阿湖水庫(kù)大壩施工重難點(diǎn)及特殊情況處理措施研究

李欣蕾

（新疆水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司,新疆 烏魯木齊 830000）

1 引言

大壩施工是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程中,工期長(zhǎng)、工作量大,不同的壩體在施工過(guò)程中遇到的重難點(diǎn)問(wèn)題也不盡相同,在施工過(guò)程中也將遇到不同的特殊情況[1-3]。為了保證大壩施工質(zhì)量,提高施工效果,在工程施工前進(jìn)行重難點(diǎn)分析和研究特殊情況處理措施是十分必要的。結(jié)合阿湖水庫(kù)工程特征對(duì)施工過(guò)程中的重難點(diǎn)進(jìn)行分析以及對(duì)可能遇到的特殊情況及其處理措施進(jìn)行分析,以指導(dǎo)工程施工。

2 工程概況

大壩為粘土心墻砂礫石壩,壩基為槽孔砼防滲墻,壩頂高程 1577.00 m,壩底高程 1544.0 m,壩高 33 m,壩頂長(zhǎng) 341 m,壩頂寬 8 m,上游壩坡高程 1564.4m 以下 1∶2.75,以上為 1∶2.5,下游壩坡為 1∶2.5,上游壩坡為混凝土護(hù)坡,壩頂設(shè)防浪墻,墻高1.2 m,防浪墻頂高程 1578.20 m。加高后大壩軸線較原心墻軸線向下游偏移 5 m,防浪墻底與粘土心墻之間采用加高粘土心墻防滲,并在粘土心墻加高段下游與壩殼砂料之間增設(shè) 1.2 m 厚的反濾料和3.0 m 厚的過(guò)渡料,加高之后心墻頂高程為 1575.30 m。

大壩除險(xiǎn)加固的主要內(nèi)容為：將原壩1570.30 m 高程以上壩體結(jié)構(gòu)全部拆除或挖除,加高填筑高程1570.30 m～1577.00 m,加固高度6.7 m,后壩坡砂礫石料培厚；壩頂、下游壩坡填筑砂礫料,上游設(shè) C25F300W6 混凝土護(hù)坡,與原護(hù)坡相連接。護(hù)坡分塊尺寸為 5 m×5 m（斜長(zhǎng)）,厚度為 250 mm；下游設(shè)鋼筋混凝土網(wǎng)格粱加預(yù)制混凝土六棱塊護(hù)坡,網(wǎng)格粱分塊尺寸為 5 m×5 m（斜長(zhǎng)）。

3 施工重難點(diǎn)分析

3.1 工程測(cè)量與岸坡清理

在清理岸坡前,應(yīng)做好工程測(cè)量工作,還應(yīng)對(duì)整個(gè)工程測(cè)量的數(shù)據(jù)進(jìn)行嚴(yán)格的審核和復(fù)測(cè),確保能夠取到有效的數(shù)值。心墻和壩殼在上料前,必須進(jìn)行邊線測(cè)量,并在此過(guò)程中繪制相應(yīng)的圖紙,在此依據(jù)上進(jìn)行填筑。

3.2 壩基與岸坡的處理

壩基與岸坡處理是一項(xiàng)隱蔽工程,同時(shí)也是一項(xiàng)安全工程。在整個(gè)過(guò)程中,如果處理不善,很可能會(huì)導(dǎo)致整個(gè)工程的坍塌,涉及工程安全問(wèn)題。在清坡的過(guò)程中,采用分層清理的方式,即先清理所需要的層面,待壩面高度達(dá)到一定程度時(shí),再進(jìn)行壩面的清理,這樣可以有效地簡(jiǎn)化壩面清理的步驟,避免反復(fù)清理。

3.3 壩體分區(qū)交界面的搭接

壩體分區(qū)交界面處理質(zhì)量對(duì)壩體施工質(zhì)量影響較大。

（1）粘土、反濾料與過(guò)渡料區(qū)填筑方法：本工程大壩是粘土心墻砂礫石壩,采用先砂后土法施工。心墻施工時(shí)采用交錯(cuò)上升施工。

（2）墊層料與過(guò)渡料交界面處置方式：在施工鋪料中,按照測(cè)量成果首先鋪填過(guò)渡料,采用人工配合反鏟方式將交界面處的大塊石清除,之后再施工墊層料。在鋪料過(guò)程中需要做好各種細(xì)節(jié)工作,嚴(yán)格控制交界面處的塊石粒徑,避免出現(xiàn)大塊石集中。碾壓采用22 t 自行式振動(dòng)碾。分區(qū)施工時(shí),高差不超過(guò)1 層。

（3）在墊層料、過(guò)渡料與基礎(chǔ)和岸邊交界面填料施工時(shí),需要嚴(yán)格把控質(zhì)量,應(yīng)當(dāng)避免顆粒分離導(dǎo)致粗料集中或架空現(xiàn)象。

（4）墊層料、過(guò)渡料區(qū)料與相鄰層次之間的各種材料需要保證界限分明,避免不同層次之間相互混淆。當(dāng)采用分段鋪筑時(shí),需要做好各層之間的接縫處理和連接,避免出現(xiàn)層間錯(cuò)動(dòng)現(xiàn)象,影響工程施工質(zhì)量。

（5）過(guò)渡料與砂礫料交界面的處理工作難度較大,在進(jìn)行連接處置時(shí),需要先填砂礫料再填筑過(guò)渡料。鋪設(shè)過(guò)渡料前,需要清除砂礫料中粒徑超過(guò)0.3 m 的塊石,以保證砂礫料和過(guò)渡料之間的平穩(wěn)過(guò)度。

4 特殊情況處理措施研究

4.1 后壩坡培厚縱、橫向接坡的處理

為了保證后壩坡施工質(zhì)量,縱、橫接坡可采用臺(tái)階收坡法施工。由于部分區(qū)域場(chǎng)地狹小,亦可根據(jù)穩(wěn)定邊坡進(jìn)行收坡。在下一步回填作業(yè)時(shí),需使用反鏟對(duì)填筑層臺(tái)階的松散填料進(jìn)行清除,待鋪設(shè)填料時(shí),需要進(jìn)行搭接碾壓以保障交界面施工質(zhì)量。

4.2 上壩路與壩體結(jié)合部位的處理

上壩路與壩體結(jié)合的區(qū)域是施工的困難區(qū)域。針對(duì)這部分可采用預(yù)壩體相同的材料進(jìn)行分層填筑。填筑質(zhì)量需要滿足相同區(qū)域的填筑要求。當(dāng)壩體填筑覆蓋上壩路時(shí),可采用反鏟分層清除松散填料,之后一起平料碾壓。下游路段與壩體接觸區(qū)域,需等待運(yùn)輸作業(yè)工作完成后進(jìn)行施工,按照護(hù)坡要求進(jìn)行砌筑。

4.3 臨時(shí)斷面邊坡的處理

針對(duì)壩內(nèi)的臨時(shí)斷面可以采用臺(tái)階收坡法,坡比控制在1∶1.5 左右。在后續(xù)回填作業(yè)時(shí),需對(duì)表層的松散材料進(jìn)行清除,之后采用搭接碾壓,保證施工質(zhì)量。

(2)與林地面積相關(guān)性最顯著的是人均GDP(X10)、城鎮(zhèn)居民可支配收入(X6)，呈負(fù)相關(guān)，說(shuō)明影響林地變化的主要社會(huì)經(jīng)濟(jì)驅(qū)動(dòng)因素是比較利益的驅(qū)動(dòng)。人均GDP每增加1億元，林地面積就減少1.470×104hm2。人均GDP的增長(zhǎng)提高了人們對(duì)生活質(zhì)量的需求，在比較利益的驅(qū)動(dòng)下，非農(nóng)用地的利益高于農(nóng)用地，因此為了發(fā)展經(jīng)濟(jì)效益，林地不斷被建設(shè)用地占用，面積持續(xù)減少[19-20]。

4.4 壩體泥團(tuán)處理

（1）首先在料源裝車(chē)時(shí),注意分選,不讓泥團(tuán)裝車(chē)。

（2）自卸汽車(chē)或其他施工機(jī)械上壩前在壩外通過(guò)一個(gè)水槽,使車(chē)輛在水槽內(nèi)清洗一次,以免施工設(shè)備將泥巴或污物帶入壩內(nèi)污染壩料。

（3）在壩體作業(yè)面設(shè)置專職隊(duì)伍配3 m3裝載機(jī),將進(jìn)入壩內(nèi)的泥巴和不合格料裝車(chē)運(yùn)到壩外監(jiān)理人指定的位置。

4.5 壩體與岸坡結(jié)合部處理

（1）反坡處理：根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查,壩體左、右兩岸邊坡坡度大、高差大,局部甚至存在反坡現(xiàn)象。反坡導(dǎo)致壩料堆填施工難度大,振動(dòng)碾無(wú)法靠近。因此,針對(duì)這一部分區(qū)域,首先需要將岸坡由反坡整改為順坡再進(jìn)行填料填筑,之后按照相關(guān)要求進(jìn)行施工。

（2）在岸坡區(qū)域,砂礫料在填筑過(guò)程中極易出現(xiàn)塊石集中現(xiàn)象,同時(shí)在岸坡區(qū)域振動(dòng)碾壓施工難度大,為保障壩體等施工質(zhì)量可采取以下措施：

1）在岸坡區(qū)域進(jìn)行填料時(shí),可采用自卸車(chē)次用后退法填筑,先在距離岸坡4 m～5 m的范圍進(jìn)行填筑,之后再正常填筑。

2）振動(dòng)碾壓需要沿著岸坡方向進(jìn)行,當(dāng)碾壓不到時(shí),可采用小型機(jī)具夯實(shí)。

4.6 壩體分期、分段結(jié)合部位處理

（1）當(dāng)因設(shè)計(jì)或者施工需要而采用分期施工時(shí),先期與后期施工之間將存在結(jié)合縫,針對(duì)這一區(qū)域,可在先期填筑時(shí)采用臺(tái)階收坡法施工。

（2）在保證安全的前提下,先期填筑面盡可能碾壓到邊,減少交接處松散填料。

（3）后期填筑時(shí),可先清除松散填料,和新填筑料混合后一同碾壓。

4.7 雨季施工措施

（1）填筑區(qū)四周需要設(shè)置排水溝,防止雨水匯入填筑作業(yè)施工界面。在雨季,填筑工作面需要預(yù)留一定坡度,保障排水效果。

（2）在雨季施工需要密切關(guān)注天氣情況,晴天、旱季加快施工速度,雨季盡可能停止土料填筑作業(yè)。

（3）雨季到來(lái)之前,應(yīng)將填筑面的施工機(jī)械轉(zhuǎn)移,下雨或者雨后應(yīng)嚴(yán)禁汽車(chē)等機(jī)械進(jìn)入作業(yè)面,同時(shí)也嚴(yán)禁人員踩踏。

（4）雨后復(fù)工需要清除積水,根據(jù)含水率情況進(jìn)行翻松、晾曬,直至含水率滿足要求后方可施工。

4.8 負(fù)溫下施工措施

（1）在負(fù)溫條件下,當(dāng)硬巖堆石料、砂礫石料的孔隙率可以滿足相關(guān)要求時(shí),可繼續(xù)填筑施工作業(yè),軟巖料在負(fù)溫條件下需要停止施工作業(yè)。

（2）在負(fù)溫條件下填筑作業(yè)時(shí),首先需要在壩基凍結(jié)前進(jìn)行處理,并且預(yù)填筑1 m～2 m 厚的松散土層,也可采取其他防凍措施。當(dāng)?shù)鼗鶅鼋Y(jié)時(shí),需采用專門(mén)的措施進(jìn)行處理。

（3）在負(fù)溫露天條件下進(jìn)行土料填筑作業(yè)時(shí),需要盡可能縮小填筑作業(yè)面,采用鋪土、碾壓、取樣快速、連續(xù)施工作業(yè)。土料溫度不得低于-1℃。當(dāng)最低氣溫低于-10℃時(shí),或者氣溫在0℃以下但風(fēng)速大于10 m/s 時(shí),需要停止施工。

（4）負(fù)溫施工時(shí)需要控制填料質(zhì)量,不得使用夾有冰雪、凍塊的填筑材料。復(fù)工時(shí)需要對(duì)填筑料質(zhì)量進(jìn)行檢查,不滿足要求的填筑料不得使用。

5 結(jié)語(yǔ)

阿湖水庫(kù)大壩工程施工中將會(huì)遇到工程測(cè)量與岸坡清理、壩基與岸坡的處理、壩體分區(qū)交界面的搭接3 個(gè)重難點(diǎn)問(wèn)題,施工過(guò)程中需要嚴(yán)格把控施工質(zhì)量。由于大壩施工工期長(zhǎng)、工作量大,施工過(guò)程中可能遇到壩體泥團(tuán)處理、雨季施工、負(fù)溫施工、臨時(shí)斷面邊坡處理等8 種特殊情況,針對(duì)不同的情況提出了相應(yīng)的解決措施,可有效保障阿湖水庫(kù)壩體施工質(zhì)量。