蓄水池土方填筑施工分析

賈紅軍

（陽城縣水務局，山西　陽城　048100）

1　工程概況

張峰水庫一干渠鄭莊—芹池供水工程末端蓄水池位于陽城縣芹池鎮(zhèn)劉東村，蘆葦河北岸臺地上。蓄水池區(qū)現多為耕地，呈梯田狀，高程705～728m，地形坡度10°左右。表層為低液限粘土，厚約10～15m，下伏基巖為二疊系上統石千峰組（P2sh）黃灰色砂巖夾紫紅色泥巖。

水池所在區(qū)域地形北高南低，考慮到盡量減少開挖工程量和就地處理開挖土方，水池設計為半挖半填式，池底高程為711.50m，長130m，寬80m，池頂高程為722.00m，長193m,寬143m，水深9.0m，水池總深度10.5m，池壁內邊坡1∶3，水池外部回填邊坡1∶2.5，水池總容積 15 萬 m3。

2　施工參數確定

根據《碾壓式土石壩施工規(guī)范》要求，應在土方填筑施工前通過碾壓試驗，對設計填筑標準進行驗證、復核，以確定相應的施工參數，包括碾重、振動頻率、行進速度、鋪料厚度、加水量、碾壓遍數等。

2.1　設計填筑指標

料場主要由低液限粘土組成，其天然含水率為14.3%～22.4%，干密度為1.21～1.62g/cm3。壩體土方填筑施工質量設計指標見表1。

表1　土方填筑施工質量設計指標

2.2　碾壓試驗

根據施工單位的實際狀況、土料特性和施工情況，選擇施工機具。采用1.0m3挖掘機和3.0m3裝載機裝土，20t自卸汽車運輸，推土機平料，20t自行式振動凸塊碾采用進退錯距法碾壓，碾壓方向平行于縱軸線（壩軸線方向）。振動碾振動頻率為28～32Hz，行進速度控制在1～2km/h以內。

每層試驗鋪料面積為22m×8m，每層安排10個試驗組合，每個試驗組合均按1.5m×1.5m梅花形布置10個網格測點，用水準儀測量鋪料前、鋪料后及不同碾壓遍數后同一測點上的標高。按規(guī)定的碾壓遍數碾壓結束后，用環(huán)刀法測10個點的干密度值（結合層取樣2個）。

取土料進行擊實試驗，最大干密度為1.72g/cm3，最優(yōu)含水率為19.3%。

該土料場土料含水率分布均勻，本次試驗選用30cm、35cm、40cm三種鋪土厚度進行碾壓試驗,碾壓試驗分別為4、6、8遍。碾壓試驗成果見表2。

表2　土料碾壓試驗成果數據匯總

2.3　施工參數確定

從以上試驗結果可知：采用土料含水率17.0%，鋪料厚度35cm，碾壓8遍,測點合格率達到100%，可滿足設計指標壓實度≥97%，干容重≥1.67g/cm3的要求。

3　土方填筑施工

3.1　作業(yè)區(qū)規(guī)劃

該蓄水池為半挖半填式，地形特征為北高南低，填筑作業(yè)區(qū)共分南側、東側、西側3個作業(yè)區(qū)。土方填筑施工從南側地形最低處開始，就近開挖土料進行壩體填筑，從空間規(guī)劃上保證高料高用，低料低用。南側作業(yè)區(qū)填筑至與東、西側作業(yè)區(qū)相銜接后，再對3個作業(yè)區(qū)進行輪換工作面填筑施工。

3.2　填筑方法

自卸汽車運輸土料要采用“進占法”進行卸料，盡量避免載重車輛在已壓實的壩面上行駛，防止已壓實土層產生剪切破壞。對于局部由于人員踩踏、機械碾壓形成的干硬光面，在鋪土前要進行刨毛、灑水濕潤處理。

鋪土時，按一個作業(yè)段的寬度加上預留20cm以上的削坡余量一次性鋪土。一個作業(yè)段內必須將所鋪開的土按質量要求碾壓完畢，碾壓采用進退錯距法，碾跡重疊要符合規(guī)范要求。作業(yè)段的搭接要做成緩坡，搭接處坡度不陡于1∶3，對結合部位要清除雜物，刨毛和灑水，保證結合部位達到壓實要求。

3.3　質量控制

土方填筑施工前按設計要求對料場進行清基，主要是對表面耕作層及植物根系含量較多，工程性質較差的表層土進行清除。

定期進行土料抽樣檢查，對超限含水率的土料要經過日光曝曬后再拉至壩上，對含水率不夠的土料上壩后適當加水。在氣溫較高，風大，間隔時間較長時，由于土層表面水份蒸發(fā)，上下土層間會有分層現象，從而導致質量降低，應對下層土料灑水濕潤后再鋪上層土料。

現場施工員用帶刻度的鋼釬尺測量鋪土厚度，隨時釬插。發(fā)現鋪土不達標準時，指揮負責平料的推土機司機進行糾正，保證壩面鋪土厚度均勻，均衡上升。

振動碾壓采用前進后退法碾壓，嚴格控制漏壓和超壓。施工員要準確記錄碾壓遍數，及時告知司機，確保碾壓次數達標。

壩面壓實后，要按照試驗規(guī)程進行抽樣檢查。用環(huán)刀法做含水率及干容重檢測，發(fā)現不合格的部位要及時分析原因并采取措施補壓，補壓后重新抽樣檢查，達標后方可進行下道工序的施工。

3.4　防雨措施

為避免降雨對施工的不利影響，要合理安排人員和機械設備，抓住有利時機，使填筑工作能夠高效進行。

做好蓄水池土料場范圍內的排水工作，利用蓄水池北高南低的地形特點，在適宜的位置布設排水溝，及時將降雨導致的積水排走，避免浸泡土料。

對于已進行清基暫未用的土料場，要對裸露表面進行壓實，形成光面，避免降雨時積水導致土料含水量提高。

以上壩鋪開的土料由于降雨未進行碾壓的，應利用晴天及時翻曬土料，含水量達標后及早進行碾壓。對于凸塊碾碾跡內的積水，應對表層5cm進行剝離清除，或在自然曬干至標準含水率范圍時方可進行碾壓。

做好作業(yè)面降排水工作。在壩體布置截水槽，在壩體周邊根據地形布置截水溝。作業(yè)面應壓成緩坡，坡向壩體截水槽，以利降雨時排水。

雨后復工，對于受到雨水浸泡的表層要重新進行壓實度檢測，不達標的要剔除。

3.5　質量檢查結果

在土方填筑過程中按照試驗規(guī)程共進行環(huán)刀取樣420個，99%達標。單元工程驗收全部合格，96%以上達到優(yōu)良標準。

4　結語

在施工過程中，施工單位對土料及填筑層及時進行自檢，監(jiān)理、業(yè)主等部門分層抽檢，嚴格把關，保證了工程的質量和進度要求，施工單位也獲得了良好的經濟效益。