山西省柏葉口水庫混凝土面板堆石壩壩體填筑及質(zhì)量控制

葉修鎖

（山西省水利建筑工程局 山西太原030006）

1 壩體分區(qū)填筑情況概述

柏葉口水庫大壩為混凝土面板堆石壩，最大壩高88.30m，壩頂長310m，壩頂寬10m，左壩肩接溢洪道閘室，右壩肩接上壩公路。上下游均為1:1.4。壩體填筑包括墊層料填筑（2A）、特殊墊層料填筑（2B）、過渡料填筑（3A）、主堆石料填筑（3B）及下游次堆石料填筑（3C）等。壩體填筑工程量：墊層料61315m3，特殊墊層料 4516m3，過渡料131326m3，主堆石料 891038m3，下游次堆石料500468m3。

2 壩體填筑施工工藝

2.1 壩體填筑施工

壩體填筑考慮到當(dāng)年度汛要求，填筑工期較緊，在完成下游（壩上0-30.00～壩下0+117.60）壩基、兩岸岸坡處理驗收后于2010年4月24日進行下游堆石料填筑，于2010年6月30日填筑至相對高程△48m處（相對高程以上游壩腳最低趾板底作為零點算起），填筑高度35.48m。當(dāng)壩體下游堆石料填筑至相對高程△30m時，壩體左側(cè)預(yù)留50m寬臨時泄洪槽。下游堆石料填筑與上游基坑開挖同時進行，在下游堆石料填筑時預(yù)留進入壩體的臨時道路。上游基坑驗收后于2010年7月22日進行壩體填筑，于2010年10月8日上游堆石料填筑至相對高程48m，與下游堆石料填筑齊平。2010年11月20日完成壩體堆石料填筑，填筑至防浪墻底相對高程△84.5m（詳見附圖1-大壩分期、分區(qū)填筑示意圖）。壩體填筑先粗后細(xì)，在進行墊層料鋪筑時，先進行該層擠壓邊墻施工。采用流水作業(yè)法組織壩體填筑施工，將整個壩面劃分成幾個施工單元，在各單元內(nèi)依次完成填筑的測量控制、壩料運輸、卸料、灑水、攤鋪平整、振動碾壓等各道工序，使各單元上所有工序能夠連續(xù)作業(yè)。各單元之間采用石灰線等作為標(biāo)志，以避免超壓或漏壓。

2.2 測量控制

基面處理驗收合格后，按設(shè)計要求測量確定各填筑區(qū)的交界線，灑石灰線進行標(biāo)識，擠壓邊墻上游邊線采用釘樁吊線控制，兩岸巖坡上標(biāo)寫高程和樁號；其中墊層與過渡層交界線、過渡層與主堆石區(qū)交界線、主次堆石交界線、下游邊線每層上升均應(yīng)進行測量放樣。填筑過程中每上升一層必須對分區(qū)邊線進行一次測量，并繪制斷面圖，施工期間定線、放樣、驗收等測量原始記錄全部及時整理成冊，提交歸檔，竣工后按設(shè)計和規(guī)范要求繪制竣工平面圖和斷面圖。

2.3 壩料攤鋪

壩體填筑從填筑區(qū)的最低點開始鋪料，采用定點測量及人工利用標(biāo)尺目測控制相結(jié)合的方法控制鋪筑層厚。鋪料方向平行于壩軸線，墊層料、過渡料及兩岸接坡料采用后退法卸料，主堆石和次堆石料全部采用進占法填筑，自卸汽車卸料后，采用推土機攤料平整，攤鋪過程中對超徑石和界面分離料采用小型反鏟挖掘機配合處理，墊層料、過渡料由人工配合整平，每層鋪料后采用水準(zhǔn)儀檢查鋪料厚度，確保厚度滿足要求。分塊填筑的坡面采用臺階式接坡方式，臺階寬度為1m。臺階處應(yīng)減少大塊石含量，避免大塊石集中。

2.4 灑水

堆石料填筑主要采用壩外加水和壩面加水方式相互結(jié)合，具體根據(jù)不同施工條件布置。灑水主要是為了能充分濕潤石料，以便在振動碾強烈激振力的作用下，使塊石相互接觸部分棱角被擊碎從而減少孔隙率，細(xì)料充填空隙，以增加碾壓的密實度。灑水量以碾壓試驗結(jié)果確定，加水量為10%。下游次堆石區(qū)堆石料填筑時主要在壩外進行加水，在下游河道放置兩臺4英寸水泵，利用4英寸鋼管加工成倒L型，并在上部出口處加工噴霧頭，設(shè)置兩個加水點，對車輛運輸上壩料進行灑水；2區(qū)及3區(qū)堆石料填筑主要在圍堰上游河道放置3英寸水泵，利用左岸山坡鋪設(shè)3英寸鋼管，在不同高度設(shè)分水口，再用2英寸膠管拖上回填面進行加水，加水前需做試驗，根據(jù)來水量，加水面積和加水量（10%）確定相應(yīng)面積的加水時間，對于邊角等部位可結(jié)合灑水車進行加水。當(dāng)發(fā)生洪水，河水含泥量較大時，臨時用灑水車進行加水。

2.5 壓實

壓實堆石料的振動碾行駛方向平行于壩軸線方向，靠岸邊處可順岸行駛，振動碾難以碾到的地方，應(yīng)用小型振動碾進行壓實，壓實遍數(shù)適當(dāng)增加；采用錯距法壓實，大面壓實遍數(shù)為8遍，進退四次，每前進一次錯距1/4輪距（約55cm），后退不錯距，邊角部位應(yīng)采用不錯距補壓4～6遍，塊間接坡處采用騎縫碾壓；分段碾壓時，相鄰兩段交接帶碾跡應(yīng)彼此搭接，順碾壓方向，搭接長度應(yīng)不小于1～1.5m，垂直碾壓方向應(yīng)為0.3～1.5m。

過渡料、墊層料采用20t振動碾錯距碾壓4遍，錯距為1/3輪距（約75cm），與相鄰墊層同時碾壓，與相鄰堆石料每兩層找平一次進行騎縫碾壓。局部及邊角部位碾壓不到處采用0.5t手扶振動碾進行加強壓實。

圖1 大壩分期、分區(qū)填筑示意圖（壩0+180）

3 壩體分區(qū)填筑、碾壓施工方法

3.1 壩體分區(qū)填筑順序

壩面填筑作業(yè)順序多采用“先粗后細(xì)”法。即主堆石區(qū)→過渡層區(qū)→墊層區(qū)。鋪料時必須及時清理界面上粗粒徑料，此法有利于保證質(zhì)量，且不增加細(xì)料用量。上下游的主次堆石區(qū)料采用進占法鋪料，用牽引式振動碾碾壓，接縫處采用騎縫碾壓。

3.2 分區(qū)填筑作業(yè)施工方法

3.2.1 主、次堆石區(qū)填筑(3B、3C)

堆石區(qū)的填筑料由自卸汽車運輸卸料，進占法填筑，卸料的堆與堆之間保留60cm間隙，采用推土機的平倉以使粗徑石料滾落底層而細(xì)石料留在面層以利于碾壓，超徑石應(yīng)盡量在料場解小。碾壓時采用錯距法順壩軸線方向進行，低速行駛(1.5～2km/h)，碾壓按壩料的分區(qū)、分段進行，各碾壓段之間的搭接不少于1.0m，鋪料層厚及碾壓遍數(shù)嚴(yán)格采用碾壓試驗確定參數(shù)施工。鋪筑碾壓層次分明，做到平起平升，以防碾壓時漏碾欠碾。在岸坡邊緣靠山坡處，大塊石易集中，故岸坡周邊選用石料粒徑較小且級配良好的過渡料填筑，同時周邊部位先于同層堆石料鋪筑。碾壓時滾筒盡量靠近岸坡，沿上下游方向行駛，仍碾壓不到之處用手扶式小型振動碾加強碾壓。

3.2.2 過渡層料填筑（3A）

過渡料填筑前，必須把主堆石料上游坡面所有大于30cm的已分離的塊石清除干凈。該區(qū)料最大粒徑為30cm，超徑料在料場及時解小，填筑時自卸汽車將料直接卸入工作面，后退法卸料，倒料順序可從兩邊向中間進行，以利流水作業(yè)。過渡料用推土機推平，人工輔助平整，鋪層厚度等按規(guī)定的施工參數(shù)執(zhí)行，鋪筑厚度為43cm，接縫處超徑塊石需清除，主堆石料不得侵占過渡區(qū)料的位置，若出現(xiàn)這一現(xiàn)象，應(yīng)采用反鏟挖除或人工清除。平整后灑水、碾壓，碾壓采用自行式或拖式振動碾碾壓，碾壓時的行走方向順壩軸線來回行駛。

3.2.3 墊層料的填筑（2A、2B）

墊層料填筑前，必須把過渡料上游坡面所有大于8cm的已分離的塊石清除干凈。墊層料的最大粒徑不大于8cm，該部分料采用黃砂與級配碎石料在拌料場拌制而成，再采用自卸汽車運卸到墊層區(qū)，然后用推土機輔以人工整平，填筑時上游邊線水平超20～30cm，鋪筑方法基本同過渡區(qū)料，并與同層過渡料一并碾壓。碾壓時順壩軸線方向行駛，振動碾距上游邊緣的距離不宜大于40cm。按規(guī)定的灑水量、遍數(shù)、層厚及行走速度進行。墊層料和過渡料的填筑需與堆石區(qū)同步進行，即主次堆石區(qū)填筑一層，墊層、過渡層填筑二層。另外，墊層區(qū)水平分層鋪筑時，用三角尺或激光儀進行檢查控制，每二層進行一次測量檢查，發(fā)現(xiàn)超欠時，進行人工平整處理。鋪筑方法基本同過渡區(qū)料，并與同層過渡料和相鄰主堆石料一并碾壓。碾壓時順壩軸線方向行駛，振動碾距上游擠壓邊墻內(nèi)側(cè)的距離在20cm左右。墊層料的鋪填順序必需先填筑主堆石區(qū)，再填筑過渡層區(qū)，最后填筑墊層區(qū)。

4 壩體填筑施工質(zhì)量控制

4.1 墊層料（過渡料）填筑質(zhì)量控制

（1）墊層料（過渡料）鋪筑時要與周圍回填的堆石料平起施工，注意觀測接觸帶墊層料的壓實情況、交錯情況。

（2）墊層料（過渡料）鋪筑嚴(yán)格控制厚度，經(jīng)常進行檢查，相鄰層面必須拍打平整，保證層次清楚，互不混雜，每層厚度的偏小值，不大于設(shè)計厚度的10%。

（3）分段鋪筑時，必須做好接縫處各層之間的連接，使接縫層次清楚，以免發(fā)生層間錯位、折斷、混雜。不論平面或斜面接頭，都必須為階梯狀。在斜面上的橫向接縫尚應(yīng)收成不小于1：2的斜坡。

（4）墊層（過渡）料填筑，采用后退法鋪料，按鋪筑→灑水→碾壓→檢驗的程序進行，碾壓前加水10%。

（5）墊層料的運輸保持料處于濕潤狀態(tài)，以免顆粒分離，并防止雜物和不同規(guī)格料混入。

（6）墊層料（過渡料）填筑質(zhì)量控制指標(biāo)，檢測項目、數(shù)量及方法分別見表1和表2。

表1 墊層料（過渡料）填筑質(zhì)量控制指標(biāo)表

表2 檢測項目、數(shù)量方法表

4.2 堆石料回填質(zhì)量控制

（1）堆石料回填時鋪料厚度、碾壓遍數(shù)，按碾壓試驗確定的參數(shù)進行，并灑水10%。

（2）與反濾層接觸的第一層堆石，須仔細(xì)鋪筑，其級配要符合設(shè)計要求，防止大塊石集中。

（3）堆石填筑，采用進占后退混合法鋪料，按鋪料→灑水→碾壓→檢驗的程序進行。

（4）堆石料鋪筑碾壓時，注意鋪筑面觀測，防止架空現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)問題及時處理。

（5）堆石料填筑質(zhì)量控制指標(biāo)，檢測項目、數(shù)量及方法，如表4-3所示。在施工過程中適當(dāng)時期做壓實體孔隙率試驗。

表3 堆石料填筑質(zhì)量控制指標(biāo)、檢測項目表

5 結(jié)語

柏葉口水庫大壩壩體填筑于2011年4月24日開始施工，于2011年11月20日完成，比合同工期提前41天完成，并實現(xiàn)了多個節(jié)點目標(biāo)。主要是采取了分期分區(qū)填筑法以及合理有效的施工安排，為今后堆石壩壩體填筑取得了寶貴的經(jīng)驗。并總結(jié)出壩體填筑施工質(zhì)量，主要是對墊層料填筑、墊層料與過渡料邊界線、過渡料與主堆石邊界線、鋪筑厚度、碾壓遍數(shù)、兩岸坡接觸帶做為施工重要控制指標(biāo)。