和順縣戀思水庫土壩工程壩體黏土填筑質(zhì)量控制

戴曉麗

（山西省水利建筑工程局 山西太原030006）

1 工程概況

和順縣戀思水庫位于清漳河?xùn)|源主流張翼河上游，是和順縣城市生活和工業(yè)用水的水源地之一，控制流域面積為113km2,總庫容1600 萬 m3。

戀思水庫為中型水庫，樞紐工程屬Ⅲ等工程，由大壩、溢洪道、導(dǎo)流泄洪洞等建筑物組成，設(shè)計洪水標(biāo)準為50年一遇，校核洪水標(biāo)準為1000年一遇。

戀思水庫大壩為均質(zhì)黏土壩，壩高30.3m，壩頂長336.8m，壩頂寬6.0 m，最大壩底寬185.03m。上游壩坡由上至下坡比分別為1:2.75、1:3.0、1:3.25，下游壩坡由上至下坡比分別為1∶2.25、1∶2.5、1∶3.0，大壩上下游均在相對壩高10.8m 和20.8m 處各設(shè)一條馬道，下游壩坡設(shè)貼坡排水。

2 施工過程質(zhì)量控制

2.1 設(shè)計要求

和順縣戀思水庫壩體土方填筑由截水槽高塑性黏土填筑、岸坡高塑性黏土填筑和壩體均質(zhì)黏土填筑三部分組成，高塑性黏土取自大壩右岸土料場，含水率為19.3%～20.3%，壓實度為96%；均質(zhì)黏土取自左右岸和庫區(qū)土料場，含水率為14.8%～16.8%，壓實度為97%。

2.2 碾壓試驗

現(xiàn)場試驗室在料場挖了7個坑進行擊實試驗取樣，確定高塑性土土場選在大壩右岸，均質(zhì)黏土土場選在大壩左、右岸各一處。通過對左右岸土料含水量、砂粒、粉粒、黏粒、液限、塑限、塑性指數(shù)、限制粒徑、典型粒徑等基本性質(zhì)檢驗成果分析，左岸土場土料偏向砂礫性，在土料充足的情況下優(yōu)先考慮用右岸土場土料填筑。

在大壩上游圍堰選三個寬度為15m的試驗條帶，經(jīng)多次試驗最終確定料場土料的施工碾壓參數(shù)為：選取右岸高塑性黏土和均質(zhì)土料，碾壓機械選用20 t凸塊振動碾，鋪土厚度為40 cm,松鋪系數(shù)為1.35，碾壓8遍，行車速度1～2km/h，高塑性黏土含水率為14.5%～17.5%，干密度大于1.59g/cm3，均質(zhì)土料含水率為10.5%～14.5%或15.5%～20.5%，干密度大于1.75g/cm3或大于1.65g/cm3。

2.3 壩體及截水槽黏土填筑施工質(zhì)量控制方法

壩體填筑主要包括壩體均質(zhì)黏土填筑、壩端結(jié)合帶高塑性黏土填筑、河床段和左、右岸截水槽高塑性黏土填筑，采用“層面處理”→“卸料”→“鋪料”→“碾壓”→“檢驗”→“層面處理”的順序逐層循環(huán)施工。

2.3.1 土料上壩前的控制

土料填筑前先進行含水率檢測，當(dāng)含水率過高時對土料進行翻曬處理，當(dāng)含水率過低時，則對土料灑水進行補水處理，確保土料填筑前的含水率接近最優(yōu)含水率。含水率檢驗頻率為平均每天檢驗兩次，雨后和連續(xù)干熱天氣加大檢驗頻率。

在施工過程中，料場土料的基本性質(zhì)指標(biāo)會隨著開挖的進展而有所改變，項目試驗室及時進行取樣檢測，并進行擊實試驗，以準確控制回填土料的壓實質(zhì)量。

2.3.2 壩體均質(zhì)黏土填筑

壩體土方填筑施工在大壩基礎(chǔ)開挖完成、截水槽河床段高塑性黏土填筑到一定高程之后進行，土料為取于右岸土場和左岸下游土場的均質(zhì)黏土料。

先沿截水槽下游邊線到壩體下游邊線鋪設(shè)一層無紡?fù)凉げ迹?00 g/m2），從河床段最低處開始找平，找平之后開始分區(qū)填筑。相應(yīng)于壩高20.8m以下每層縱向分為A、B、C三個區(qū)域循環(huán)向上填筑，相應(yīng)于壩高20.8m以上每層縱向分為A、B兩個區(qū)域循環(huán)往上填筑，每層虛鋪40 cm，采用20 t振動碾碾壓8遍的施工方法進行壓實，確保壓實后的大壩土方壓實系數(shù)達到0.97以上。

由于施工前期導(dǎo)流洞達不到過水條件，所以大壩采用了左右岸分期填筑的方法進行施工，首先在右岸0+280處設(shè)置一道施工方法和填筑材料與大壩壩體相同的底寬10 m、頂寬6m、高4m的縱向黏土圍堰，使其與右岸岸坡形成一道用于先期過水的導(dǎo)流明渠。圍堰修筑完成后先進行左岸壩體的填筑，填筑至相應(yīng)于壩高26.05m后停止施工，至2011年10月導(dǎo)流洞具備過水條件時開始右岸壩體填筑施工，用1.8m3反鏟挖掘機挖除右岸原導(dǎo)流明渠內(nèi)的淤泥并用砂礫料進行回填換基，然后進行截水槽及壩體填筑施工。

施工中要特別注意新舊壩體結(jié)合部位的處理。對已填筑壩體接觸面進行坡度不陡于1:3的削坡處理，并增加結(jié)合部位的檢測點密度，檢驗壓實度和含水率，且隨著填筑面上升不斷調(diào)整接合部位的含水率，確保結(jié)合部位的施工質(zhì)量滿足要求。當(dāng)最大干密度為1.71g/cm3，最優(yōu)含水率為17.1%時，干密度為1.66～1.72g/cm3，含水率為16.3%～18.5%，壓實度為97.1%～100.6%；當(dāng)最大干密度為1.78g/cm3，最優(yōu)含水率為17.9%時，干密度為1.73～1.79g/cm3，含水率為17.8%～21.9%，壓實度為97.1%～100.6%?？梢娊雍喜课粔簩嵍群秃士刂屏己谩?/p>

2.3.3 壩體岸坡高塑性黏土填筑

左右岸岸坡高塑性黏土填筑在左右岸邊坡隱蔽工程驗收完成后進行，與壩體均質(zhì)黏土填筑同步進行。土料為右岸土場的高塑性黏土。先用漿砌石將岸坡倒坡處填補成平緩的順坡，然后對整個岸坡刷黏土漿，壩體與岸坡連接處用50 cm寬的高塑性黏土填筑并用HCR-90型汽油沖擊夯和挖掘機振動板夯實，確保接觸帶高塑性黏土的壓實系數(shù)達到設(shè)計要求,以保證壩體與岸坡的有效結(jié)合。

2.3.4 河床段截水槽高塑性黏土填筑

河床段截水槽高塑性黏土填筑在壩基河床段截水槽開挖工程驗收完成后進行，采用自下而上的施工方法，從截水槽基坑最低處開始填筑。每層虛鋪40 cm，采用20 t振動碾碾壓8遍的施工方法進行壓實，確保壓實系數(shù)滿足設(shè)計要求。

2.3.5 左、右岸截水槽高塑性黏土填筑

左、右岸岸坡截水槽高塑性黏土填筑在左、右岸截水槽開挖工程驗收完成后進行，與大壩均質(zhì)黏土同步填筑，用HCR-90型汽油沖擊夯和挖掘機振動板夯實，確保壓實系數(shù)滿足設(shè)計要求。

2.3.6 取樣檢查

全部施工過程嚴格按照規(guī)范進行質(zhì)量控制，平均每150 m3自檢一次。對取樣點壓實系數(shù)沒有達到設(shè)計要求（均質(zhì)黏土大于0.97，高塑性黏土大于0.96）的部位，全部進行了補壓處理、重新加密取樣達到要求后方可進行下一層的填筑。山西省水利水電科學(xué)研究院在現(xiàn)場按我方自檢點數(shù)的5%進行抽檢，對整個施工過程的碾壓質(zhì)量實施有效控制。

3 壩體填筑質(zhì)量檢驗結(jié)果及分析

在填筑過程中按SL237-1999《土工試驗規(guī)程》和DLT5129-2001《碾壓式土石壩施工規(guī)范》要求（每200 m3一次）進行取樣檢測。取樣檢測結(jié)果見表1：

表1 壩體填筑取樣結(jié)果統(tǒng)計表

續(xù)表1

由表1可見壩體土方的壓實質(zhì)量控制效果良好，初次壓實絕大多數(shù)檢驗點的壓實度都到達了設(shè)計要求，即使沒有達到設(shè)計要求的點，也均滿足了DLT5129-2001《碾壓式土石壩施工規(guī)范》中干密度不小于0.98倍設(shè)計要求的條件，但應(yīng)業(yè)主要求，施工單位對所有壓實度未達到設(shè)計要求的點代表的區(qū)域均進行了補壓處理，最終結(jié)果大壩回填土壓實度檢測全部合格

4 結(jié)束語

壩體黏土填筑過程應(yīng)注意從以下幾方面改進質(zhì)量控制：

1）壓實度作為壓實指標(biāo)比干密度能更加靈活有效地控制回填土的壓實質(zhì)量，避免了因土場土質(zhì)的逐漸變化而引起的最大干密度變化對回填質(zhì)量的影響。

2）任何質(zhì)量控制都是從原材料開始的，在土料場嚴格控制上壩土料的含水率以保證有效壓實度。

3）施工前必須進行碾壓試驗，碾壓試驗是確定壓實參數(shù)和施工方案的重要依據(jù)，依據(jù)碾壓試驗分析結(jié)果進行施工，才能確保壓實工序完成后回填土的壓實度滿足設(shè)計要求。

4）施工中嚴格按照已定的專項方案施工，尤其嚴格控制碾壓機具的行走速度為1～2km/h，并且碾壓機具沿軸線方向碾壓8遍。

5）碾壓完成后的現(xiàn)場干密度取樣是判斷回填土料壓實是否合格的主要依據(jù)，每層碾壓完成后按梅花形在回填面上均勻布置取樣點，每200 m3取一次樣，嚴格遵照SL237-1999《土工試驗規(guī)程》試驗，確保干密度試驗及時、準確。對于不合格點代表的范圍及時進行補壓處理并重新加密取樣。

6）對于左右壩體接合處按照DLT5129-2001《碾壓式土石壩施工規(guī)范》的要求嚴格削坡，坡度不陡于1:3，并且加大接合處的試驗強度，確保左右壩體有效結(jié)合，結(jié)構(gòu)穩(wěn)固緊密。

7）壩體與左右岸邊坡接觸帶填筑50 cm高塑性黏土并在接觸巖面上涂刷稠黏土漿可以有效加強壩體與巖石岸坡的連接，高塑性黏土較強的可塑性可以使其與岸坡面有更加緊密的接觸，從而有效避免了邊坡滲流的現(xiàn)象，保證了壩體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。