廣東大埔縣山豐水庫工程大壩土方填筑施工分析

唐俊標

（廣東省科源工程監(jiān)理咨詢公司，廣東 廣州 510635）

大埔縣位于廣東省東北部，屬韓江中上游，是廣東省東北部通往福建等地的主要陸路交通口岸，是大埔縣的政治、經(jīng)濟、文化和交通中心。山豐水庫位于大埔縣縣城西部湖寮鎮(zhèn)山豐村，是山豐村的主要水利樞紐，本文圍繞封山水庫工程大壩土方填筑施工展開分析。

1 工程概況

山豐水庫位于大埔縣縣城西部湖寮鎮(zhèn)山豐村，梅潭河二級支流山豐水河段，距離縣城10 km，屬于韓江流域。山豐水庫工程總庫容297.14 萬m3，是以灌溉為主，兼顧城鎮(zhèn)應急供水、防洪和發(fā)電等綜合利用的小(1)型水庫，等別為Ⅳ等。設(shè)計灌溉面積1660 畝。正常蓄水位215.0 m，正常蓄水位對應庫容235.14萬m3，死水位188.2 m，死庫容為7.72 萬m3。

山豐水庫為均質(zhì)土壩，最大壩高42.4 m，壩頂寬6.0 m，壩頂長188 m，壩頂高程220.0 m，大壩填筑利用料場土源。

2 施工條件

2.1 氣象條件

山豐水庫所在地區(qū)大埔縣屬亞熱帶季風氣候。該地區(qū)受熱帶季風和北方冷空氣的影響，降雨具有雨日少、雨量多、強度大的特點。據(jù)三河壩站和百侯站記錄，多年平均降雨量1468.0 mm，最大降雨量2343.7 mm(1983 年百侯站記錄)，最小降雨量832.5 mm (2009 年百侯站記錄)，最大24 小時降雨為1970 年9 月14 日，為234 mm(百侯站記錄)。本流域年內(nèi)分配極不均勻，4 月～9 月為雨季，降雨量約占全年降雨量的76%，其中5 月～6 月降雨量占全年降雨量30%，10 月至翌年3 月為旱季，降雨量約占全年降雨量的24%。由于年內(nèi)降雨分配不均，加之強度大，主汛期雨量集中，極易造成洪澇災害。

2.2 水文條件

山豐水庫位于梅潭河二級支流山豐水河段，屬于韓江流域，壩址以上集雨面積6.41 km2，多年平均徑流量為463.9 萬m3。不同時段洪水成果見表1。

表1 施工期不同時段洪峰流量成果表 單位：m3/s

2.3 工程地質(zhì)

壩址處地層由上至下劃分為第四系沖洪積層(Qal+pl)、第四系坡積土(Qdl)、燕山三期(γ52(3))花崗巖?；◢弾r按其風化程度分為全風化花崗巖、強風化花崗巖和弱風化花崗巖。

溢洪道地層巖性為花崗巖，自上而下為坡積土層，全風化層、強風化層，弱風化層。

3 土壩填筑施工重難點分析及應對措施

3.1 重難點分析

雨季土料含水量控制是施工的重點與難點，土料的含水量與所處環(huán)境有關(guān)且直接受雨季影響，如何控制土料含水量，如何加快雨后復工，將直接關(guān)系到整個大壩施工質(zhì)量與進度。

3.2 解決方案及應對措施

3.2.1 土料含水量調(diào)控措施

復勘主要針對含水量、級配等施工質(zhì)量控制因素，結(jié)合開采條件進行分區(qū)規(guī)劃。高塑性土備料場四周開挖截水溝，將地表徑流、地下水截斷、引流。礫石土料場在枯水季節(jié)采取深挖排水溝，翻曬、堆土牛的方式保存合格土料。高塑性土在備料時對高含水量土料翻曬、低含水量加水處理合格后堆存。需要增加含水量時采用溝渠灌水法調(diào)整，補水量較小時采用填筑面灑水。在料場開采過程派專人測定含水率，并指導料場含水量調(diào)控。必要時土料長距離運輸采取遮陽、避風和防雨措施[1]。

3.2.2 雨季施工料場措施

雨季覆蓋邊開采、邊剝離，利用表層覆蓋減小降水對土料含水量影響。利用晴天對含水量稍大的土料翻曬，堆土保持合格土料，晴天上壩前先剝離表層受雨水影響的不合格料。選擇集雨條件差、受降雨影響小，運輸設(shè)備便于進出的部位開采?？菟竟?jié)密布、深溝有效降低土料含水量部位受雨季影響小，可用于雨季施工[2]。加強高塑性粘土管理，及時清理料場四周排水溝，對合格土料表面覆蓋。

3.2.3 雨季壩面施工措施

采用快速施工，流水作業(yè)段劃分減小面積、搭接緊密縮小循環(huán)時間。土料鋪筑為拱形，中部高、上下游稍低，有利于排水。停工前土料表面壓成光面、形成上下游方向坡度有利排水，對表面覆蓋。復工后，先清理土料表面積水，對浸泡土料進行挖除，驗收后填筑下層土料。

4 土壩填筑施工

4.1 基面處理及填筑層面處理

防滲墻施工完成后進行土壩基礎(chǔ)開挖。開挖面需開挖至設(shè)計開挖高程，將樹木、草皮、樹根、亂石、不合格土、雜物以及各種建筑物等全部清除，壩基范圍內(nèi)的坑、槽、溝等按壩身填筑要求進行回填處理，并將開挖基面的表層松土用壓路機壓實[3]。壩基開挖、清除的棄土、雜物、廢渣均運到指定地點堆放。然后進行四方聯(lián)測和隱蔽工程驗收。

基面采用推土機刨毛。如果已填筑好的土體表層較干燥時，用灑水車進行灑水濕潤，灑水時注意控制灑水量，以免過濕。

4.2 土方填筑

4.2.1 土料填筑各工序施工方法

考慮到施工實際情況及進度要求，土壩填筑分段進行填筑。施工中相鄰各施工段形成流水作業(yè)，均衡上升。如有接縫時，以1∶3～1∶5 的坡度斜坡面相接。填筑施工工序見圖1，合理安排，確保各工序流水作業(yè)。

圖1 填筑施工工序圖

4.2.2 卸料鋪土

用自卸汽車將土料運至填筑現(xiàn)場，沿壩軸線方向采用進占法卸料，土料用推土機攤鋪，每層攤鋪厚度不大于現(xiàn)場碾壓試驗確定的鋪土厚度，鋪填寬度應超出設(shè)計線0.5 m～0.8 m，以利于對設(shè)計邊坡的夯實和修整。

4.2.3 土料含水量檢測

土料鋪填過程中要對土料的含水量進行檢測，當土料含水量小于允許含水量范圍下限時，采取在土料表面灑水的方法提高土料含水量；當土料含水量高于含水量允許范圍上限時，用挖土機對其翻曬以降低土料含水量。

4.2.4 碾壓密實

土料攤鋪完成以及土料含水量在允許范圍內(nèi)時，采用振動壓路機進行碾壓密實，壓路機的碾壓方向為順壩軸線方向（不得垂直于壩軸線碾壓），并控制壓路機的行駛速度不超過4 km/h，分段碾壓時，相鄰兩段交接帶碾跡應彼此搭接，順碾壓方向搭接帶寬度應為1 m～1.5 m，垂直碾壓方向搭接帶長度應不小于0.3 m～0.5 m，防止漏壓。

對邊角部位等填筑斷面邊不能用壓路機碾壓的地方，用2.8 kW 立式打夯機進行人工夯實。

4.2.5 取樣試驗

采用環(huán)刀法或挖坑灌水法檢測碾壓土的密實度（密實度要求為符合設(shè)計要求），經(jīng)取樣檢查壓實合格后，方可繼續(xù)鋪土填筑，否則應采取補壓等措施。

4.2.6 修坡

土堤每填筑高3 m 左右，進行坡面修整，先用挖土機按設(shè)計邊坡進行坡面修整，挖土機修坡后預留20 cm 的保護層由人工挖除和坡面平整。

4.2.7 與剛性建筑物相接時的施工要求

在與巖石面接觸面上進行土方填筑時，將其表面的附著雜物清除干凈，并灑水濕潤，而后用1∶3 的濃粘土泥漿在巖石表面上涂刷3 mm～5 mm 厚，刷漿高度與填土高度相同，以利于土體與巖石面的接合。邊角部位的土料由人工配合挖土機鋪填，并在施工過程中避免機械與巖石結(jié)構(gòu)物碰撞。

填土前，巖石表面乳皮、粉塵及其上附著雜物必須清除干凈。在巖石面上填土時，應灑水濕潤，并邊涂刷濃泥漿、邊鋪土、邊夯實，泥漿涂刷高度必須與鋪土厚度一致，并應與下部涂層銜接，嚴禁泥漿干涸后鋪土和壓實。泥漿土與水質(zhì)量比宜為1∶X2.5～1∶X3.0，宜通過試驗確定。填土含水率控制在大于最優(yōu)含水率1%～3%，并用輕型碾壓機械碾壓，適當降低干密度，待厚度在0.5 m～1.0 m 以上時方可用選定的壓實機具和碾壓參數(shù)正常壓實。壓實機具可采用振動夯、蛙夯及小型振動碾等。

5 結(jié)語

壩體填筑應針對壩體施工中的薄弱環(huán)節(jié)按一般規(guī)定與填筑施工方法及工藝執(zhí)行，還應考慮結(jié)合部位的處理。如處理不當，將可能形成滲流通道，引發(fā)防滲體滲透破壞及垮壩。施工過程中，要嚴格按照碾壓式土石壩施工規(guī)范執(zhí)行。廣東大埔縣山豐水庫大壩工程土方填筑分段進行，自卸汽車運輸土料、振動壓路機壓實，確保大壩土方填筑施工的安全順利實施。