地段未發(fā)現(xiàn)斷裂穿過，亦無其它大的非連續(xù)結(jié)構(gòu)面，工程地質(zhì)條件良好。

3 大壩的問題所在

（1）由于大壩已經(jīng)建成很長時(shí)間、多年沒有被修整過、常年受到雨水的侵蝕，極大的損壞了坡面排水溝，各種類型的沖溝分布在表面。此外兩側(cè)的陡崖上有坍塌的情況，兩座大小不同的山坡也由此形成，極大的損壞了背水坡面的穩(wěn)定性，壩體原本的坡面整齊規(guī)則被破壞，原本排水比較流暢的地貌也不見了。

（2）由于大壩的性質(zhì)是土質(zhì)的，當(dāng)時(shí)構(gòu)筑的時(shí)候出現(xiàn)土質(zhì)不均勻的情況，進(jìn)行施工時(shí)機(jī)械設(shè)備的條件又不能滿足實(shí)際需求，所以壩體的空隙比值相對(duì)較大，導(dǎo)致壩體的干密度較低，滲透穩(wěn)定性較差。

（3）由于風(fēng)浪經(jīng)常侵蝕上游壩坡及水庫岸坡，再加上長時(shí)間的使用水庫內(nèi)的鉛絲籠、混凝土板等，很多東西原本的功能已經(jīng)喪失了。

（4）在重力墩和大壩右壩肩拱端結(jié)合位置7.5m左右的位置出現(xiàn)了一個(gè)貫穿壩體上游和下游的裂縫，裂縫的寬度為0.18cm。裂縫主要是因?yàn)闅夂蛞蛩卦斐傻?，并沒有伸入到下部的重力墩中，重力墩和裂縫周圍的壩體沒有出現(xiàn)異常情況。所以，裂縫并不是因?yàn)榈鼗l(fā)生變形造成的，如圖1所示。

圖1 貫穿性裂縫示意圖

4 大壩加寬培厚施工方案的研究

影響工程施工方式的因素很多，如工程施工成本、工期、現(xiàn)場(chǎng)地形等，這些因素決定了工程施工大多以大型機(jī)械為主，少量人工進(jìn)行輔助。

（1）工程的作用有很多種，如提供建設(shè)施工臨時(shí)用的道路、將水庫內(nèi)雜草和腐殖土清理干凈、運(yùn)輸土料、測(cè)量放線、壓實(shí)施工、施工監(jiān)測(cè)、修整坡面、清理施工現(xiàn)場(chǎng)等。因?yàn)榈匦苇h(huán)境及氣候條件等因素會(huì)在很大程度上影響施工過程，上述的工作是無法使用人力或者小型機(jī)械無法完成的，不能保證工程的順利竣工。

（2）施工放線、土料運(yùn)輸、壓實(shí)、監(jiān)測(cè)是工程的重點(diǎn)項(xiàng)目。如果工程全部利用耕地作為土料，那么花費(fèi)的成本就會(huì)很大，因此要重新選擇土源。由于大壩東側(cè)的坡地是工程要開挖的溢洪道，根據(jù)實(shí)際的勘測(cè)可知，這塊區(qū)域地下6m是一般性的素土，但是開挖溢洪道需要取出土方的量是2萬m3，因此，將大壩加固的土源選擇為開挖溢洪道取出的土方，如此土方的問題就得到了妥善的解決。

（3）坡比放線和樁位放線是工程測(cè)量放線的關(guān)鍵。開展壓實(shí)工作前，需要把土料攤平再進(jìn)行人工修整，保證均勻的鋪設(shè)料層，合理搭配新舊土層，再檢測(cè)土層的厚度，最后進(jìn)行壓實(shí)工作。

（4）專業(yè)人員檢測(cè)施工現(xiàn)場(chǎng)的水量及干容量，只有測(cè)定的結(jié)果合格才能進(jìn)行下一步工作，如果檢測(cè)結(jié)果不合格要檢測(cè)原因并采取措施進(jìn)行處理。

（5）用人工整修坡面，同時(shí)輔之以機(jī)械，坡面的放線工作一定要做好，為了保證坡比和坡面的平順度需要做成網(wǎng)格線的形式。

（6）對(duì)于壩體右側(cè)壩肩出現(xiàn)的貫穿性裂縫以及出現(xiàn)的滲水情況，要使用補(bǔ)強(qiáng)灌漿的方式來對(duì)壩體進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)。使用反壓灌漿的方式處理壩下游面的滲水點(diǎn)。使用P.O42.5的水泥作為灌漿材料。采用現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)的方式確定漿液的濃度。

5 施工流程和技術(shù)

通過分析壩體存在的問題，施工的流程可分為以下：鋪設(shè)臨時(shí)道路、處理土料、測(cè)量放線、清理坡面、壓實(shí)土層工作。

5.1 鋪設(shè)臨時(shí)道路

結(jié)合水庫的具體實(shí)際地形和大壩的土料選擇情況，鋪設(shè)臨時(shí)道路時(shí)，大壩右肩外一料場(chǎng)可以作為主結(jié)合部分選擇的土料，大壩右肩是下壩臨時(shí)主道路，料場(chǎng)與主道鏈接，不僅縮短了運(yùn)土的距離，還可以充分利用大壩右肩土崖高差較低的優(yōu)勢(shì)，地形呈臺(tái)階狀，進(jìn)行道路修建時(shí)土方的挖運(yùn)量少，控制坡比和路面的寬度較容易。根據(jù)施工機(jī)械的動(dòng)力和外形尺寸，控制坡比的度數(shù)為小于豎直角30°，路面的寬度大于3.5m。施工現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)輸機(jī)械的路線確定為625平臺(tái)以下坡面進(jìn)行運(yùn)土，修建道路要用下壩主道和壩后，取土可以從料場(chǎng)和溢洪道下段進(jìn)行；在625平臺(tái)以上到662坡面范圍內(nèi)，料源主要是大壩右肩料場(chǎng)和溢洪道上段提供的，載重車經(jīng)過料場(chǎng)從西向東給現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)料，但是主要是沿壩軸線方向進(jìn)行。上述布置從工程施工費(fèi)用和運(yùn)輸安全的角度分析，以上操作是可行的。

5.2 處理土料工作

將土料中夾雜的石塊、樹枝和腐殖土清理干凈,確保土料的含水量、顆粒級(jí)配等與設(shè)計(jì)要求相匹配，土料的含水量必須在上壩前進(jìn)行測(cè)定。如果土料的含水量過大，等天氣好的時(shí)候用攤料、機(jī)械翻料等方法晾曬；如果碰到雨雪天氣，要覆蓋好拌好的土料，盡量使土料的含水量與設(shè)計(jì)要求保持一致。

5.3 測(cè)量放線工作

高程及限位控制樁必須設(shè)置好，這些位置的選擇必須保證能夠長久保存，機(jī)械設(shè)備碰不到，方便引測(cè)。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況設(shè)置水準(zhǔn)點(diǎn)，應(yīng)該選擇背水坡坡腳沿坡面每垂直高約4m的地方。為了準(zhǔn)確的將高程引測(cè)到現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)水準(zhǔn)點(diǎn)，采用閉合法，但是由于施工現(xiàn)場(chǎng)的情況比較多變，必須事先將坡比樁設(shè)置在填土區(qū)左右側(cè)。為了保證坡比線不被施工土料掩埋，與設(shè)計(jì)高程相比，需要將坡比樁上的高程統(tǒng)一抬高50cm，這樣也有利于檢查校核坡比線。進(jìn)行具體施工工作時(shí)，需要拴四排坡比線，但是需要遵守從右向左的順序，坡比線上最少要掛兩排呈網(wǎng)格狀的水平線，填土坡比及高程可以得到很好的控制。625平臺(tái)和662平臺(tái)內(nèi)外邊線的設(shè)置，需要選擇坡面左右側(cè)地勢(shì)較高、通視的地方，同時(shí)將平臺(tái)高程引測(cè)到邊線樁上，施工時(shí)機(jī)械受其他因素的影響被大大減少。

5.4 清理坡面

清理壩體原來坡面的雜草、樹枝及腐殖土。利用機(jī)械進(jìn)行處理，處理的厚度是40cm左右，處理的地方要達(dá)到原坡面堅(jiān)實(shí)的土層上，用機(jī)械刨毛被清理后的土面，使新填的土與原來的坡面更加緊密的銜接，用機(jī)器運(yùn)走清理完的全部土料。

5.5 土層壓實(shí)工作

將土鋪設(shè)在大壩反濾體砂石面上，鋪土的厚度要小于40cm。遵照相關(guān)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，利用木樁厚度線（必須是事先測(cè)定好的）把它打成網(wǎng)格，再修正其厚度。碾壓工作是用15T的壓路機(jī)進(jìn)行，對(duì)樹枝和雜質(zhì)的碾壓需要從里向外進(jìn)行，夯實(shí)死角地方，然后化驗(yàn)員進(jìn)行取樣測(cè)定干容重，符號(hào)要求后才能進(jìn)行下一步工作。進(jìn)行新土料鋪上之前，采用刨毛的方法，用裝載機(jī)處理層層之間的粘結(jié)。開展壓實(shí)工作中，檢察員需要檢查坡比，在結(jié)束壓實(shí)3層的工作后掛線檢查。如果有跑線情況的出現(xiàn)，誤差的糾正需要機(jī)械和人力協(xié)助完成。在施工過程中需要科學(xué)的組織管理，施工人員的責(zé)任心需要被強(qiáng)化，及時(shí)采取各種措施處理異常情況，盡最大努力將施工的進(jìn)度提高到最快，實(shí)現(xiàn)最大的經(jīng)濟(jì)效益。

6 結(jié)論

峽口水庫工程壩體加寬加厚主要使用大型機(jī)械設(shè)備來進(jìn)行施工，同時(shí)安排工作人員進(jìn)行輔助施工。通過使用大型機(jī)械設(shè)備來機(jī)械施工，有效提高了施工進(jìn)度，使工程質(zhì)量達(dá)到設(shè)計(jì)要求。通過合理的對(duì)土料進(jìn)行調(diào)配，對(duì)工期進(jìn)行周密的安排，使施工效率顯著提升，降低了工程的施工成本，具有一定的借鑒參考價(jià)值?！?/p>

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