保德縣汾家溝骨干壩除險(xiǎn)加固

張曉莉

（山西省水利建筑工程局 山西太原 030006）

1 工程概況

汾家溝骨干淤地壩控制面積2.72km2，位于保德縣橋頭鎮(zhèn)炭峪溝村東的主溝內(nèi)，屬黃河一級(jí)支流，是典型的黃土丘陵溝壑區(qū)。壩址處的地質(zhì)條件上部為黃土，中部為黏土，底部為石灰?guī)r，黃土覆蓋厚度為70m。主溝道長2.25km，溝道比降76.6‰。溝壑密度3.78km/km2。建壩土、石料充足。

該壩建于2000年，壩高23.20m，總庫容77.30萬m3,攔泥庫容56.5萬m3,壩型為均質(zhì)土碾壓壩。目前該壩淤積面高8m，距壩頂高度15.20m,己攔蓄泥沙1.80萬m3,淤成壩地0.84hm2。由于該壩位于村上游，一旦垮壩，將直接威脅下游炭峪溝村村民的生命財(cái)產(chǎn)安全。為了充分發(fā)揮該壩的區(qū)域優(yōu)勢(shì)，本次計(jì)劃對(duì)該壩進(jìn)行除險(xiǎn)加固配套。

除險(xiǎn)加固配套的主要任務(wù)是：壩體沖溝填筑及新修溢洪道工程。溢洪道設(shè)計(jì)為正槽開敞式寬頂堰型,布置在大壩左岸的開挖基礎(chǔ)上。溢洪道全長82.11m，由引渠段、漸變段、寬頂堰、水平段、泄槽四部分組成。引渠段長20.3m，漸變段長5m，寬頂堰8m，水平段長27.50m，泄槽水平長20.22m，斜長21.31m，縱坡為1∶3。泄槽末端接石灰?guī)r基礎(chǔ)，出流后向下游河道自由渲泄。

2 工程條件

2.1 施工道路

本工程離村較近，交通運(yùn)輸較為方便，可滿足施工要求，施工場地需要修一些臨時(shí)施工道路，整修難度和距離相對(duì)較小，本著以減少交叉干擾和路線最短為原則并結(jié)合自然地面實(shí)際情況進(jìn)行布置，從進(jìn)場道路接至生活區(qū)、各作業(yè)面，清基后依自然地面填土500mm作路基，路面結(jié)構(gòu)泥結(jié)碎石350mm厚，路面寬6m。道路兩邊同時(shí)設(shè)排水溝，保證路基不受地下水或雨水的浸泡。

臨時(shí)道路的構(gòu)造層次為：清基30cm→素土夯實(shí)填土60cm→手?jǐn)[塊石25cm→泥結(jié)碎石8cm→石屑面層2cm，下一層比上一層的每邊寬出25cm，雙面找坡2%。

臨時(shí)道路的施工：放樣清基范圍在離路基3m外，路基的兩側(cè)挖出深1.0m邊溝，素土夯實(shí)填土60cm形成路基，人工手?jǐn)[塊石25cm，碎石找平后，采用12t振動(dòng)壓路機(jī)以2km/h速度碾壓3遍，鋪撒碎石8cm，澆灌土水比1:1的均勻泥漿，表面干鋪撒石屑面層2cm，碾壓3遍，灑水再碾壓2遍，養(yǎng)護(hù)后開放通行。

2.2 原材料

工程所需建筑材料：塊石運(yùn)距較遠(yuǎn)，價(jià)格比較高，粗砂可到鐵匠鋪黃河灘購買，運(yùn)距為15～60km，其他建筑材料如水泥等可從保德水泥廠購買，運(yùn)距為15～55km。

側(cè)柏可從本縣苗圃購買。

3 施工總體布置

根據(jù)招標(biāo)文件中的工程量清單和技術(shù)條款，結(jié)合實(shí)地勘察，經(jīng)過認(rèn)真分析研究，該項(xiàng)目施工總布置制定如下。

根據(jù)本工程施工特點(diǎn)及施工條件，規(guī)劃布置各工程內(nèi)施工道路、料場，規(guī)劃施工用水用電及臨時(shí)工棚等設(shè)施，形成科學(xué)的生產(chǎn)管理體系。施工總體布置原則為：

1）科學(xué)合理安排施工場地和各種設(shè)施，滿足各項(xiàng)目、各工序的銜接及施工便利。

2）各類設(shè)施全部布置在業(yè)主征用并供承包人使用的場地，盡量減少周圍植被、樹木的破壞。

3）臨時(shí)衛(wèi)生設(shè)施認(rèn)真規(guī)劃，污水、污物處理要符合相應(yīng)的規(guī)定和要求。

4 施工方案和施工方法

1）清基。在填筑之前，必須對(duì)沖溝基礎(chǔ)進(jìn)行清理，清基平均深度為0.3m，凡在清基范圍內(nèi)的地面表土、亂石、草皮、樹木、腐殖質(zhì)等均要清除干凈，不得留在壩內(nèi)做回填土用。沖溝兩側(cè)邊坡應(yīng)挖成斜面，不能削成臺(tái)階形，更不允許有反坡，以保證其穩(wěn)定性。

2）壩體沖溝填筑。沖溝的填筑必須要符合土壩的填筑作業(yè)工序，根據(jù)其實(shí)際施工現(xiàn)場情況分段施工，進(jìn)行削坡，挖土，重新鋪土，整平，進(jìn)行壓實(shí)等一系列作業(yè)，保證其施工作業(yè)合理有序。

土料壓實(shí)應(yīng)按設(shè)計(jì)鋪土厚度進(jìn)行，壓實(shí)必須嚴(yán)格控制質(zhì)量，只能在夯壓實(shí)經(jīng)檢驗(yàn)合格后，才能進(jìn)行下一步的工作。人工夯實(shí)最好是采用梅花套打法，壓實(shí)邊需要重疊1/3，壓實(shí)后的干容重不能低于1.55t/m3。

3）溢洪道的放樣。首先根據(jù)選定的溢洪道位置定出中心，在中心線上每隔10m打一中心樁(地形變化大的地方加樁)，把中心樁的高程測(cè)出。再根據(jù)溢洪道進(jìn)口高程和溢洪道陡坡設(shè)計(jì)比降算出各中心樁的設(shè)計(jì)高程和應(yīng)挖深度，有了應(yīng)挖深度，基礎(chǔ)寬度和開挖邊坡(視土質(zhì)而定)，就可定出邊坡樁，把各邊坡樁用白灰或繩子連接起來，即得溢洪道位置。

4）溢洪道的基礎(chǔ)處理。為防止不均勻沉陷使溢洪道斷裂，溢洪道基礎(chǔ)應(yīng)選在土壩兩岸老土上或基巖上，嚴(yán)禁放在松軟土基上，要盡量避免一部分放在土基上，另一部分放在基巖上。基礎(chǔ)挖好后，應(yīng)對(duì)其底部高程和比降進(jìn)行校核，符合設(shè)計(jì)要求后，再砌筑溢洪道。

5）溢洪道的砌筑。（1）漿砌石工藝流程：測(cè)量放樣→堤基壓實(shí)整坡→（砌筑面處理）→塊石選料→（鋪設(shè)）→安放石料→（豎縫灌漿）→（搗實(shí)）→（養(yǎng)護(hù)）。注：帶（）為漿砌塊石所需工序。

（2）選料：砌體所選用的材料須質(zhì)地堅(jiān)厚，完整，抗風(fēng)化，無污垢，無水銹，石材色澤均勻。

砌體分塊石和料石砌體，其規(guī)格要求如下：

①塊石砌體，要求上下兩面平行且大致平整，無尖角，薄邊，中部厚度應(yīng)大于20cm。

②料石砌體，按其加工的平整程度分為細(xì)料石、半細(xì)料石、粗料石和毛料石四種。

用于漿砌石壩體的粗料（包括條石和異型石）應(yīng)棱角分明，各面平整，其長度應(yīng)大于50cm，塊高大于25cm，長厚比不大于3。臺(tái)階用的細(xì)料條石六面均需進(jìn)行修面處理，表面的高差應(yīng)小于5mm。護(hù)坡面層塊石應(yīng)進(jìn)行挑選，尺寸大致相同，外露面進(jìn)行修面處理，表面的高差小于1cm，砌筑前塊石應(yīng)經(jīng)過試驗(yàn)，石料容重應(yīng)大于24kN/m3，浸水后的抗壓強(qiáng)度不小于40MPa。

（3）膠結(jié)材料：砌石的膠結(jié)材料主要是水泥砂漿和混凝土。

①水泥：采用R32.5級(jí)水泥，且具有出廠合格證。

②砂石料：級(jí)配合理，含泥量不得超過3%。

③膠結(jié)材料的配合比根據(jù)施工規(guī)范，必須滿足高強(qiáng)度及施工和易性的要求，在施工時(shí)通過本單位試驗(yàn)室試驗(yàn)確定。

膠結(jié)材料的和易性，主要有坍落度、泌水性、離析及可砌性等相關(guān)的一些指標(biāo)，以此工程中控制水泥砂漿的坍落度在4～6cm，混凝土的坍落度宜為3～5cm。水灰比確定后，施工中不應(yīng)隨意變動(dòng)。

拌制膠結(jié)材料必須嚴(yán)格遵照《混凝土級(jí)配校正通知單》，嚴(yán)禁擅自更改。在此采用攪拌機(jī)進(jìn)行拌和，拌和時(shí)間通過試驗(yàn)參數(shù)確定，最少應(yīng)該控制在2min以上。當(dāng)施工停電時(shí)，即時(shí)啟用現(xiàn)場發(fā)電機(jī)供電。在低溫下，水泥砂漿拌和時(shí)間宜適當(dāng)延長，拌和物料溫度應(yīng)不低于5℃。

④膠結(jié)材料應(yīng)隨拌隨用，如因停歇過久，造成初凝應(yīng)作廢料處理，嚴(yán)禁再加水使用。

⑤在施工中必須要做好膠結(jié)材料的相關(guān)抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)，對(duì)于同一標(biāo)號(hào)膠結(jié)材料試件的數(shù)量，根據(jù)施工規(guī)范確定，至少每200m3砌體取成型試件，混凝土一組為3個(gè)（15cm×15cm×15cm），細(xì)骨料混凝土（一級(jí)配）宜采用（10cm×10cm×10cm）試模，砂漿一組為6個(gè)（7.07cm×7.07cm×7.07cm）。制模情況及試驗(yàn)結(jié)果應(yīng)整理于《混凝土制模試驗(yàn)記錄》。

⑥砂漿（混凝土）砌石工程應(yīng)作每個(gè)工作班（日）的《混凝土（砂漿）施工日記》。

（4）砌筑要求和保證措施。

①總原則：

A、砌筑工程必須在基礎(chǔ)驗(yàn)收和結(jié)合面處理檢驗(yàn)合格后方可施工。

基巖面在砌或澆筑前，應(yīng)先進(jìn)行清理，將基巖表面的泥垢、油污等用高壓水泵清洗干凈，并排除積水。

清理后的巖基在砌筑或澆混凝土前應(yīng)保持濕潤和潔凈。

B、砌筑前，應(yīng)先放樣立標(biāo)，然后采用拉線砌筑。放樣點(diǎn)的允許誤差：根據(jù)工程規(guī)范所確定此軸線的允許誤差不大于+10mm；平面輪廓的允許誤差不大于+20mm；高程的允許誤差不大于+10mm。

C、石料進(jìn)入砌筑前，要保證其干凈，完整，并對(duì)其進(jìn)行沖水，使其保持濕潤。

D、砌筑為分層砌筑，采用鋪漿法砌筑，自基礎(chǔ)面開始，每一砌筑層擺石時(shí)均應(yīng)座漿3～5cm，鋪漿應(yīng)均勻，隨鋪漿隨砌筑。砌塊必須砌筑穩(wěn)定，采用尺寸形狀合適的石塊進(jìn)行砌筑，以保證砌體完成后的穩(wěn)定性。

E、砌筑應(yīng)從下往上逐層使用錯(cuò)縫砌筑，同層，上下層都應(yīng)避免有通縫，以保證其強(qiáng)度及穩(wěn)定性?？擅扛粢欢ň嚯x，立置丁石。按石料規(guī)格及上下錯(cuò)縫要求砌成階梯形，相鄰段的砌筑高差和每日砌筑高度，不宜超過1.2m。

F、嚴(yán)禁石塊大面無漿直接貼靠。座漿及豎縫砂漿或混凝土填塞飽滿密實(shí)。豎縫填塞砂漿后均應(yīng)插搗，不得無漿直貼靠，混凝土應(yīng)用振搗器逐縫振搗。當(dāng)豎縫寬度在5cm以上時(shí)，可填漿后塞片石。嚴(yán)禁先堆砌石塊再用砂漿灌縫。

G、砌體表面的面石，其外露面要求顏色一致，塊石砌筑，應(yīng)選擇平整且經(jīng)過修整后的大塊石用作面石，上下兩層石塊應(yīng)騎縫，內(nèi)外石塊應(yīng)交錯(cuò)搭接。每層應(yīng)依次砌角石、面石，然后砌腹石，砌筑一般應(yīng)同步砌筑。砌體的外露面應(yīng)進(jìn)行人工修鑿加工，其高差小于0.5cm，砌面石時(shí)不得在面石底面墊塞片石。

H、沉陷縫（伸縮縫）面應(yīng)平整垂直，并以同標(biāo)號(hào)砂漿抹平，再按設(shè)計(jì)要求夾塞瀝青砂板伸縮縫。背水坡面也應(yīng)基本平整，無明顯凹凸，并以同標(biāo)號(hào)砂漿或混凝土平縫。

I、砌體外露面宜用1：2水泥砂漿勾平縫，砂漿宜用中細(xì)砂拌制。勾縫前必須清縫，將砌體縫剔清、刷洗干凈并用水濕潤再進(jìn)行勾縫。砂漿應(yīng)嵌入縫內(nèi)約2cm，且分次向縫內(nèi)填塞密實(shí)。勾縫要求緊密、同寬，混凝土結(jié)牢固，連接平順，工序一次完成，確保勾縫質(zhì)量，嚴(yán)禁勾假縫。

J、砌體砌筑完畢后18 h之內(nèi)及時(shí)養(yǎng)護(hù)（高溫天氣適當(dāng)提前），保持外露面的濕潤。養(yǎng)護(hù)時(shí)間：水泥砂漿砌體一般為14d；混凝土砌體一般為21d。

②砂漿砌石體砌筑要求：

A砂漿砌石體砌筑，應(yīng)先鋪砂漿后砌筑，保證砌筑后砌體平整、穩(wěn)定、密實(shí)、錯(cuò)縫。

B料石砌筑，采用一丁一順或一丁多順排列，后者丁石不應(yīng)少于砌筑總量的1/5。砌縫應(yīng)橫平豎直，同一層砌體應(yīng)內(nèi)外搭接，錯(cuò)縫砌筑，上下層豎縫錯(cuò)開距離不小于10cm，丁石的上方不應(yīng)有豎橫。

C塊石砌筑，應(yīng)看樣選料，修整邊角，保證豎縫寬度符合要求。

③m7.5漿砌塊石護(hù)坡施工方法和要求：

A護(hù)坡砌筑前必須按設(shè)計(jì)要求，先拉線整好坡。用挖掘機(jī)整坡輔以人工修坡，內(nèi)空必須保證30cm以上，經(jīng)監(jiān)理驗(yàn)收合格后才允許進(jìn)入下一道工序的施工，否則不能進(jìn)行砌筑。

B護(hù)坡砌筑分塊進(jìn)行（按伸縮縫分塊）。按設(shè)計(jì)要求測(cè)量放好坡度線，拉線砌筑。先砌第一層三角石，再由低向高逐步鋪砌。砌體必須錯(cuò)縫，嚴(yán)禁出現(xiàn)通縫、疊砌和浮塞。

C砌體外露面應(yīng)平整美觀，外露面上的砌縫應(yīng)預(yù)貿(mào)3～4cm深的空隙，以備勾縫處理，確保勾縫質(zhì)量；水平縫寬應(yīng)不大于2.5cm，豎縫寬度應(yīng)在4.0cm左右，留作灌漿用，保證護(hù)坡砌筑的整體性和牢固度。

D護(hù)坡塊石厚度必須保證30cm，薄邊最小厚度也不得小于20cm。

E水泥砂漿勾縫前必須清縫，認(rèn)真剔除縫內(nèi)雜物，用水將縫槽刷洗干凈，無殘留灰渣和積水，并保持縫槽內(nèi)的濕潤。

F勾縫砂漿應(yīng)分次序向縫隙填塞密實(shí)，工序一次完成。要求緊密，混凝土貼牢固，無開裂脫落現(xiàn)象，確保勾縫質(zhì)量，嚴(yán)禁勾假縫。勾縫完畢應(yīng)及時(shí)清理砂漿殘?jiān)?，保證護(hù)坡面的整潔和美觀。

G護(hù)坡砌筑和勾縫完畢均應(yīng)及時(shí)養(yǎng)護(hù)，保持14d濕潤。

6）土方回填

溢洪道砌筑完畢接口和包砌砂漿達(dá)到標(biāo)號(hào)后，即可開始回填土。

（1）工程開工前必須做好應(yīng)有的回填土的擊實(shí)試驗(yàn)。

（2）土方回填的質(zhì)量好壞直接影響工程質(zhì)量，回填土方時(shí)必須達(dá)到設(shè)計(jì)及施工規(guī)范要求，經(jīng)密實(shí)度試驗(yàn)合格后，方可分層回填，不達(dá)到質(zhì)量要求不準(zhǔn)回填。

（3）為了保證回填土的質(zhì)量，積水應(yīng)先排干，不得在水中回填土，當(dāng)日回填當(dāng)日夯實(shí)，溝槽回填必須保證構(gòu)筑物的安全，不擠壓、不被破壞。

（4）回填土方時(shí)注意事項(xiàng)：

①溝槽兩側(cè)要同步回填，兩側(cè)的落差不宜大于30cm。

②構(gòu)筑物、井室、管頂以上50cm范圍內(nèi)回填土的夯實(shí)，宜用人工夯實(shí)的蛙式打夯機(jī)夯實(shí)，確?；靥钔恋拿軐?shí)。

③兩個(gè)回填土段的搭接不得開陡坡，應(yīng)分成臺(tái)階形，留臺(tái)階的寬度不小于填層高度的2倍，并且嚴(yán)禁回填爛泥、雜物以及腐殖土。

④回填土方的木夯不宜大于20cm，蛙式打夯機(jī)不宜大于25cm，壓路機(jī)不宜大于30cm。

填土前需將一切雜物、石渣等清除干凈，灑水潤濕。回填土要干濕合適，每層鋪土以15cm為宜，夯打密實(shí)，以保證岸坡和側(cè)墻密切結(jié)合，不易漏水。夯打時(shí)注意不要振動(dòng)側(cè)墻，在其兩側(cè)填土?xí)r禁用重夯，可用單人夯或雙人夯夯實(shí)。

5 施工總結(jié)

在近年中，除險(xiǎn)加固工程對(duì)于大壩等起著非常重要的作用，在實(shí)施中要本著科學(xué)而嚴(yán)格的工程建設(shè)管理，嚴(yán)格按照施工程序組織施工，保證施工的順利實(shí)施，獲得良好的社會(huì)效益，經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益。