張峰水庫(kù)大壩填筑施工工藝探析

孟秀玲

（山西省張峰水庫(kù)建設(shè)管理局，山西 晉城 048215）

張峰水庫(kù)大壩填筑施工工藝探析

孟秀玲

（山西省張峰水庫(kù)建設(shè)管理局，山西 晉城 048215）

張峰水庫(kù)是沁河干流上的第一座大型水利工程，水庫(kù)大壩為粘土斜心墻堆石壩。從粘土心墻料填筑、過(guò)渡料填筑和堆石料填筑等方面，闡述了張峰水庫(kù)大壩填筑的施工工藝，并探討了填筑施工中需要注意的問(wèn)題及對(duì)策，確保大壩填筑施工質(zhì)量。

粘土斜心墻；過(guò)渡料填筑；堆石料填筑；張峰水庫(kù)

1 工程概況

張峰水庫(kù)位于山西省晉城市沁水縣張峰村，為沁河干流上第一座大型水利工程，控制流域面積4990km2，總庫(kù)容3.94億m3。是一座為城市生活、工業(yè)生產(chǎn)和農(nóng)村人畜飲水供水，并兼顧防洪與發(fā)電的水利樞紐工程。

大壩軸線方向?yàn)楸睎|27°09′，在平面上呈直線，與已建的基礎(chǔ)灌漿廊道軸線平行。壩型為粘土斜心墻堆石壩，排水廊道底部采用帷幕灌漿處理，兩邊為混凝土結(jié)構(gòu)，排水廊道上方的壩體中部為粘土斜心墻結(jié)構(gòu)的防滲體，斜心墻的上下游設(shè)置有反濾層，反濾層上下游分別設(shè)A區(qū)堆石料、B區(qū)堆石料、C區(qū)堆石料。堆石料下方采用混合土卵石基層，防止壩體出現(xiàn)下陷，增強(qiáng)壩體穩(wěn)定性。

大壩壩頂長(zhǎng)627.0m，寬10.0m，壩頂高程763.8m，最大壩高72.2m。在下游壩底處采用石渣回填方式，進(jìn)一步增強(qiáng)壩體的穩(wěn)固性。心墻最大底寬約36m，大壩最大底寬約240m，大壩正常蓄水位759.0m。

2 大壩填筑施工工藝

水庫(kù)大壩又稱攔河壩，分為土石壩和混凝土壩兩類。作為堤壩式水電站中的主要建筑物，大壩填筑施工關(guān)系到大壩整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定和安全性，在推動(dòng)國(guó)家水利工程的發(fā)展建設(shè)，營(yíng)造舒適的生活環(huán)境中起著至關(guān)重要的作用。張峰水庫(kù)大壩為粘土斜心墻堆石壩，壩體主要為粘土斜心墻、過(guò)渡料、堆石料以及壩體護(hù)坡的砂礫料墊層等構(gòu)成。

2.1 粘土斜心墻料填筑工藝及方法

土料攤鋪：粘土心墻料的攤鋪采取進(jìn)占法進(jìn)行施工，在汽車進(jìn)行卸料的同時(shí)，推土機(jī)進(jìn)行攤鋪，進(jìn)料汽車對(duì)攤鋪的松土層進(jìn)行碾壓，完成攤鋪土層的初步碾壓封閉，這樣可以避免暴雨侵襲對(duì)攤鋪?zhàn)鳂I(yè)的不利影響，降低因雨水帶來(lái)的損失，為雨后后續(xù)施工創(chuàng)造有利條件。同時(shí)，進(jìn)占法施工方法可以避免重車在已完成合格驗(yàn)收的土層上進(jìn)行碾壓，防止出現(xiàn)剪力破壞情況，并且保證松鋪系數(shù)為1.3，厚度≤40cm。

土料碾壓：碾壓采用20t振動(dòng)平碾方式，沿鋪料方向以進(jìn)退錯(cuò)距法進(jìn)行碾壓。碾壓遍數(shù)按照碾壓試驗(yàn)所得參數(shù)進(jìn)行，相鄰交接地段的碾壓需要保證碾跡搭接，垂直碾壓方向的搭接寬度為0.3～0.5m，順碾壓方向的搭接寬度為1.0～1.5m。在分段填筑過(guò)程中，橫向坡度≤1∶3，高度差≤15cm，廊道兩側(cè)的高度差≤1.5m。如填筑碾壓過(guò)程中出現(xiàn)彈簧土、光面與剪力破壞等情況，需要進(jìn)行補(bǔ)壓、拉毛與挖除等處理措施。

晴雨天施工措施：晴天施工時(shí)，由于土層表面的水分容易蒸發(fā)，鋪料前需要壓實(shí)表土并采取灑水濕潤(rùn)措施，不能在干燥時(shí)碾壓攤鋪的新土；雨季施工時(shí)，需要縮小土料攤鋪填筑的面積，并采取快鋪和快壓的方式，降低土中的含水量。如果雨水較大，則需要在大雨前以平碾方式將壩面碾壓為光面，避免雨水滲透到土層中。

2.2 過(guò)渡料填筑工藝及方法

反濾料與過(guò)渡料填筑碾壓：大壩上游需要先鋪土料，然后再鋪反濾料；大壩下游需要先鋪反濾料，然后再鋪土料。反濾料用20t的汽車運(yùn)到壩面，由裝載機(jī)倒入鋪料箱，最后由挖機(jī)沿著大壩軸線的方向進(jìn)行鋪設(shè)；過(guò)渡料用20t的汽車以后退方式進(jìn)行卸料，然后人工配合推土機(jī)進(jìn)行鋪料作業(yè)。同時(shí)，反濾料和過(guò)渡料用14t振動(dòng)平碾進(jìn)行碾壓，邊角的反濾料和過(guò)渡料需要用小型的振動(dòng)平碾進(jìn)行壓實(shí)，已經(jīng)完工的反濾料不能讓車輛通過(guò)。如果土料出現(xiàn)混雜情況，則需要及時(shí)進(jìn)行清除。

界面處理：在反濾料和過(guò)渡料填筑中，施工單位需要依據(jù)設(shè)計(jì)寬度進(jìn)行施工，確保界面清晰，填土和反濾料交接帶的寬度需要控制在填土層厚度1.5倍內(nèi)。對(duì)各界面上的大塊石頭，需要用挖機(jī)將其移放到相近的堆石區(qū)和粗料區(qū)。過(guò)渡料攤鋪時(shí)需要采取料堆卸料的形式進(jìn)行反鏟攤鋪，并以人工方式進(jìn)行收邊；碾壓時(shí)需要從反濾料區(qū)橫向推進(jìn)至過(guò)渡料區(qū)進(jìn)行騎縫碾壓，并在碾壓結(jié)束后取樣檢測(cè)，合格后再進(jìn)行下一層施工。

冬雨天氣施工措施：如果大壩填筑在冬季施工，需要將反濾料含水率控制在4%內(nèi)，并以高溫時(shí)堆存的砂礫料填筑，填筑過(guò)程中禁止加水，清除層面積雪與冰凍。同時(shí)，施工單位需要采取增加碾壓遍數(shù)、減少填筑層數(shù)和加大壓實(shí)力度等措施，確保填筑施工滿足設(shè)計(jì)要求。如果大壩填筑在雨季施工，施工現(xiàn)場(chǎng)不能通行重型汽車，以免破壞大壩路面或者汽車輪胎所帶泥砂對(duì)填筑材料造成污染，影響大壩填筑質(zhì)量。

2.3 堆石料填筑施工工藝及方法

攤鋪碾壓。在堆石料填筑中，施工單位需要采取爆破開(kāi)挖方式，利用挖掘機(jī)將堆石料裝車，然后以20t的自卸汽車將其運(yùn)輸?shù)酱髩紊?。大石塊需要在料場(chǎng)內(nèi)進(jìn)行擊碎，然后用推土機(jī)將堆石料攤平，誤差需要控制在層厚10%內(nèi)。在堆石料攤鋪平整后，施工單位需要以20t振動(dòng)碾沿著大壩的軸線方向以進(jìn)退錯(cuò)距法進(jìn)行碾壓。分段碾壓的相鄰碾跡需要相互搭接，垂直方向的搭接寬度在1～1.5m，順碾壓方向的搭接寬度在0.3～0.5m。

接縫處理：在卸料和平料時(shí)，水庫(kù)壩體和岸坡接合處容易出現(xiàn)架空和大塊石集中的情況，壩體局部不容易被壓實(shí)。大塊石需要用挖掘機(jī)分散，再對(duì)壩體和岸坡結(jié)合處進(jìn)行碾壓；架空的接合處需要先填筑過(guò)渡料，再填筑堆石料，并減少鋪料的厚度，用振動(dòng)碾進(jìn)行碾壓。在堆石料分層填筑過(guò)程中，壩體容易出現(xiàn)橫向或者縱向接縫，施工單位需要在鋪料時(shí)預(yù)留1～1.5m的平臺(tái)，在后期填筑到同一高程時(shí)，以振動(dòng)平碾進(jìn)行接縫碾壓。

3 填筑施工中需要注意的問(wèn)題

如果填筑面高低不平，施工單位需要從大壩低處開(kāi)始填筑施工，不能順坡填筑。當(dāng)填筑橫坡的斷面坡度大于1∶5時(shí)，需要減小地面坡度，保證斷面坡度在1∶5以內(nèi)。同時(shí)，分段作業(yè)最小長(zhǎng)度需要不小于100m，人工施工的長(zhǎng)度可以適當(dāng)減小，作業(yè)面的分層需要統(tǒng)一鋪土和碾壓，避免出現(xiàn)界溝。

在填筑過(guò)程中，如果大壩壩面出現(xiàn)彈簧土、光面和剪切破壞等問(wèn)題，施工單位需要采取妥善措施進(jìn)行處理，如增加碾壓次數(shù)和對(duì)壩面進(jìn)行拉毛處理等，并由監(jiān)理工程師驗(yàn)收達(dá)標(biāo)后方可進(jìn)行填鋪?zhàn)鳂I(yè)。在鋪設(shè)至填筑邊緣時(shí)，施工單位需要在填筑邊線的外側(cè)進(jìn)行適當(dāng)超填，并且保證人工鋪料厚度為10cm，機(jī)械鋪料厚度為30cm，以確保攤鋪填筑的質(zhì)量。

如果在鋪料填筑過(guò)程中氣候比較干燥，土層表面的水分蒸發(fā)比較快，施工人員需要在鋪料前適當(dāng)對(duì)表土進(jìn)行灑水濕潤(rùn)，以免影響土層鋪料填筑的質(zhì)量。

在水庫(kù)大壩填筑施工過(guò)程中，施工單位需要采用試坑注水法對(duì)壩體填料顆粒級(jí)配和填筑孔隙率進(jìn)行檢驗(yàn)，保證壩體填筑的密實(shí)度，并且對(duì)墊層料斜坡的碾壓質(zhì)量采取灌砂法進(jìn)行檢驗(yàn)。檢查結(jié)果需要由監(jiān)理工程師進(jìn)行審查，確保其填筑施工符合設(shè)計(jì)和規(guī)范的要求。

在填筑施工結(jié)束后，施工單位需要立即對(duì)壩面采取保養(yǎng)措施，如鋪上草簾等，讓混凝土凝結(jié)充分，保證壩體的強(qiáng)度和密實(shí)度。同時(shí)，在壩面鋪筑剛完成的一段時(shí)間，禁止施工車輛在上面通行，以免車輛碾壓破壞壩面的平整度和強(qiáng)度，最終對(duì)大壩填筑施工造成不利影響。

4 結(jié)語(yǔ)

在張峰水庫(kù)大壩填筑施工中，施工單位要采用合適的施工工藝與施工方法，要求施工人員按照施工圖紙規(guī)范操作，注重粘土心墻料填筑、過(guò)渡料填筑和堆石料填筑等關(guān)鍵環(huán)節(jié)的施工，對(duì)填筑施工中的各種注意事項(xiàng)做好針對(duì)性的防范措施，確保大壩填筑施工的質(zhì)量。

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孟秀玲（1983-），女，2005年畢業(yè)于山西水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院水利水電工程專業(yè)，助理工程師。

2016-09-14；

2016-10-18