出山店水庫壩體填筑規(guī)劃與實(shí)施

劉淑文

（山西水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院，山西 運(yùn)城 044000）

1 引言

出山店水庫是一座以防洪為主、結(jié)合供水、灌溉、兼顧發(fā)電等綜合利用的大型水利樞紐工程，水庫總庫容12.5×108m3，主要建筑物有主壩、南副壩、北副壩、北灌溉洞、南灌溉洞、電站等。主壩型式為混合壩型，全長2.7km，設(shè)三級邊坡。黏土心墻水平頂寬4.0m，心墻上下游邊坡均為1∶0.5，心墻與上游壩殼料之間鋪設(shè)水平寬度為3.0m 的反濾料，心墻下游鋪設(shè)水平寬度為3.0m 的反濾層、水平寬度為2.0m 的排水帶和水平寬度為1.0m 的過渡層。黏土心墻壓實(shí)度99.0%。

2 填料運(yùn)輸?shù)缆芬?guī)劃

垂直壩軸線修建2 條運(yùn)輸?shù)缆愤B接壩址區(qū)與土料場，作為黏土心墻土料的場內(nèi)運(yùn)輸?shù)缆?。在河道?nèi)部分沿河道左岸修建壩殼砂料運(yùn)輸?shù)缆?。另外，在壩址上游及下游緊臨壩址各修筑一條臨時道路，路基采用石渣填筑，滿足上下游車輛交通需求。填筑材料采用在壩坡上修筑“路腿”上壩，路面結(jié)構(gòu)采用0.3～0.4m 厚的砂礫土混合料。路面寬度5.0m，最大縱坡8.0%，最小平面曲線半徑50.0m，路堤邊坡坡比1∶2.0。路腿與壩殼料填筑同時進(jìn)行，分層填筑，分層壓實(shí)，嚴(yán)格控制路腿修筑位置，確保壩殼砂料填筑設(shè)計寬度。

3 壩體填筑施工

根據(jù)DL/T 5129—2013《碾壓式土石壩施工規(guī)范》要求，壩體填筑采用先填反濾料后填土料的平起填筑法施工。根據(jù)優(yōu)化后的壩體填筑方案：壩殼砂料虛鋪厚度為70.0cm，壓實(shí)厚度60.0cm，而黏土心墻、反濾層、碎石排水帶及過渡料的鋪料厚度均按35.0cm 控制，壓實(shí)厚度為30.0cm。據(jù)此，先鋪筑1 層中粗砂反濾層，然后再在2 道中粗砂反濾層之間填筑1 層黏土，同時填筑1 層排水帶、過渡料，各分區(qū)騎縫壓實(shí)。完成2 層反濾料或過渡料，填筑1 層壩殼砂料，同樣騎縫壓實(shí)。具體填筑順序?yàn)椋悍礊V料→黏土心墻→排水帶→過渡料→壩殼砂料。

3.1 黏土心墻填筑

黏土心墻填筑在其上下游反濾料鋪筑完畢后進(jìn)行，填筑完成后采用振動平碾跨縫碾壓，靜壓1 遍、振壓6 遍，下層填筑時將光面刨毛。黏土心墻土料沿壩軸線方向采用“進(jìn)占法”進(jìn)行攤鋪，采用自卸汽車卸料，推土機(jī)平料，鋪土厚度35.0cm。平料過程中，采用水準(zhǔn)儀跟蹤測量，發(fā)現(xiàn)超厚部位立即進(jìn)行處理。布置好壩面臨時施工道路，在心墻邊沿設(shè)置專用“路口”，盡量減少載重車輛在土料壩面的行駛距離。穿越心墻的臨時道路及運(yùn)土臨時“路口”，要經(jīng)常更換位置，不同填筑層交錯布置。 對“路口”超壓及混入壩殼砂石料的土體及時挖除。為防止上下游運(yùn)砂車輛通過心墻時對心墻產(chǎn)生剪力破壞，穿越心墻的臨時道路鋪設(shè)20.0mm 厚鋼板。碾壓時采用20.0 t 凸塊振動碾以不超過4.0km/h 的速度勻速行駛，采用“進(jìn)退錯距法”進(jìn)行碾壓，靜壓1 遍、振壓6 遍。碾壓沿壩軸線方向進(jìn)行。每層壓實(shí)后采用環(huán)刀法取樣檢測現(xiàn)場干密度和含水率，檢驗(yàn)合格后方可繼續(xù)鋪筑土料。分段碾壓碾跡搭接寬度，垂直碾壓方向?yàn)?.3～0.5m，順碾壓方向?yàn)?1.0～1.5m。

3.2 反濾層填筑

反濾料采用含泥量≤5%的級配良好中粗砂，符合設(shè)計顆粒分布曲線要求，進(jìn)場材料按照1 次/（200～400）m3檢測其細(xì)度模數(shù)、含泥量及顆粒分析。反濾料采用20.0 t 自卸汽車運(yùn)至工作面，水平部分采用“進(jìn)占法”自坡腳線向壩軸線進(jìn)行攤鋪，攤鋪厚度70.0cm，推土機(jī)攤鋪平整，20.0 t 振動平碾搭接法碾壓，弱振1 遍+靜壓1 遍；心墻部分沿壩體縱向“后退法”卸料，再用0.6m3液壓挖掘機(jī)配合ZL50 裝載機(jī)攤鋪平整，攤鋪厚度按35.0cm 控制，壓實(shí)采用20.0 t 振動平碾搭接法靜壓2 遍。反濾料與黏土心墻土料齊平碾壓，碾壓采用振動平碾進(jìn)行，靜壓1 遍、振壓6 遍，騎縫碾壓時跨過界面至少0.5m。填筑完成后，會同監(jiān)理灌砂（灌水）法檢測相對密度，檢驗(yàn)合格后進(jìn)行下層填筑。為了保證黏土心墻斷面不被侵占，鋪筑時嚴(yán)格控制反濾層鋪筑邊界，鋪筑完成后人工配合挖掘機(jī)修整邊坡，確保鋪筑邊界不超過黏土心墻邊線。

3.3 碎石排水帶、過渡料填筑

排水帶采用2.0～20.0mm 良好級配的碎石，含泥量不超過5.0%，符合設(shè)計圖紙顆粒分布曲線要求，進(jìn)場材料按照1 次/（200～400）m3檢測其顆粒級配、含泥量；過渡料采用含泥量≤5.0%的級配良好中粗砂，符合設(shè)計顆分曲線要求，進(jìn)場材料按照1 次/（200～400）m3檢測其細(xì)度模數(shù)、含泥量及顆粒分析。

碎石排水帶設(shè)置在壩體內(nèi)下游側(cè)，在水平面反濾層鋪筑完成后，在其上部鋪筑1.0m 厚碎石排水帶。在壩下游水平部分碎石排水帶鋪筑完成后，在其上部鋪筑0.5m 厚過渡料，心墻部分隨其一同上升。水平部分采用“進(jìn)占法”自坡腳線向壩軸線進(jìn)行攤鋪，攤鋪厚度70.0cm，壓實(shí)采用20.0 t 振動平碾搭接法碾壓，弱振2 遍+靜壓1 遍。心墻部分由于排水帶和過渡料寬度均較小，為了保證斷面尺寸，鋪筑前先將填料就近、集中堆存在已填好的壩殼砂料或過渡料上，然后用反鏟挖掘機(jī)或裝載機(jī)裝料鋪填至設(shè)計位置，混合、污染填料作為棄料清除。心墻部分虛鋪厚度按35.0cm 控制，采用20.0 t 光輪振動壓路機(jī)搭接法靜壓2 遍，超出設(shè)計邊線部分用人工配合挖掘機(jī)進(jìn)行清邊。填筑完成后，用灌砂（灌水）法檢測相對密度，檢驗(yàn)合格后進(jìn)行下層填筑。

3.4 壩殼料填筑

壩殼料擬取自3#～7#砂料場含泥量≤8.0%，上壩材料按照1 次/（5 000～10 000）m3檢測其顆粒級配、含泥量。壩殼填筑作業(yè)包括鋪料、碾壓、取樣檢查3 道主要工序，壩殼砂料自料場用采砂船開采就近控水后，ZL50 裝載機(jī)裝20.0 t 自卸汽車運(yùn)到工作面采用“進(jìn)占法”卸料，推土機(jī)平料。平料時，虛鋪厚度按70.0cm 控制，保護(hù)層按超出設(shè)計邊線1m 控制。壩殼料采用振動平碾圈轉(zhuǎn)套壓作業(yè)，搭接寬度不小于15.0cm，弱振2 遍、靜壓1 遍。上壩后的壩殼砂礫料如含水率過低則采用在壩面灑水的方式進(jìn)行加水。內(nèi)側(cè)壩殼料的填筑始終與黏土心墻同步上升。壩殼體粗削坡以主壩設(shè)計平臺分界，分2～3 層進(jìn)行。采用反鏟挖掘機(jī)削坡，預(yù)留20.0cm 左右。精細(xì)削坡在填筑墊層之前，由人工自上而下削除，該部分削坡料用裝載機(jī)集中挖裝，自卸汽車運(yùn)輸上壩。

4 技術(shù)控制措施

4.1 填筑技術(shù)控制措施

壩殼分期、分段填筑時，黏土心墻設(shè)置1∶3 橫向接坡，后期填筑時，隨壩體填筑上升，接縫陸續(xù)削坡至合格面進(jìn)行回填，接坡位置采用垂直壩軸線方向碾壓，局部碾壓不到的邊角部分人工補(bǔ)夯。分層填筑時，填料采用“留臺法”進(jìn)行處理，先期鋪料時，每上升一層填筑料，每層預(yù)留1.0～1.5m 的平臺，隨著填筑層的上升，形成臺階狀，平均坡度為1∶3。

后續(xù)回填時采用反鏟對相應(yīng)填筑層的臺階松散料挖除及修整，待該層鋪料碾壓時，騎縫碾壓。填筑時，在基面起伏不平時，按水平分層由低處開始逐層填筑，不能機(jī)械作業(yè)的較小面積用人工鋪土、小型夯具夯實(shí)，直到基面大致平整。對于壓實(shí)后出現(xiàn)“彈簧”“分層”等不合格土層及路腿處均需在填筑鋪土之前予以全部清除，并經(jīng)驗(yàn)收合格，方可繼續(xù)填筑。

4.2 填筑結(jié)合處技術(shù)控制措施

4.2.1 與岸坡結(jié)合部分處理

自上而下依次進(jìn)行岸坡開挖清理，開挖完成后分層填筑、分層壓實(shí)，與岸坡結(jié)合處2m 范圍內(nèi)采用垂直壩軸線方向碾壓，碾壓搭接寬度不小于1.0m。

4.2.2 與防滲墻結(jié)合部分處理

考慮壩體填筑整體規(guī)劃，先填筑3.0m 后進(jìn)行塑性混凝土防滲墻，防滲墻施工完成后，清除作業(yè)面上污染層，并開挖1∶3邊坡，采用薄層填筑、人工夯實(shí)，防滲墻兩側(cè)均衡上升，嚴(yán)禁漏壓或欠壓。

4.3 冬雨季施工措施

4.3.1 冬季施工

冬季施工時，在每日氣溫較高時段進(jìn)行填筑施工，確保碾壓時土料溫度在-1℃以上進(jìn)行，當(dāng)日最低氣溫在-10℃以下或在0℃以下且風(fēng)速大于10.0m/s 時停止施工；合理分區(qū)填筑，集中施工設(shè)備，搞好流水作業(yè)，做到快鋪、快壓、快檢連續(xù)作業(yè)；采取減薄層厚、增加碾壓遍數(shù)、加大壓實(shí)功能等措施以保證達(dá)到設(shè)計要求。

4.3.2 雨季施工

降雨來臨前，應(yīng)將已平整但尚未碾壓的松土層用平碾快速碾壓形成光面，防止雨水滲入，黏土心墻填筑面上的施工機(jī)械在雨前撤離填筑面，停置于壩殼區(qū)；雨后人工排除黏土心墻表層局部積水，并視未壓實(shí)表土含水率情況，采用翻曬、晾曬等方式調(diào)整土料含水率，被泥土混雜和污染的反濾料予以清除。

5 結(jié)語

通過方案的比選論證，對大壩填筑進(jìn)行整體規(guī)劃，壩體填筑采用先填反濾料、后填土料的平起填筑法，黏土心墻土料沿壩軸線方向采用“進(jìn)占法”進(jìn)行攤鋪，碾壓采用靜壓和振壓相結(jié)合的方法，同時采取了多種技術(shù)控制措施，填筑實(shí)施效果比較理想，達(dá)到了對大壩填筑的合理規(guī)劃。