某水庫主體工程的施工控制

安波

（貴州省水利水電勘測設(shè)計研究院有限公司，貴州 貴陽 550002）

0 引言

水庫主體工程施工包含諸多內(nèi)容，其施工質(zhì)量直接決定整個水庫的質(zhì)量，要想從根本上保證水庫主體工程施工質(zhì)量，需要對施工控制引起足夠的重視，以下結(jié)合水庫實例，對其主體工程施工控制進行深入分析探討。

1 工程概況

大洋溪水庫壩址位于玉屏侗族自治縣新店鎮(zhèn)丙溪村大洋溪寨子上游河谷內(nèi)。大洋溪全流域面積8.91km2，主河道河長7.17km，主河道平均比降38.1‰。大洋溪水庫上壩址以上流域集水面積6.61km2，主河道河長4.71km，主河道平均比降58.9‰。大洋溪水庫工程任務(wù)是集鎮(zhèn)供水、農(nóng)村人畜飲水和沿線灌區(qū)灌溉供水。

工程主要任務(wù)是解決新店鎮(zhèn)城鎮(zhèn)供水90.6 萬m3/a（規(guī)劃13000 人），農(nóng)村人畜及養(yǎng)殖場用水18.4 萬m3/a（人口1497 人，養(yǎng)殖場規(guī)模8000 頭豬），同時解決沿線灌區(qū)5690 畝（水田2320 畝，旱地780 畝，蔬菜290 畝，果樹2300 畝）。年總供水量237 萬m3，下放環(huán)境用水34.7 萬m3/a。

本工程由首部樞紐工程及灌區(qū)供水工程組成。首部樞紐工程為C15 細石混凝土砌毛石雙曲拱壩+大壩頂中部溢流表孔+右岸取水兼放空系統(tǒng)等建筑物，供水灌區(qū)工程包括輸水管道、提水泵站及水池等建筑物。水庫正常蓄水位493.00m，最大壩高50.0m（含1m 墊層），總庫容153 萬m3，興利庫容125.02 萬m3。水庫校核洪水位（P=0.50%）為495.20m，設(shè)計洪水位（P=3.33%）為494.77m。

根據(jù)《水利水電工程等級劃分及洪水標準》（SL 252—2017），本工程水庫規(guī)模為?。?）型，工程等別為Ⅳ等。主要建筑物有大壩、溢流表孔、取水兼放空系統(tǒng)等，其建筑物級別為4 級，輸水管道及水池等次要及臨時建筑物級別均為5 級[1]。

2 主體工程施工控制

以大洋溪水庫的大壩施工為例，擋水壩體為C15細石混凝土砌毛石雙曲拱壩，壩頂高程496.00m，河床建基面高程446.00m，最大壩高50.0m（含1m 墊層），壩頂長131.05m。大壩土方開挖約1.71 萬m3，石方開挖約5.99 萬m3，壩體C15 細石混凝土砌毛石3.15 萬m3，混凝土澆筑總量為1.77 萬m3，固結(jié)灌漿7327m，帷幕灌漿10362m。

主要施工程序如下：岸坡土石方開挖→河床基礎(chǔ)土石開挖→墊層澆筑及固結(jié)灌漿→壩體及溢流表孔澆筑→帷幕灌漿→壩頂結(jié)構(gòu)混凝土澆筑。

2.1 土石方開挖與邊坡支護

2.1.1 土石方開挖

壩基開挖按照先岸坡后河床的順序從上到下分層進行，該工程分成兩期完成，其中，一期為開挖兩壩肩，二期為開挖河床。壩基覆蓋層開挖施工借助2.0m3挖掘機進行挖裝，由15t 自卸汽車進行運輸出渣；石方開挖方法為潛孔鉆+手風鉆造孔+人工裝藥爆破，永久邊坡采用預(yù)裂爆破的方法，在與壩體建基面臨近的部位預(yù)留厚度為1.0m 的保護層，通過小炮爆破將其挖除，棄渣借助TY200 推土機集渣，借助2m3挖掘機挖裝，由15t 自卸汽車運輸出渣。

2.1.2 邊坡支護

邊坡開挖完成后，以揭露出來的地質(zhì)條件為依據(jù)，盡快施作噴錨支護，以保證后續(xù)施工安全進行，相關(guān)施工人員站在臨時搭設(shè)的工作平臺上完成鉆孔、錨桿安裝與混凝土噴射，所用混凝土在指定拌和站集中拌制，采用可移動攪拌機運輸?shù)絿姖{機，混凝土應(yīng)做到隨拌隨用，噴射按照從下到上的順序進行[2]。

2.2 灌漿平硐施工

灌漿平硐的石方開挖工程量為0.14 萬m3，石方開挖方法為手風鉆鉆孔+全斷面光面爆破，出渣由膠輪車進行，和壩肩處的開挖料一同在河床借助15t 自卸車將開挖產(chǎn)生的渣料運輸?shù)綏壴鼒觥?/p>

2.3 墊層混凝土施工

墊層混凝土澆筑數(shù)量為1591m3，采用通倉澆筑的方法，澆筑從河床開始，在大壩下游左岸設(shè)置的攪拌站中拌制墊層施工時使用的混凝土，拌制完成后由6m3罐車運抵現(xiàn)場，到達現(xiàn)場后直接入倉，并采用振搗棒將其振搗密實。

2.4 大壩基礎(chǔ)處理

2.4.1 固結(jié)灌漿

為了使壩基巖體保持完整，增加承載能力，需采用固結(jié)灌漿技術(shù)進行壩基處理。在整個壩基面上均勻布置灌漿孔，同時重力墩和基巖之間的接觸面也要做好灌漿孔布置。灌漿孔應(yīng)布置成梅花形，排距按3.0m 控制；壩基面灌漿孔的縱向間隔距離為3.0m，大壩右岸壩肩處的灌漿孔需深入基巖中11m，F(xiàn)1 斷層處結(jié)合開挖情況適當加密；對于左壩肩與河床段，因基礎(chǔ)條件相對較好，所以可將鉆孔深度調(diào)整至深入基巖中5.0m。澆筑適當蓋重后立即進行固結(jié)灌漿，灌漿壓力采用試驗的方法確定，初步確定為0.2MPa~0.4MPa。

對于河床段壩基的固結(jié)灌漿，需在墊層澆筑結(jié)束后集中實施，而岸坡的固結(jié)灌漿則和壩肩澆筑交叉實施。灌漿孔鉆孔借助YQ-100 潛孔鉆機進行，按兩序施工，先對一序孔進行施工，再施工二序孔，灌漿由BW-200 電動雙缸臥式灌漿機采用內(nèi)循環(huán)法進行。灌漿完成后需使用濃漿灌注，以起到閉漿封孔的作用，并用標號較高的水泥砂漿進行回填，直到密實，最后將其抹平。河床段壩基和岸坡基礎(chǔ)灌注所用漿液都在制漿站中集中拌制，為防止地表抬動或地面冒漿，需在相應(yīng)壩段澆筑施工結(jié)束且強度不低于設(shè)計要求70%后進行[3]。

2.4.2 接觸灌漿

為避免沿基礎(chǔ)接觸面發(fā)生滲漏，同時為進一步增強表層固結(jié)灌漿效果，在兩岸建基面進行接觸灌漿處理。為保證接觸灌漿效果，需按照從下到上的順序分區(qū)進行，在每個灌區(qū)的周圍分別安裝止水銅片。岸坡壩段接觸灌漿可以和相應(yīng)部位固結(jié)灌漿一同進行，也就是先在混凝土面上直接進行鉆孔，在分次序逐孔灌漿。在固結(jié)灌漿過程中，同時對基礎(chǔ)混凝土和巖基接觸段實施灌漿處理。

2.4.3 帷幕灌漿

帷幕灌漿在灌漿廊道、平硐和兩岸地面分別進行，鉆孔施工需按照三序進行，即先對一序孔進行施工，再對二序孔進行施工，最后對三序孔進行施工。帷幕灌漿按照從上到下的順序分段實施。壩體混凝土與基巖接觸的部位，應(yīng)先對其灌漿段進行灌漿，巖石中接觸段長度應(yīng)控制在2m 以內(nèi)，下部各灌漿段實際長度按5~6m控制，在特殊情況下可進行適當?shù)募娱L或縮短，長度不超過10m。灌漿完成后，用濃漿替換孔中的稀漿，待管道排出濃漿后進行閉漿封孔，用標號較高的水泥砂漿進行回填直到密實，最后將其抹平。帷幕灌漿孔借助YQ-100 潛孔鉆機造孔，灌漿借助BW-200 電動雙缸臥式灌漿機進行。

帷幕灌漿應(yīng)按設(shè)計要求分序進行，施工工序如下：測量放樣→定空位→鉆機就位→造孔→鉆至設(shè)計深度→試壓水→制漿→灌漿→下一孔→質(zhì)量檢查。

（1）鉆孔。按設(shè)計要求預(yù)先做好鉆孔放樣，鉆進借助YQ-100 潛孔鉆機按照要求的序次進行，沖洗并壓水直到設(shè)計要求的深度，孔斜頂角按不超過1.2°控制，鉆孔直徑控制在75~110mm。鉆孔沖洗壓力按照灌漿壓力80%控制，沖洗到回水達到清潔后保持10min。

（2）壓水試驗。每鉆進10m 進行一次簡易的壓水試驗，持續(xù)20min，期間每5min 測度一次實際的壓水流量，根據(jù)最后一次穩(wěn)定流量通過計算確定透水率。

（3）灌漿。灌漿按照分序加密原則以從下到上的順序分段進行，對于孔距在6m 以下的灌漿孔，不可同時灌漿，漿液的水灰比為0.6:1。在灌漿施工過程中，若累計灌漿量已經(jīng)達到300L 或吸漿量超過30L/min，則需進行間隙灌漿或減小灌漿壓力。基于設(shè)計要求的灌漿壓力，在灌漿段實際吸漿量不超過0.4L/min，則繼續(xù)灌注30min 的時間后方可完成灌漿。

（4）封孔。全孔灌漿完成后，按照壓力灌漿封孔要求進行封孔。在灌注的漿液達到凝固后及時將孔中的浮漿與污水清除，并回填水泥砂漿，直到密實。

（5）質(zhì)量檢查。灌漿完成14d 后布置檢查孔實施壓水試驗，以確定灌漿質(zhì)量，檢查孔數(shù)量應(yīng)達到灌漿孔總數(shù)10%。檢查孔借助XU-100 型回轉(zhuǎn)鉆機按照設(shè)計要求的位置、深度和角度進行鉆進，并按照設(shè)計壓力80%實施壓水試驗，試驗使用單點法或五點法。當透水率不超過5Lu 時，視為灌漿質(zhì)量合格。孔段的合格率不能低于80%，對于不合格的孔，其透水率不能超過設(shè)計要求的數(shù)值的50%，同時分布不能集中[4]。否則要按照相關(guān)要求重新施鉆，直到檢查結(jié)果合格。

2.4.4 右岸F1、左岸F2 斷層處理

淺層巖體由于受到順河向斷層F1 的影響，使局部巖體不完整，有必要對斷層破碎帶實施刻槽開挖，并置換C20 混凝土，其深度需達到斷層破碎帶寬度的2 倍，在壩基上下游擴大處理范圍，擴大范圍長度為斷層破碎帶寬的2~3 倍。本工程考慮到斷層處對壩肩穩(wěn)定產(chǎn)生的不利影響，右壩肩F1 斷層461m 高程以上進行刻槽開挖，外邊坡1:0.5，內(nèi)邊坡1:0.3，根據(jù)開挖揭露地質(zhì)情況先對斷層處灌漿處理，再坑槽回填C20 混凝土。以保障壩肩抗滑穩(wěn)定擁有足夠的抗滑巖體。右岸F1 斷層充填較好，斷層破碎帶寬度一般1~10cm，對壩肩穩(wěn)定影響不大，對斷層破碎帶刻槽開挖，置換C20 混凝土進行處理。

2.4.5 右岸DL1、DL2、DL3 裂隙處理

DL1：位于硐深4.9m 處，切割層面發(fā)育，裂隙面較平直，傾坡內(nèi)，起伏差2~7mm，張開寬度2~10cm，局部大于10cm，充填物為黏土夾碎石，充填物較松散，為張性，延伸較遠，連通率100%，切割深度20~25m。

DL2：位于硐深8.7m 處，切割層面發(fā)育，裂隙面較平直，傾坡內(nèi)，起伏差1~6mm，張開寬度4~10cm，局部大于10cm，充填物為黏土夾巖屑，局部呈空腔狀，巖屑充填部分較為緊密，為張性，延伸較遠，連通率100%，切割深度25~30m。

DL3：位于硐深10m 處，切割層面發(fā)育，裂隙面較平直，傾坡內(nèi)，起伏差2~5mm，張開寬度4~10cm，局部大于10cm，無充填，空腔狀，在兩個裂隙面之間空隙處有涼飛吹出，用電筒照射，延伸較遠，為張性，連通率100%，切割深度25~30m。

對大壩基礎(chǔ)區(qū)域范圍DL1、DL2、DL3 張開裂隙大部分已被開挖清除，局部位置鉆孔充填C15 混凝土，底部采用微壓力充填，灌漿壓力0.2MPa~0.3MPa，頂部無壓力充填。墊層混凝土澆筑完成后，局部加強固結(jié)灌漿處理，提高邊坡巖體的整體性。

2.5 壩體澆筑

壩體澆筑材料為C15 細石混凝土砌毛石，抗?jié)B等級為W4，抗凍等級為F50，砌筑量為3.15 萬m3，總澆筑方量為1.77 萬m3?？紤]該工程澆筑施工強度要求，臨時度汛斷面頂部高程為472.00m，458.00m 高程以下壩體澆筑自卸汽車運輸直接入倉，458.00~463.00m 高程之間采用起重機垂直運輸，463.00~472.00m 采用塔吊垂直運輸。

砌筑施工按照以下流程進行：先對開挖完成且經(jīng)驗收確認合格的基礎(chǔ)面進行清理，并清除或引排基坑范圍內(nèi)的積水→筑墊層混凝土→架立上下游模板→鋪M15 水泥砂漿→鋪設(shè)毛石（上下游面留出混凝土面板厚度尺寸）→砌筑混凝土入倉→混凝土振搗。每層砌筑高度控制為0.5~1.0m。

為了使砌體表面始終保持平整，面石應(yīng)盡量平整方正，且質(zhì)地堅硬、密實，沒有風化剝落與裂紋存在，砌筑前將石料刷洗干凈，使其保持濕潤。在砌筑面石前還應(yīng)做好放樣立標，砌石的放置應(yīng)保持平整、穩(wěn)定和密實，并有適當?shù)腻e縫。

上下游的防滲混凝土和護坡混凝土都使用多卡懸臂模板及定型鋼模，對于局部異型倉面可使用小鋼模或木模進行拼裝。對于分布在模板周圍的混凝土，宜借助HZ6X-50 型軟軸振搗棒進行振搗，使其達到密實[5]。

2.6 壩頂細部結(jié)構(gòu)施工

對于壩頂路面施工所用混凝土，由拌和站統(tǒng)一供應(yīng)，采用6m3混凝土罐車運輸?shù)焦ぷ髅?；壩頂防浪墻施工所用混凝土也由拌和站統(tǒng)一供應(yīng)，采用6m3混凝土罐車運輸，到場后采用HB30 混凝土泵泵送入倉?；炷聊０逡越M合鋼小模板為主，采用人工將其安裝到位，在澆筑的同時借助插入式振搗棒均勻振搗，使混凝土達到密實。拆模需要在混凝土強度達到要求后進行，養(yǎng)護結(jié)合現(xiàn)場施工條件采用灑水噴霧的方法。

3 結(jié)語

綜上所述，加強施工控制對保證水庫主體工程施工質(zhì)量有重要意義，以上結(jié)合實際工程以其大壩施工為例，對其施工控制進行了初步分析與總結(jié)，提出具體的施工工藝方法和控制要點，旨在為其他類似水庫項目主體工程施工控制提供參考依據(jù)。