老嵐水庫(kù)兩種壩型連接段施工監(jiān)理質(zhì)量控制

陳一鳴，高 原

（1.山東省水利工程建設(shè)監(jiān)理有限公司，山東 濟(jì)南 250013；2.山東高速城鄉(xiāng)發(fā)展集團(tuán)有限公司，山東 濟(jì)南 250000）

老嵐水庫(kù)坐落于煙臺(tái)市福山區(qū)老嵐村西南方，建成后主要以供水和防洪為主，兼顧灌溉和生態(tài)環(huán)境用水，為大（2）型綜合利用水庫(kù)，樞紐工程等別為II 等，主要建筑物級(jí)別為2 級(jí)，次要建筑物級(jí)別為3 級(jí)，臨時(shí)建筑級(jí)別為4 級(jí)。

大壩由混凝土重力壩和黏土心墻砂殼壩復(fù)合構(gòu)成，混凝土重力壩段最大壩高32.50 m，壩頂總長(zhǎng)度161.00 m；黏土心墻砂殼壩段最大壩高27.50 m，壩頂總長(zhǎng)度439.00 m?；炷林亓闻c黏土心墻砂殼壩連接段結(jié)構(gòu)型式為插入式，連接處壩頂下游設(shè)重力式擋墻抵擋黏土心墻砂殼壩填筑料。重力式擋墻分兩段布置，前段擋墻頂高程49.0～50.5 m，墻高28.0～29.5 m，背坡坡比1∶0.7，上下游方向長(zhǎng)度為24.1 m，墻頂寬度2.0 m，基礎(chǔ)寬度20.2 m；后段擋墻基礎(chǔ)高程21.0 m，頂高程43.60～45.20 m，隨土壩下游壩坡變化，墻頂高于同部位壩坡0.1 m，擋墻高度22.60～24.20 m，墻頂寬度2.0 m，背坡坡比1∶0.7，上下游方向長(zhǎng)度為6.23 m。在連接處壩頂上游將一定長(zhǎng)度的混凝土刺墻插入黏土心墻內(nèi)部。黏土心墻砂殼壩上游布置為錐形面裹頭，以黏土分層填筑。裹頭自刺墻頂部向四周放坡，其坡比為1∶3，與重力壩相接處放坡至溢流壩段下部?；炷链虊Ψ譃閮啥?，與重力式擋墻相接，兩段均為梯形斷面，頂寬2.0 m，頂高程49.0 m，基礎(chǔ)開(kāi)挖高程21.0 m，最大高度28.0 m，其兩側(cè)為坡面，坡比1∶0.1，軸線方向底部長(zhǎng)度40.0 m，頂部長(zhǎng)度29.5 m?；炷链虊Χ勿ね列膲敳繛? m，兩側(cè)坡比為1∶0.5，下游設(shè)中粗砂及碎石反濾層。典型剖面示意如圖1 所示。

圖1 心墻剖面示意圖

1 監(jiān)理質(zhì)量控制工作重點(diǎn)及措施

1.1 黏土料場(chǎng)選擇及復(fù)查

勘察設(shè)計(jì)單位確定的防滲土料（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“黏土”）料場(chǎng)為茂芝場(chǎng)土料場(chǎng)，位于茂芝場(chǎng)村北的外夾河右岸一級(jí)階地，運(yùn)距3.5 km。

在黏土填筑前監(jiān)理單位要求施工單位先對(duì)黏土料場(chǎng)進(jìn)行復(fù)查，一是復(fù)查其有效儲(chǔ)量能否滿足施工需要，二是復(fù)查黏土料的物理力學(xué)性質(zhì)、壓實(shí)特性等技術(shù)指標(biāo)能否滿足設(shè)計(jì)要求。料場(chǎng)復(fù)查完成后，施工單位向監(jiān)理單位提交料場(chǎng)復(fù)查專(zhuān)題報(bào)告，對(duì)復(fù)查結(jié)果進(jìn)行說(shuō)明，包括可開(kāi)采料的使用說(shuō)明、不適用料的處理方法等。

經(jīng)復(fù)查，該料場(chǎng)儲(chǔ)料豐富，能夠滿足工程用量要求。其土料除含水率偏高（平均值為22.1%），塑性指數(shù)略低外（平均值為9.6），液限、塑限、粉粒含量、黏粒含量等指標(biāo)均符合設(shè)計(jì)要求，但料場(chǎng)土質(zhì)并不均勻，局部黏粒含量偏高，故采用混采方式開(kāi)采，開(kāi)采后場(chǎng)內(nèi)分區(qū)摻配、翻曬以制備填筑土料。

1.2 碾壓試驗(yàn)

在黏土料場(chǎng)復(fù)查完成后、填筑前，施工單位須編制碾壓試驗(yàn)方案并報(bào)經(jīng)監(jiān)理批準(zhǔn)方可進(jìn)行碾壓試驗(yàn)；碾壓試驗(yàn)完成后，施工單位須編制碾壓試驗(yàn)報(bào)告，取得的各項(xiàng)參數(shù)須經(jīng)監(jiān)理批準(zhǔn)后方可用于施工。

本次碾壓試驗(yàn)采用22 t 凸塊碾進(jìn)行碾壓試驗(yàn)，碾壓方向沿試驗(yàn)區(qū)的軸線方向進(jìn)行，試驗(yàn)段攤鋪好整平后由22 t 凸塊碾先靜壓2 遍然后進(jìn)行振壓。本層碾試驗(yàn)人員采用環(huán)刀法取樣測(cè)定含水率及回填土壓實(shí)度，碾壓6 遍、8 遍完成后，再次取樣測(cè)含水率及壓實(shí)度，直到同樣滿足以下幾個(gè)條件時(shí)停止碾壓：壓實(shí)度不再上升或有所下降；標(biāo)高不再下降；取樣時(shí)坑壁穩(wěn)定，土粒嵌擠緊密。經(jīng)復(fù)核試驗(yàn)，黏土經(jīng)壓實(shí)6 遍后，壓實(shí)度達(dá)到98.3%，滿足設(shè)計(jì)要求。

根據(jù)復(fù)核試驗(yàn)結(jié)果，松鋪40 cm 厚，壓實(shí)后土層厚30 cm。通過(guò)數(shù)值比較，40 cm 厚度壓實(shí)6 遍最為合適，壓實(shí)后干密度達(dá)到1.73 g/cm3（最大干密度1.76 g/cm3），壓實(shí)度達(dá)到98.3%。不僅壓實(shí)度有保證，達(dá)到了規(guī)范要求厚度，而且最大程度地發(fā)揮了機(jī)械的能力。

1.3 黏土填筑

監(jiān)理工程師在黏土填筑開(kāi)始前對(duì)地形測(cè)量資料、基礎(chǔ)面清理、料場(chǎng)開(kāi)采的填筑材料力學(xué)試驗(yàn)成果、通過(guò)碾壓實(shí)驗(yàn)選定的施工碾壓參數(shù)及各項(xiàng)試驗(yàn)成果進(jìn)行核定，無(wú)誤后進(jìn)行施工。所用到的試驗(yàn)檢測(cè)設(shè)備、測(cè)量設(shè)備等確保經(jīng)具備相應(yīng)資質(zhì)的計(jì)量單位檢定，確認(rèn)合格后方能用于質(zhì)量控制工作。

1）常規(guī)黏土填筑。對(duì)黏土填筑進(jìn)行全過(guò)程的旁站監(jiān)理，確保每一道工序的各項(xiàng)施工措施嚴(yán)格落實(shí)到位。填筑過(guò)程中如發(fā)現(xiàn)有層間光面、“彈簧土”、松土、干土、粗粒富集層或剪切破壞現(xiàn)象時(shí)，該部位返工處理。填筑黏土要保持連續(xù)作業(yè)，因故短時(shí)間停工時(shí)，需要在表面土層灑水濕潤(rùn)，保持含水率在控制范圍之內(nèi)。填筑高度每5 m 進(jìn)行兩組滲透試驗(yàn)，嚴(yán)格確保滲透系數(shù)不大于1×10-5cm/s。對(duì)虛鋪后壓實(shí)完成的黏土進(jìn)行見(jiàn)證取樣及跟蹤檢測(cè)，對(duì)壓實(shí)度、含水率等指標(biāo)使用環(huán)刀法檢測(cè)，環(huán)刀取樣時(shí)取壓實(shí)層的下部。設(shè)計(jì)壓實(shí)度為98%，待檢測(cè)結(jié)果合格后方可進(jìn)入下一層鋪筑施工。黏土壓實(shí)度檢測(cè)結(jié)果合格率須在90%以上，不合格結(jié)果數(shù)值不得低于設(shè)計(jì)值的98%。過(guò)程中按規(guī)定做好質(zhì)量檢測(cè)記錄，對(duì)隱蔽工程和工程關(guān)鍵部位，采取錄像、照相或取原狀樣品保存等方法供質(zhì)量追溯或備查。

2）雨季黏土填筑。在雨季填筑時(shí)，要嚴(yán)密關(guān)注水文氣象預(yù)報(bào)，合理安排黏土鋪筑時(shí)段，如遇可能影響?zhàn)ね潦┕べ|(zhì)量的降水，應(yīng)提前采取應(yīng)對(duì)措施，如：適當(dāng)縮小填筑區(qū)域，土料及時(shí)平整壓實(shí)；降水后復(fù)工時(shí)首先排除表層積水，不得在有積水、泥濘的壩面上進(jìn)行填土，且須對(duì)表層土采取翻松、晾曬或清除處理。

3）負(fù)溫黏土填筑。冬季負(fù)溫下施工前施工單位應(yīng)編制專(zhuān)項(xiàng)施工方案并報(bào)經(jīng)監(jiān)理單位批準(zhǔn)后方能施工。填筑時(shí)縮小露天土料填筑區(qū)并要求鋪土、碾壓、取樣作業(yè)快速連續(xù)，嚴(yán)格控制現(xiàn)場(chǎng)壓實(shí)土料溫度在0 ℃以上。及時(shí)做好已壓實(shí)土層防凍保溫處理，防止土層凍結(jié)影響工程質(zhì)量，如有凍結(jié)部分則應(yīng)挖除。停止填筑時(shí)段要對(duì)已準(zhǔn)備的原材料做好保護(hù)，防止凍結(jié)，恢復(fù)填筑時(shí)保證其中無(wú)冰雪、凍塊。

2 監(jiān)理質(zhì)量控制工作難點(diǎn)及措施

在混凝土重力壩及黏土心墻砂殼壩連接段的質(zhì)量控制工作中，黏土心墻與壩基面的結(jié)合面、混凝土刺墻與黏土心墻結(jié)合面易因施工處理不合理發(fā)生集中滲流、水力劈裂或不均勻沉降導(dǎo)致出現(xiàn)壩體裂縫[1]，對(duì)大壩的安全運(yùn)行造成嚴(yán)重影響，因此施工過(guò)程中這些部位的質(zhì)量控制是質(zhì)量控制工作的主要難點(diǎn)。另外，由于大壩安全監(jiān)測(cè)儀器需要預(yù)埋在壩體中，監(jiān)測(cè)儀器導(dǎo)線管隨壩體填筑而升高，施工過(guò)程中還要注意監(jiān)測(cè)儀器及其導(dǎo)線管的保護(hù)。在黏土填筑施工中大型機(jī)械出于安全及保護(hù)設(shè)備等因素考慮，無(wú)法在距混凝土刺墻表面80 cm 范圍內(nèi)及以大壩安全監(jiān)測(cè)儀器導(dǎo)線管為中心半徑50 cm 范圍內(nèi)使用，故選用適用于上述部位的小型沖擊夯、手扶雙輪振動(dòng)碾進(jìn)行壓實(shí)，在機(jī)械確實(shí)無(wú)法到達(dá)的局部邊角輔以人工壓實(shí)，以確保黏土壓實(shí)度、含水率、滲透系數(shù)等指標(biāo)滿足設(shè)計(jì)要求。

2.1 黏土心墻與壩基面結(jié)合處的施工

老嵐水庫(kù)工程防滲處理涉及帷幕灌漿、固結(jié)灌漿及接觸灌漿，因此連接段壩基面部分已澆筑混凝土蓋重，即壩基面由混凝土面和巖基面兩種類(lèi)型構(gòu)成。在混凝土蓋重上方填筑黏土前，混凝土表面乳皮、粉塵及其他雜物等必須清除干凈；在巖基面上填筑黏土前，須清除松動(dòng)的巖石、凹處的泥土、突出的巖石，確保巖石面無(wú)嚴(yán)重滲漏。在壩基面上填土?xí)r，首先灑水濕潤(rùn)，然后邊涂刷濃泥漿、邊鋪土、邊壓實(shí)[2]，保證黏土的壓實(shí)在泥漿干涸前完成。嚴(yán)格檢查填筑原材料，在壩基面以上1 m 厚度范圍內(nèi)不允許使用帶有過(guò)粗顆粒的黏土材料，填筑時(shí)黏土含水率以略大于最優(yōu)含水率為宜，用輕型碾壓機(jī)械碾壓，待厚度1 m 以上時(shí)再使用大型機(jī)械及經(jīng)試驗(yàn)確定的碾壓參數(shù)進(jìn)行壓實(shí)。

2.2 黏土心墻與混凝土刺墻結(jié)合處的施工

對(duì)混凝土重力壩與黏土心墻砂殼壩結(jié)合處表面進(jìn)行預(yù)處理，將表面殘留的對(duì)拉螺栓使用空心鉆鉆至表面下2～3 cm，用砂輪鋸割掉外露螺栓頭，為避免影響混凝土刺墻工程質(zhì)量，不得使用電弧燒割或重錘宰割，螺栓頭割除后用高壓水沖洗處理部位，然后用砂漿將表面抹平，處理時(shí)以鐵件無(wú)外露為合格標(biāo)準(zhǔn)；對(duì)混凝土溫度控制使用的冷卻水管進(jìn)行灌漿封堵處理，待封堵完成，內(nèi)部強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求后，將多余部分割除。在混凝土刺墻兩側(cè)距混凝土刺墻80 cm 范圍內(nèi)填筑黏土?xí)r，邊在混凝土刺墻表面涂刷濃泥漿、邊鋪土、邊壓實(shí)，泥漿涂刷高度與鋪土厚度一致，不得在泥漿干涸后鋪土和壓實(shí)，制備泥漿時(shí)選用黏性土，其泥漿濃度為1∶3（水土重量比），墻體兩側(cè)填筑高度保持均衡上升。距混凝土刺墻表面80 cm范圍內(nèi)使用手扶雙輪振動(dòng)碾進(jìn)行壓實(shí)，機(jī)械型號(hào)及碾壓參數(shù)經(jīng)比選及現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)確定。經(jīng)型號(hào)比選，選定SMT-600 型雙輪振動(dòng)碾，動(dòng)力型號(hào)178F/GX270，行走速度0～3 km/h，輪寬600 mm，輪徑426 mm，激振力20 kN。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，采取薄層鋪筑，虛鋪厚度20 cm，壓實(shí)厚度15 cm，振壓6遍后能夠達(dá)到設(shè)計(jì)指標(biāo)。距混凝土刺墻過(guò)近，振動(dòng)碾無(wú)法到達(dá)的部位采用沖擊夯輔助壓實(shí)。填筑時(shí)進(jìn)行灑水，將土料含水率調(diào)整至施工含水率上限。一旦發(fā)現(xiàn)填土與混凝土面有脫開(kāi)現(xiàn)象，立即對(duì)脫開(kāi)部位的黏土進(jìn)行清除并重新回填。

2.3 大壩安全監(jiān)測(cè)儀器影響處的施工

在以大壩安全監(jiān)測(cè)儀器導(dǎo)線管為中心半徑50 cm 內(nèi)使用沖擊夯進(jìn)行壓實(shí)，所用機(jī)械型號(hào)及壓實(shí)次數(shù)經(jīng)比選及現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)確定。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件及安全、經(jīng)濟(jì)、施工適用性因素考慮，選定HCR100 型汽油沖擊夯。其起跳高度45～70 mm，前進(jìn)速度10～13 m/min，沖擊能量65 N·m，沖擊次數(shù)600～700 次/min。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，采取薄層鋪筑，虛鋪厚度20 cm，壓實(shí)厚度15 cm，振壓6 遍后能夠達(dá)到設(shè)計(jì)指標(biāo)。夯實(shí)時(shí)注意機(jī)具的使用，不得對(duì)安全監(jiān)測(cè)儀器及導(dǎo)線管造成損壞。預(yù)埋的導(dǎo)線管上掛警示燈，防止夜間施工大型機(jī)械操作時(shí)破壞導(dǎo)線管，保證填筑期間儀器的正常數(shù)據(jù)觀測(cè)不受影響。

通過(guò)以上措施的實(shí)施，老嵐水庫(kù)混凝土重力壩與黏土心墻砂殼壩連接段的施工解決了難點(diǎn)問(wèn)題，達(dá)到了質(zhì)量控制的目的。

3 結(jié) 語(yǔ)

老嵐水庫(kù)工程混凝土重力壩與黏土心墻砂殼壩連接段施工過(guò)程中采取了料場(chǎng)復(fù)查、原材料質(zhì)量控制、施工機(jī)械選型、前期預(yù)處理、針對(duì)關(guān)鍵部位的特殊施工措施等一系列質(zhì)量控制措施，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)旁站監(jiān)理、跟蹤檢測(cè)、平行檢測(cè)等監(jiān)理工作驗(yàn)證及第三方檢測(cè)抽檢驗(yàn)證，老嵐水庫(kù)工程混凝土重力壩與黏土心墻砂殼壩連接段工程質(zhì)量得到了有效控制，各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)均達(dá)到設(shè)計(jì)值，為此后的類(lèi)似大壩工程施工積累了一定的經(jīng)驗(yàn)。