馬鞍山水庫(kù)大壩施工技術(shù)要點(diǎn)

劉志強(qiáng)

（蒙自市水利勘測(cè)設(shè)計(jì)隊(duì)，云南蒙自 661199）

0 引言

土石壩結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，能因地制宜、就地取材，多見于小型水庫(kù)和中低壩工程，我國(guó)六七十年代建設(shè)的很多小型水庫(kù)基本都是人工填筑的土石壩。馬鞍山水庫(kù)大壩設(shè)計(jì)采用“粘土混凝土心墻泥灰?guī)r風(fēng)化料壩”。

1 工程概況

1.1 工程項(xiàng)目簡(jiǎn)介

馬鞍山水庫(kù)是一座新建小（1）型重點(diǎn)水源工程，水庫(kù)總庫(kù)容168 萬(wàn)立方米，設(shè)計(jì)灌溉面積2793 畝。水庫(kù)于2012 年3 月28 日開工建設(shè)，2014 年 5 月 29 日完工，2016 年 9 月 7 日通過(guò)蓄水驗(yàn)收，2016 年11 月29 日通過(guò)竣工驗(yàn)收。

1.2 工程地質(zhì)條件

河谷底部為沖洪積（Qapl）以砂礫為主的土層、粘土夾粗砂層，湖沼積分別為粘土層（夾鈣質(zhì)及螺殼化石）、粉土層和砂層。其中，粘土層因當(dāng)?shù)赝临|(zhì)中包含的物質(zhì)不同又可分為鈣質(zhì)結(jié)核、鐵錳質(zhì)結(jié)核、河床螺殼等結(jié)構(gòu)。河谷兩岸與河谷底部土質(zhì)略微接近，除山石礫土外，基本為粘土及粉土層；壩基為泥灰?guī)r并已全部風(fēng)化。

1.3 大壩工程

水庫(kù)攔河大壩設(shè)計(jì)為粘土混凝土心墻壩，大壩以泥灰?guī)r風(fēng)化料填筑。設(shè)計(jì)最大壩高19.2m，壩頂長(zhǎng)613.76m、寬5m、高程1315.5m，上游坡比1:3.0，下游坡比1:2.5、1306.5m 設(shè)10m 寬戧臺(tái)、以下坡比1:3.0，后壩腳為導(dǎo)濾體。施工時(shí)段2012 年6 月5 日至 2013 年 5 月 30 日，填筑工程量 263995.67m3。

2 施工方案

考慮與下游排水砂管、排水棱體施工的銜接及雨季度汛，填筑至排水砂管頂1299.6m 高程后分主、副區(qū)進(jìn)行填筑，至度汛高程1311.93m 后整體填筑，如圖1 所示。采用進(jìn)占法上料分層碾壓的施工工藝。

圖1 大壩標(biāo)準(zhǔn)橫培面

3 施工技術(shù)要點(diǎn)

3.1 施工準(zhǔn)備

首先，熟悉圖紙與設(shè)計(jì)方案，設(shè)計(jì)和相關(guān)規(guī)程規(guī)范的技術(shù)指數(shù)標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)方案的工程量相應(yīng)的施工強(qiáng)度進(jìn)行施工設(shè)備、物料準(zhǔn)備。并在充分利用現(xiàn)場(chǎng)條件對(duì)填筑施工涉及的各環(huán)節(jié)進(jìn)行系統(tǒng)的布置和銜接。

料場(chǎng)：泥灰?guī)r風(fēng)化料在設(shè)計(jì)指定的位置采備，布置2 個(gè)采料區(qū)、1 個(gè)堆料區(qū)，料場(chǎng)占地面積126.8 畝，泥灰?guī)r出露地表，巖層深厚，儲(chǔ)量充足。采料以機(jī)械為主，局部輔以爆破。關(guān)鍵點(diǎn)是采挖強(qiáng)度的調(diào)控，按先采先用的原則，保證采料、運(yùn)料、填筑的動(dòng)態(tài)平衡，并略有富余。

三通：新修壩右岸至料場(chǎng)長(zhǎng)2.3km 寬10m 的運(yùn)輸?shù)缆?，以自?lái)水為主供水，315kVA 變壓器供電。

碾壓試驗(yàn)：風(fēng)化料的碾壓試驗(yàn)按標(biāo)準(zhǔn)正交試驗(yàn)布置在料場(chǎng)進(jìn)行，正交表選擇L327 表，試驗(yàn)參數(shù)為含水率20%、23%、26%，鋪土厚度 50cm、60cm、70cm，碾壓遍數(shù) 4 遍、6 遍、8 遍，三個(gè)含水率的試驗(yàn)料分別試驗(yàn)一場(chǎng)，共試驗(yàn)三場(chǎng)27 組，每組取樣3 個(gè)，優(yōu)選參再經(jīng)復(fù)核性試驗(yàn)確定填筑施工參數(shù)為23%、50%、6%。參數(shù)確定后不得隨意更換相應(yīng)的設(shè)備和填筑用料，如有更換必須復(fù)核確定。

圖2 試驗(yàn)場(chǎng)布置

3.2 填筑施工

大壩填筑以開挖基底最低基面起始，嚴(yán)格按試驗(yàn)確定的23%含水率、50cm 鋪土厚度、6 遍碾壓的參數(shù)流水逐層推進(jìn)。按照施工放樣標(biāo)志沿平行壩軸方向從壩右向壩左進(jìn)占鋪土、從上游向下游流水作業(yè)，并依次碾壓。

主要機(jī)械：LG622 全液壓振動(dòng)平碾2 臺(tái)，YZTY20K 全液壓振動(dòng)凸塊碾1 臺(tái)，小松PC360、小松PC240、CAT330 挖掘機(jī)各2 臺(tái)，T140 推土機(jī) 2 臺(tái)，SD16 推土機(jī) 1 臺(tái)，ZL50C 裝載機(jī) 2 臺(tái)，20t 雙橋自卸汽車 10 輛、8t 自卸汽車 5 輛、15T 油罐車 1 臺(tái)，BX-12 振動(dòng)平板夯、HC-70 沖擊夯各3 臺(tái)，測(cè)量設(shè)備1 套，土工試驗(yàn)設(shè)備1套，4L-20/8 空壓機(jī) 2 臺(tái)。

施工程序：測(cè)量放線→壩料運(yùn)輸、灑水→卸料→鋪料→輔助灑水→碾壓→質(zhì)檢合格→下一層測(cè)量放線。

施工工藝流程：自卸汽車進(jìn)占法上料→推土機(jī)攤鋪找平→灑水潤(rùn)濕→振動(dòng)平碾來(lái)回進(jìn)退壓實(shí)→振動(dòng)碾壓壓實(shí)結(jié)合部、人工夯板同步夯實(shí)邊角→質(zhì)檢并做出質(zhì)檢結(jié)論合格→隱蔽驗(yàn)收簽證并作出質(zhì)量評(píng)定→振動(dòng)凸塊碾處理結(jié)合層→灑結(jié)合水→下一層上料。

關(guān)鍵（控制）點(diǎn)：嚴(yán)格按照施工作業(yè)程序進(jìn)行填筑控制。在進(jìn)行放樣時(shí)對(duì)流水填筑作業(yè)區(qū)必須撒灰線或標(biāo)志樁上牽拉標(biāo)識(shí)線，并在左右兩岸坡有相應(yīng)灰線和標(biāo)志標(biāo)識(shí)，主區(qū)、副區(qū)也必須有相應(yīng)的灰線或標(biāo)志標(biāo)識(shí)線并在副區(qū)施工中適時(shí)處理好結(jié)合面；第一層填筑施工作業(yè)前，必須先對(duì)基面壓實(shí)、結(jié)合面處理；不合格料嚴(yán)禁上壩，嚴(yán)格按放樣標(biāo)志線進(jìn)行料層攤鋪平整，并對(duì)面層及結(jié)合層適時(shí)噴撒補(bǔ)水；靠近岸邊地帶應(yīng)以較細(xì)料鋪筑，邊角以沖擊夯（板夯）夯實(shí)；前、后壩坡必須以超填后再削坡成型。超填寬度為1.5～2m，每填筑10 層用推土機(jī)或反鏟挖掘機(jī)收坡一次，并在護(hù)坡施工前再由推土機(jī)或挖掘機(jī)壓實(shí)壩坡，局部人工配合清整并拍實(shí)表面的松散層。

交叉施工：馬鞍山水庫(kù)壩體排水設(shè)計(jì)為排水砂管，排水砂管嵌入下游壩腳排水棱體，滲水由排水棱體匯入排水溝流入下游。填筑至排水砂管頂1299.6m 高程后分主、副區(qū)進(jìn)行填筑，主區(qū)部分1299.6m 高程完成后便及時(shí)施工主區(qū)邊界內(nèi)的排水砂管部分，并同步填筑副區(qū)部分直至1299.6m 高程，之后填筑以主區(qū)和上游副區(qū)為主，下游副區(qū)以排水砂管、排水棱體為主，施工完畢后及時(shí)轉(zhuǎn)入填筑。關(guān)鍵點(diǎn)是高效組織排水砂管、排水棱體的施工。

3.3 質(zhì)量檢查

嚴(yán)格按設(shè)計(jì)及相關(guān)規(guī)程規(guī)范進(jìn)行取樣檢驗(yàn)試驗(yàn)、現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)，各項(xiàng)指數(shù)標(biāo)準(zhǔn)均符合設(shè)計(jì)及相關(guān)規(guī)程規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。關(guān)鍵點(diǎn)為干密度、壓實(shí)度。

鋪料厚度：風(fēng)化料為50cm，共檢測(cè)564 組，最大57cm、最小38cm，合格553 組，合格率為98.1%；混合料為40cm，共檢測(cè)696組，最大61cm、最小28cm，合格681 組，合格率為97.8%。

壓實(shí)厚度：風(fēng)化料層厚50cm，共檢測(cè)564 組，最大58cm、最小35cm，合格556 組，合格率為98.6%；風(fēng)化料層厚40cm，共檢測(cè)696 組，最大41cm、最小25cm，合格675 組，合格率為97.0%。

干密度：采用灌水法檢測(cè)，設(shè)計(jì)控制指標(biāo)為≥1.62g/cm3，共檢測(cè) 417 組，最大 1.89g/cm3、最小 1.47g/cm3，合格 414 組，合格率為99.3%。

壓實(shí)度：設(shè)計(jì)控制指標(biāo)為≥96%，共檢測(cè)417 組，最大104.0%、最小93.2%，合格408 組，合格率為97.8%。

含水率：設(shè)計(jì)按土料最優(yōu)含水率的+3%～-2%控制，共檢測(cè)417 組，最大含水率為25.3%，最小含水率為10.3%，合格417 組，合格率為100.0%。

滲透系數(shù)：采用現(xiàn)場(chǎng)試坑注水法檢測(cè)，設(shè)計(jì)風(fēng)化料為K≥3.8×10-4cm/s，檢測(cè) 145 組，最大 5.34×10-3cm/s、最小 1.15×10-4cm/s，合格136 組，合格率93.8%，滿足設(shè)計(jì)要求。

4 結(jié)束語(yǔ)

土石壩施工工藝已達(dá)到完善、成熟的標(biāo)準(zhǔn)，壩體用料因地制宜、就地取材，并且使用壽命長(zhǎng)、安全可靠、便于維護(hù)維修，造價(jià)相對(duì)也較低，泥灰?guī)r風(fēng)化料壩在蒙自市馬鞍山水庫(kù)工程中得到了成功應(yīng)用，在同類（類似）工程中尤其值得推廣。