水庫攔河壩填筑施工技術(shù)及質(zhì)量控制研究

胡明

（墨江縣水務(wù)局，云南 普洱 654800）

不同于一般建設(shè)項(xiàng)目，水庫工程的建設(shè)工藝相對比較復(fù)雜，加上水庫所處的環(huán)境更加惡劣，對攔河壩的施工質(zhì)量有著更高的要求。從空間和時間維度出發(fā)，要對庫存的水資源進(jìn)行合理調(diào)節(jié)，以保證人們的生命安全，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供一定的水資源。由于建成后的水庫長時間浸泡在水中，時間一長，水庫攔河壩的壩體往往會因?yàn)殚L期承受水流的侵蝕而發(fā)生一定的結(jié)構(gòu)性損壞，從而在很大程度上降低水庫攔河壩壩體結(jié)構(gòu)的可靠性與安全性，致使壩體發(fā)生滲透問題，若不加以及時處理，最終會影響到水庫運(yùn)行的穩(wěn)定性，影響到下游農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和居民生命安全[1]?；诖?，施工單位在開展水庫攔河壩施工作業(yè)時，必須結(jié)合工程的具體情況，選擇合理的施工技術(shù)，并加強(qiáng)對攔河壩施工質(zhì)量的有效控制，從而確保水庫攔河壩運(yùn)行的穩(wěn)定性。

1 水庫攔河壩填筑施工技術(shù)

以某水庫為例，該工程項(xiàng)目臨城而建，位于某農(nóng)村地區(qū)的西南方，庫容量為1.7 億m3，其主要承擔(dān)著防洪抗災(zāi)的作用，還具備灌溉、水產(chǎn)養(yǎng)殖和發(fā)電等綜合作用。該水庫涉及到攔河壩、水電站、尾渠等建設(shè)項(xiàng)目，其中攔河壩壩頂標(biāo)高為135 m，防浪墻頂高程為137 m，壩體總長為1 439 m。

1.1 合理選擇施工機(jī)械設(shè)備

在攔河壩填筑施工過程中，施工單位結(jié)合該水庫的具體情況，選擇沙礫材料進(jìn)行攔河壩壩坡的填筑施工，采用挖掘機(jī)裝填料，由自卸汽車負(fù)責(zé)施工材料的運(yùn)輸，使用推土機(jī)進(jìn)行推平，采用振動碾方式加以壓實(shí)。其中針對挖掘機(jī)與自卸汽車的類型，建議選擇1.2 m3反鏟挖掘機(jī)，鏟斗挖掘力為180 kN，爬坡能力為35°，結(jié)合本水庫攔河壩工程施工進(jìn)步要求，高峰期的施工任務(wù)量為5 000 m3/d，施工單位需考慮安排兩支施工隊(duì)伍開展施工作業(yè)，所以應(yīng)配置4 臺容量為1.2 m3的挖掘機(jī)。同時，施工單位需結(jié)合施工方案要求，對土方調(diào)配距離進(jìn)行合理控制，配置30 輛15 t 自卸汽車完成施工材料的運(yùn)輸。另外，結(jié)合本水庫攔河壩工程的實(shí)際填筑壓實(shí)要求，施工單位選擇LT220B 型自行式振動碾，振動輪寬度為2 298 m，運(yùn)行速度為11 km/h。在實(shí)際作業(yè)過程中，需要結(jié)合施工進(jìn)度，來對每日填筑量進(jìn)行科學(xué)安排，配備一定數(shù)量的振動碾，以滿足攔河壩填筑施工的需要。

1.2 碾壓試驗(yàn)

在正式施工前，施工單位需要結(jié)合水庫攔河壩填筑的具體規(guī)范和要求，借助合理的方式來明確各項(xiàng)施工參數(shù)，以指導(dǎo)水庫攔河壩填筑施工的有序、高效開展。碾壓試驗(yàn)作為攔河壩填筑施工中最為重要的一環(huán)，如果填料開采過程中，天然含水率不能滿足攔河壩填筑的相關(guān)要求，就需要作出合理的調(diào)整，從而保證整個項(xiàng)目施工作業(yè)的順利開展，確保整個工程的施工質(zhì)量[2]。同時，在填筑施工過程中，碾壓次數(shù)、碾壓作業(yè)方式方法、松鋪厚度等各項(xiàng)參數(shù)都會直接影響到水庫攔河壩的質(zhì)量，所以需要通過碾壓試驗(yàn)來明確這些參數(shù)。本水庫攔河壩填筑工程的松鋪厚度為0.81 m，選擇振動碾壓方式，機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行速度為3 km/h，碾壓次數(shù)為5 次。

1.3 基礎(chǔ)處理

在地基開挖前，施工單位必須充分掌握水庫攔河壩所在區(qū)域的天氣情況，盡量避開雨天施工，防止由于天氣問題而影響到攔河壩填筑質(zhì)量。對于水庫攔河壩壩基的施工，需嚴(yán)格按照施設(shè)計(jì)圖的實(shí)際尺寸要求，合理開展測量放線作業(yè)，然后借助適宜的機(jī)械設(shè)備來實(shí)施開挖作業(yè)。為防止出現(xiàn)超挖問題，施工人員需在與地基標(biāo)高相接近的狀況下，選擇人工施工方式，來精準(zhǔn)控制地基標(biāo)高。待結(jié)束地基開挖以后，施工單位需迅速組織專業(yè)技術(shù)人員來對每一項(xiàng)工作內(nèi)容進(jìn)行驗(yàn)收，立即完成填筑。在這一過程中，需要提前清理干凈浮土，找平基礎(chǔ)，通過灑水方式來讓地基表面始終處于濕潤狀態(tài)，從而確保后續(xù)施工作業(yè)的高質(zhì)量開展。

1.4 填筑施工

在水庫攔河壩填筑施工過程中，施工單位選擇分層段流水作業(yè)，通過自卸車來完成砂礫的運(yùn)輸，沿著壩軸方向開展分層鋪料作業(yè)。由于本水庫攔河壩項(xiàng)目的作業(yè)面受到環(huán)境因素的影響較大，作業(yè)面也比較狹窄，所以自卸車不能直接抵達(dá)指定的施工位置，這就需要使用推土機(jī)實(shí)施平整作業(yè)，并配合人工方式開展施工作業(yè)。同時，施工人員需結(jié)合碾壓試驗(yàn)結(jié)果，明確分層碾壓的實(shí)際厚度情況。在具體的分段作業(yè)期間，為方便作業(yè)的開展，需對作業(yè)長度進(jìn)行合理控制，對整個作業(yè)面進(jìn)行統(tǒng)一管理，并同時開展鋪料、碾壓及灑水等作業(yè)，注意不可產(chǎn)生明顯界溝，保證最終的施工質(zhì)量符合水庫攔河壩工程建設(shè)的要求。若存在2 個填筑面相鄰作業(yè)的情況，需保持均勻上升，以避免產(chǎn)生施工縫，如果由于攔河壩填筑施工現(xiàn)場環(huán)境限制，每段之間具有高度差，對此需設(shè)置過渡斜坡，嚴(yán)格控制坡度大小，最好控制在1∶4 之間。

在卸料和鋪料過程中，施工人員需迅速做好測量工作，在每鋪設(shè)一層砂礫之前，需先打上控制樁，保證鋪筑的實(shí)際厚度符合水庫攔河壩的建設(shè)規(guī)范。否則會出現(xiàn)碾壓不實(shí)或欠鋪的問題，最終影響到水庫攔河壩填筑施工質(zhì)量。在下游砂礫填筑施工過程中，周圍環(huán)境會在很大程度上影響到新老壩體的結(jié)合位置，從而形成一個薄弱帶，若沒有采取有效措施對這一薄弱地帶進(jìn)行有效處理，將會影響到整個工程的施工質(zhì)量，所以施工人員需要重視攔河壩填筑面的緊密性、合理性。在這一過程中，若填料濕潤度不足，過干，將會增加壓實(shí)的難度，所以需要采用灑水的方式來提高填料的濕潤度，讓其含水量保持在最適宜的狀態(tài)[3]。最后，為確保工程施工質(zhì)量，振動碾壓的方向必須與水庫攔河壩壩軸方向相一致，通過錯距法實(shí)施碾壓操作。

1.5 壓實(shí)作業(yè)

在壓實(shí)作業(yè)期間，借助碾壓機(jī)以自動式振動碾壓的方式來對填筑料進(jìn)行壓實(shí)。振動碾運(yùn)行方向和壩軸線方向要處于平行狀態(tài)，還需合理明確相鄰作業(yè)面碾壓輪跡搭接寬度，其中垂直軸線方向必須大于等于3 m，平行軸線方向必須大于等于0.5 m。每填筑一層就碾壓一層，之后迅速采用沉降觀測法或是核子密度儀對每一層的壓實(shí)質(zhì)量進(jìn)行檢測，并使用灌水法加以校核，從壓實(shí)段具有代表性的位置提取樣本，進(jìn)行壓實(shí)質(zhì)量檢測，注意取樣點(diǎn)必須均勻分布，在確認(rèn)砂礫料壓實(shí)度與含水量等各項(xiàng)參數(shù)符合工程建設(shè)要求后，才能夠繼續(xù)下一層施工。若壓實(shí)度沒有滿足建設(shè)要求，就需進(jìn)行補(bǔ)壓處理，確認(rèn)合格以后方可進(jìn)行下一層施工。對于鋪料和壓實(shí)作業(yè)，應(yīng)采取連續(xù)作業(yè)的方式，這樣做能夠避免砂礫料被曬干，導(dǎo)致含水量過小，從而對壓實(shí)效果與填筑質(zhì)量造成不利影響[4]。如果碾壓過程中表面的砂礫料已被風(fēng)干，必須做好灑水處理。針對檢測合格的填筑層，若無法繼續(xù)施工，需在復(fù)工后做好灑水工作，待確認(rèn)合格后方可繼續(xù)下一層的填筑作業(yè)，確保每一層之間的結(jié)合質(zhì)量。

1.6 壩頂填筑

在壩頂拆除后，施工單位需結(jié)合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和要求，利用土料、砂礫料平起法開展相應(yīng)的填筑作業(yè)。在具體施工中，需先填砂礫，然后填黏土；在碾壓過程中，要做到層次分明、平起平升，選擇自卸汽車進(jìn)占法卸料，讓振動碾和壩軸線方向保持平行，利用土塊碾的方式對土料進(jìn)行壓實(shí)，利用振動平碾的方式對砂礫料進(jìn)行壓實(shí)。對于壩頂?shù)奶钪?，盡可能采用級配良好、粒徑較小的填料來完成填筑，在碾壓過程中，若一些位置不能碾壓到，應(yīng)借助手扶式小振動碾加強(qiáng)碾壓，促使邊部壓實(shí)度達(dá)到相應(yīng)的規(guī)范和要求，只有確認(rèn)碾壓合格以后，才能夠使用挖掘機(jī)進(jìn)行削坡作業(yè)。

1.7 削坡

為確保水庫攔河壩壩體的安全性和穩(wěn)定性，就必須嚴(yán)格控制削坡作業(yè)的質(zhì)量，確保坡度滿足設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。在本水庫攔河壩施工中，施工單位依據(jù)填筑寬度的要求，預(yù)留出0.3～0.5 m 的余量，一次削坡2～3 m，在使用削坡機(jī)械過程中需要人工配合，采用DTM-532 全站儀來對削坡情況進(jìn)行實(shí)時跟蹤控制，從而保證削坡作業(yè)的質(zhì)量。

2 水庫攔河壩填筑施工中存在的不足和質(zhì)量控制策略

2.1 存在的不足

施工技術(shù)存在缺陷。當(dāng)前水利工程施工企業(yè)都結(jié)合攔河壩填筑情況提出了一系列的技術(shù)規(guī)范，但是很多企業(yè)依然缺乏豐富的填筑施工經(jīng)驗(yàn)和設(shè)計(jì)理論經(jīng)驗(yàn)，這就導(dǎo)致攔河壩填筑施工技術(shù)應(yīng)用存在一定的不足，從而導(dǎo)致攔河壩填筑工程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)存在諸多隱患，影響到最終的攔河壩填筑施工質(zhì)量[5]。

填筑施工的監(jiān)測工作不夠細(xì)致。在水庫攔河壩填筑施工過程中，相關(guān)部門沒有定期對工程施工質(zhì)量進(jìn)行檢測與監(jiān)督，這就導(dǎo)致水利施工企業(yè)極易出現(xiàn)制度問題，因?yàn)槿狈τ行У臋z查，水利工程施工企業(yè)對待填筑施工工作的態(tài)度不認(rèn)真、不嚴(yán)謹(jǐn)，即使出現(xiàn)問題，也不能得到及時有效的處理，從而嚴(yán)重影響到攔河壩施工質(zhì)量。

施工規(guī)章制度不夠完善。當(dāng)前中國關(guān)于水庫攔河壩填筑施工的管理?xiàng)l例并不夠完善，其中一部分的規(guī)范并不是十分準(zhǔn)確，需要進(jìn)一步改進(jìn)和優(yōu)化。為能夠使水庫攔水壩填筑施工技術(shù)水平不斷提升，中國政府部門需要盡快完善和細(xì)化相關(guān)管理?xiàng)l例，對水利工程施工企業(yè)的行為進(jìn)行有效規(guī)范，從而更好地控制水庫攔水壩填筑施工質(zhì)量。

2.2 質(zhì)量控制策略

構(gòu)建完善的攔河壩填筑施工的規(guī)章制度。為有效保證水庫攔河壩填筑的施工進(jìn)度和施工質(zhì)量，中國相關(guān)部門需要盡快提出一套有效、可行、完善的規(guī)則制度，以指導(dǎo)水庫攔河壩填筑施工的規(guī)范化、高效化開展。在這一過程中，相關(guān)人員需要充分了解水庫攔河壩填筑工程的具體情況，制定行之有效的攔河壩填筑工程安全制度，詳細(xì)劃分參與水庫攔河壩填筑工程施工的各方主體責(zé)任，相關(guān)責(zé)任落實(shí)到具體的單位和崗位，讓攔河壩填筑施工質(zhì)量控制有據(jù)可依[6]。同時，水利施工企業(yè)需要制定合理的獎懲制度，明確劃分參與填筑施工的所有人員的任務(wù)和責(zé)任，將其工作表現(xiàn)和薪酬待遇相掛鉤，從而讓施工人員自覺按照相關(guān)規(guī)則制度和規(guī)范要求開展施工作業(yè)，切實(shí)保證攔河壩填筑的施工效率和施工質(zhì)量。

提高攔河壩填筑施工人員的綜合素質(zhì)。施工人員的綜合素質(zhì)高度直接關(guān)系到水庫攔河壩填筑施工的質(zhì)量和進(jìn)度。所以，在正式開展施工作業(yè)前，施工企業(yè)需要組織全體施工人員進(jìn)行專業(yè)、系統(tǒng)的培訓(xùn)和教育，使施工人員能夠充分掌握攔河壩填筑的相關(guān)施工技術(shù)和要求，熟悉相關(guān)規(guī)則制度和建設(shè)要求，還需注重提高施工人員的責(zé)任意識和安全意識，從而有效保證攔河壩填筑施工的有序、高質(zhì)量開展。

積極引進(jìn)先進(jìn)的施工技術(shù)。隨著中國水利工程事業(yè)的迅速發(fā)展，涌現(xiàn)出了更多先進(jìn)的施工技術(shù)，為能夠更好地保證水庫攔河壩填筑施工質(zhì)量，施工企業(yè)需要與時俱進(jìn)，在資金允許的情況下，積極引進(jìn)先進(jìn)的施工技術(shù)，配備完善的機(jī)械設(shè)備設(shè)施等，從而提高攔河壩填筑施工技術(shù)水平。

3 結(jié)束語

綜上所述，水庫攔河壩作為水利工程中至關(guān)重要的一部分，其施工質(zhì)量和運(yùn)行效果對水利工程作用的發(fā)揮有著極大的影響。為此，水利工程施工企業(yè)必須對水庫攔河壩填筑工程加以重視，充分結(jié)合工程的具體情況和建設(shè)要求，合理選擇施工機(jī)械設(shè)備，并做好碾壓試驗(yàn)、基礎(chǔ)處理、填筑施工、壓實(shí)作業(yè)、壩頂填筑等各項(xiàng)作業(yè)；與此同時，需要構(gòu)建完善的攔河壩填筑施工的規(guī)章制度，提供施工人員的專業(yè)技能水平，積極引進(jìn)先進(jìn)的施工技術(shù)等，從而提高攔河壩填筑施工技術(shù)水平，為攔河壩填筑施工的高質(zhì)高效開展提供有力的支撐。