寧鄉(xiāng)市八家灣水庫粘土均質(zhì)壩壩體填筑工藝

康華英

湖南水利水電第一工程有限公司，湖南長沙 410000

1 工程概況

寧鄉(xiāng)縣八家灣水庫工程施工項(xiàng)目的建設(shè)地點(diǎn)是寧鄉(xiāng)縣城郊鄉(xiāng)金星村和菁華鋪鄉(xiāng)八家灣交接處，并且該工程計(jì)劃開工日期是2015年9月1日，完工日期是2017年5月31日，共歷時(shí)21個(gè)月。該壩的壩體分為主壩和副壩，其中主壩采用均質(zhì)土壩，壩頂高程94.60m，寬10m，采用C25砼硬化處理；大壩最大壩高32.60m，壩軸線長530.88m，壩頂上游側(cè)設(shè)置1.12m高的大理石欄桿；對副壩來說，其也是采用的均質(zhì)土壩，壩頂高程為94.60m，壩頂寬10m，采用C25砼硬化處理，壩頂靠上游側(cè)設(shè)置1.12m高的大理石欄桿，最大壩高11.94m，壩軸線長148.48m。該工程采用的施工及驗(yàn)收規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)如表1所示。

表1 寧鄉(xiāng)市八家灣水庫粘土均質(zhì)壩工程采用的施工及驗(yàn)收規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)

2 均質(zhì)土壩填筑

2.1 均質(zhì)土壩填筑的概述

對于寧鄉(xiāng)市八家灣水庫粘土均質(zhì)壩工程來說，其主壩采用均質(zhì)土壩，壩頂高程94.60m，寬10m，采用C25砼硬化處理；大壩最大壩高32.60m，壩軸線長530.88m，壩頂上游側(cè)設(shè)置1.12m高的大理石欄桿；其副壩采用均質(zhì)土壩，壩頂高程為94.60m，壩頂寬10m，采用C25砼硬化處理，壩頂靠上游側(cè)設(shè)置1.12m高的大理石欄桿，最大壩高11.94m，壩軸線長148.48m。

2.2 均質(zhì)土壩填筑的施工準(zhǔn)備

在對均質(zhì)土壩填筑的施工進(jìn)行準(zhǔn)備的過程中，主要涉及到以下內(nèi)容：對有關(guān)協(xié)議與設(shè)計(jì)文件的詳細(xì)要求加以深層次的了解且編制施工部署有關(guān)的規(guī)則章程；抓好項(xiàng)目建設(shè)過程中各種技術(shù)的準(zhǔn)備工作，另外，在抓好“四通一平”臨建項(xiàng)目的同時(shí)做好項(xiàng)目中各類設(shè)施和器材的有關(guān)準(zhǔn)備工作；做好工程中的給排水項(xiàng)目；對項(xiàng)目中的測量放樣工作加以檢驗(yàn)而且呈現(xiàn)為達(dá)標(biāo)狀態(tài)，對重點(diǎn)觀測點(diǎn)在埋設(shè)穩(wěn)固的壩身、基石、標(biāo)架工作已全部完工而且已依照有關(guān)要求留出下沉空間；現(xiàn)場檢查土料場時(shí)，應(yīng)當(dāng)注重的是貯量應(yīng)當(dāng)為需用量的150%～250%；作業(yè)現(xiàn)場的體質(zhì)和水分占比在設(shè)計(jì)規(guī)定的范疇以內(nèi)；有關(guān)作業(yè)機(jī)器和試驗(yàn)設(shè)施已準(zhǔn)備妥當(dāng)；提前進(jìn)行了防滲體土料壓實(shí)試驗(yàn)，有關(guān)的基礎(chǔ)清潔工作已全部做完而且通過了檢驗(yàn)。

2.3 均質(zhì)土壩填筑的施工操作要求

寧鄉(xiāng)市八家灣水庫粘土均質(zhì)壩的填筑施工的操作要求主要可以從以下這些部分進(jìn)行相關(guān)分析，包括相關(guān)施工操作要求、相關(guān)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)以及相關(guān)注意事項(xiàng)三大部分，其中，相關(guān)施工操作要求又涉及到開挖土料的工藝、防滲體土料的鋪筑、碾壓、試驗(yàn)土料碾壓后的干容量、做好雨季的填筑工作以及做好冬季的負(fù)溫填筑工作等方面。

2.3.1 相關(guān)施工操作要求

2.3.1.1 開挖土料的工藝

在開挖料場之前應(yīng)該對開挖的范圍進(jìn)行劃定，并且將一切會對施工產(chǎn)生妨礙作用的障礙物如樹根以及亂石等物品進(jìn)行完全的清除工作，此外，還應(yīng)該對開挖現(xiàn)場做好排水溝將場內(nèi)的積水進(jìn)行完全的排除工作。土料的開挖方法一般分為立面開挖以及平面開挖兩種，這兩種開挖土料方式的選擇主要有兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，一個(gè)是土料的天然含水量的高低，當(dāng)土料的天然含水量接近于施工控制的最低值時(shí)，可以考慮選擇立面開挖的方式進(jìn)行土料的開挖工作，而當(dāng)土料的含水量比較大的時(shí)候，則應(yīng)該采用平面開挖的方式進(jìn)行土料的開挖工作。另一個(gè)選擇開挖土料方式的標(biāo)準(zhǔn)指的則是層狀土料的狀態(tài)，當(dāng)層狀土料有需要剔除的不合格料層時(shí)，可以選用平面開挖的方式進(jìn)行涂料的開挖，而在層狀土料允許摻混的情況下，則可以考慮用立面開挖的方式。此外，在一般情況下的冬季，一般土料的開挖工作都會選擇采用立面開挖的方式。同時(shí)，值得相關(guān)工作人員注意的是，取土坑壁應(yīng)該足夠穩(wěn)定，在采用立面開挖的時(shí)候嚴(yán)禁進(jìn)行掏底施工。

2.3.1.2 防滲體土料的鋪筑

對于防滲體土料的鋪筑工作，一般情況下稱之為鋪料。在鋪筑防滲體土料的過程中相關(guān)的鋪筑工作人員應(yīng)該注意要平行堤軸線依次進(jìn)行，分段施工和長度均應(yīng)當(dāng)大于100m，而對于人工施工而言則應(yīng)當(dāng)大于50m。為了使有關(guān)的流水施工更為順暢，施工面通常而言可分成3段，其一是檢驗(yàn)段；其二是碾壓段；其三是鋪土段。另外，還應(yīng)當(dāng)逐層進(jìn)行鋪土和壓實(shí)，取樣檢測工作應(yīng)當(dāng)安排專門人員負(fù)責(zé)，防止產(chǎn)生界溝。對于施工段相鄰的施工面而言，兩者的上升應(yīng)當(dāng)是均等的，若產(chǎn)生了很大的差異，可選用1：3～1：5的斜坡對有關(guān)的施工面加以銜接。對于卸土而言最恰當(dāng)?shù)姆绞绞沁M(jìn)占法，使用人力或者推土等方法鋪到指定地點(diǎn)，應(yīng)當(dāng)避免把砂礫料和粘性土料混合或者其他粘性土料和透水料混合問題的產(chǎn)生。在防滲體土料攤鋪時(shí)，攤鋪厚度與土塊直徑大小見表2。另外，當(dāng)防滲體土料攤鋪到邊坡時(shí)，應(yīng)當(dāng)在設(shè)計(jì)邊線的外端各多鎮(zhèn)一些部分，如運(yùn)用人力的攤鋪方法，余量應(yīng)該為10cm，而如果采用的是機(jī)械鋪料的方式，那么余量則應(yīng)該為30cm。在鋪筑防滲體土料的過程中，應(yīng)該采取一定的措施在實(shí)際的施工過程中注意控制好鋪土的厚度，這些措施包括以下幾個(gè)方面，如在鋪料時(shí)保持填土面的平整性，讓填土面的平整性在要求的范圍內(nèi)，算方上料，此外，還可以讓相關(guān)的工作人員對鋪料的厚度進(jìn)行及時(shí)而準(zhǔn)確的檢測。在實(shí)際的操作過程中，對于土料厚度的允許誤差一般是控制在0～5cm范圍內(nèi)才行，只有這樣才能夠保證鋪筑出來的防滲體土料厚度是均勻而平整的。

表2 鋪土厚度和土塊直徑限制盡寸表（cm）

2.3.1.3 碾壓

在對攤鋪完成的土料進(jìn)行壓實(shí)時(shí)，有關(guān)的壓實(shí)機(jī)器應(yīng)當(dāng)順著與堤軸線平行的方向碾壓。假如在碾壓的過程中，運(yùn)用分段分片的方法，那么臨近施工面的碾壓連接寬度，平行提軸線的方向應(yīng)當(dāng)確保大于0.5m，而和堤線垂直的方向不應(yīng)當(dāng)少于3cm。另外，若碾壓機(jī)器是運(yùn)用進(jìn)退錯距的方式開展有關(guān)的碾壓工作，那么碾壓銜接的寬度應(yīng)當(dāng)大于10cm。若讓鏟運(yùn)機(jī)同時(shí)作為碾壓機(jī)器的話，則應(yīng)當(dāng)運(yùn)用輪跡排壓的方式實(shí)施碾壓，而且輪跡搭壓輪寬的1/3。而對于機(jī)器無法碾壓之處，應(yīng)當(dāng)按照要求進(jìn)行夯實(shí)，該過程中運(yùn)用的工具大致有兩種，一種是木夯機(jī)，一種是蛙式打夯機(jī)，另外，在夯實(shí)過程中能夠運(yùn)用的方式是連接環(huán)套打法，夯跡雙向套壓，夯壓夯1/3，行壓同樣是1/3，而如果分段分片進(jìn)行夯實(shí)，夯跡連接的寬度應(yīng)當(dāng)比夯徑的1/3大。在碾壓土料和檢測過程中應(yīng)當(dāng)注重的是要持續(xù)施工，松土必須當(dāng)天全部碾壓完畢。同時(shí)，值得注意的是，在用平碾碾壓土料后，對上層土鋪料之前，為了能夠讓上下二層土料更好的進(jìn)行連接，應(yīng)該用推土機(jī)再碾壓一遍。為了能夠達(dá)到設(shè)計(jì)的干容量可以通過對土料含水量方面的控制，鋪土厚度方面的控制以及對于碾壓遍數(shù)的控制等操作來實(shí)現(xiàn)。如果土料的含水量比較小，那么可以考慮進(jìn)行對土料適當(dāng)?shù)臑⑺约胺璧炔僮?，而如果土料的含水量較大的話，則應(yīng)該在料場開好排水溝，并且應(yīng)該在對場進(jìn)行翻曬后再進(jìn)行碾壓操作，避免在現(xiàn)場出現(xiàn)彈簧土現(xiàn)象。如果在碾壓現(xiàn)場一旦出現(xiàn)填土出現(xiàn)剪力破壞的情況，那么就必須進(jìn)行徹底的返工處理，所以為了能夠有效地避免這種情況的發(fā)生，則可以考慮采用進(jìn)占法卸料以及減少載重車輛在壩面上行駛的距離等方法。

2.3.1.4 試驗(yàn)土料碾壓后的干容量

在每層的土料進(jìn)行碾壓操作之后都需要測定其干容量，只有土料的干容量達(dá)到相關(guān)的設(shè)計(jì)要求后，才可以進(jìn)行下一步的操作即對土料的上層進(jìn)行鋪土操作。

關(guān)于土料壓實(shí)后的干容量能夠運(yùn)用環(huán)刀法來測量，關(guān)于環(huán)刀的內(nèi)部直徑，在埋堤防項(xiàng)目中應(yīng)當(dāng)大于70mm，而在水庫項(xiàng)目中，應(yīng)當(dāng)大于100mm。關(guān)于每一層取樣的具體數(shù)量，應(yīng)當(dāng)管控在每100到150m3的范疇內(nèi)取一個(gè)樣，而十分窄長的堤防加固應(yīng)當(dāng)每20～30m的范圍取一個(gè)樣，另外，還應(yīng)當(dāng)確保均衡分布樣品的地點(diǎn)，取樣的數(shù)量應(yīng)當(dāng)為3個(gè)，具體應(yīng)當(dāng)在層厚的下端1/3的地方取樣。在對環(huán)刀取樣檢驗(yàn)不達(dá)標(biāo)的地方應(yīng)當(dāng)二次壓實(shí)亦或進(jìn)行特殊處理，之后再次進(jìn)行檢驗(yàn)，一直到檢驗(yàn)達(dá)標(biāo)才能夠進(jìn)行下面的施工。

2.3.1.5 做好雨季的填筑工作

在填筑面是心形墻以及斜體的墻時(shí)，應(yīng)該讓其稍微向上游傾斜，對于均質(zhì)壩來說則可中闡凸起向上下游傾斜，這樣的做法是為了能夠讓雨水更容易排匯。同時(shí)，應(yīng)該注意要做好對下雨情況的預(yù)報(bào)工作，在下雨之前，用載重汽車以及平碾等對層松土進(jìn)行快速的壓實(shí)，并且應(yīng)該對填筑面的平整度加以注意，避免積水現(xiàn)象的發(fā)生。此外，還應(yīng)該做好對壩面的保護(hù)工作，在正在下雨或者是下雨后的情況下，應(yīng)該禁止車輛在壩面的通行，避免對壩面的踐踏，同時(shí)，在雨后應(yīng)該對壩面進(jìn)行晾曬或者處理合格后才能復(fù)工。對于狹窄的場面可以通過覆蓋塑料布進(jìn)行防雨工作。在下雨之前，還可以讓大型機(jī)械開出防滲體填筑面。最后還應(yīng)該做好坡面的保護(hù)工作，避免坡面被雨水破壞。

2.3.1.6 做好冬季的負(fù)溫填筑工作

在冬天氣溫較低的狀況下作業(yè)時(shí)應(yīng)當(dāng)選擇處于常溫狀況下的土料，另外土料的裝卸、攤鋪、壓實(shí)、取樣等均應(yīng)當(dāng)迅速連貫的完成，在碾壓土料的時(shí)候空氣溫度應(yīng)當(dāng)高于-1℃。當(dāng)天最低溫度在-10℃以下或者氣溫低于0℃并且風(fēng)速高于10m/s的時(shí)候應(yīng)當(dāng)暫停作業(yè)。在負(fù)溫狀況下作業(yè)時(shí)，粘性土的水分占比應(yīng)當(dāng)不高于極限的90%，砂礫料的水分占比應(yīng)當(dāng)?shù)陀?%。在冬天進(jìn)行填筑施工時(shí)應(yīng)當(dāng)降低土鋪的厚度亦或增大碾壓功能，一般狀況下會運(yùn)用重型的壓實(shí)機(jī)器。另外，應(yīng)當(dāng)確保在作業(yè)以前把填筑面的冰雪進(jìn)行徹底清除，禁止填筑物質(zhì)中混雜冰雪。

3 結(jié)語

對工程概況加以了解的基礎(chǔ)上，對均質(zhì)壩施工過程中的均質(zhì)土壩填筑工藝的各個(gè)方面進(jìn)行深入的探后我們可以知道對于粘土均質(zhì)壩的填筑施工的操作要求主要可以從以下這些部分進(jìn)行相關(guān)分析，包括相關(guān)施工操作要求、相關(guān)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)以及相關(guān)注意事項(xiàng)三大部分，其中，相關(guān)施工操作要求又涉及到開挖土料的工藝、防滲體土料的鋪筑、碾壓、試驗(yàn)土料碾壓后的干容量、做好雨季的填筑工作以及做好冬季的負(fù)溫填筑工作等方面。同時(shí)還應(yīng)該嚴(yán)格按照相關(guān)的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行填筑工作，此外還應(yīng)該對相關(guān)注意事項(xiàng)加以關(guān)注。嚴(yán)格控制施工過程中的每道關(guān)鍵工序才能夠使得均質(zhì)土壩的施工得以順利實(shí)施。