楊玉光，魏鳴冬

(遼寧省觀音閣水庫(kù)管理局，遼寧本溪117100)

柴河水庫(kù)位于遼河左側(cè)中游的柴河支流上，是一座以了防洪灌溉、工業(yè)和城市供水為主，兼顧發(fā)電、養(yǎng)魚(yú)等綜合利用的大Ⅱ型水利樞紐工程。工程主要由大壩、溢洪道、泄洪洞、水電站等建筑物組成，控制流域面積1 355 km2，總庫(kù)容6.36億m3。大壩為黏土心墻土石壩，全長(zhǎng)982 m，壩高43.2 m。

本次大壩上游壩坡除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)90 m高程以下為水下拋石，水下拋石方量約為63 306 m3，開(kāi)工后先進(jìn)行大壩右側(cè)的臨時(shí)碼頭施工，然后經(jīng)過(guò)臨時(shí)碼頭將石料用船運(yùn)至施工區(qū)域進(jìn)行水下拋石。水下拋石施工程序?yàn)?準(zhǔn)備工作、水下測(cè)量、劃分小區(qū)、準(zhǔn)確定位、掌握落距、合理掛檔、定量拋投、多次拋勻，水下拋石施工工藝流程見(jiàn)圖1。

圖1 水下拋石施工工藝流程圖

1 拋前準(zhǔn)備工作

水下拋石拋前準(zhǔn)備工作包括拋石試驗(yàn)、塊石檢驗(yàn)、施工小區(qū)(網(wǎng)格)劃分、水下地形測(cè)量和水上測(cè)量放樣。

1.1 拋石試驗(yàn)

在進(jìn)行正式拋石前，進(jìn)行拋石試驗(yàn)，通過(guò)試驗(yàn)以得到?jīng)_距與水深、流速、塊徑之間的關(guān)系。

在施工過(guò)程中根據(jù)流速和水位及時(shí)調(diào)整定位平臺(tái)位置，勤測(cè)流速、流向、水深等參數(shù)，計(jì)算調(diào)整好拋石落距。

1.2 塊石檢驗(yàn)

拋石施工的施工材料為塊石，塊石質(zhì)量要求見(jiàn)表1。

表1 拋石石質(zhì)要求

拋石所采用的石料，在填料深度＜50 cm的部位要控制在10～130 kg，在填料深度＞50 cm的部位可以使用10 kg以下的塊石料，塊石最小重量可外延到1 kg，這部分小塊石可占拋石總量的10%～20%，要求拋在沿壩坡法線方向－40 cm以遠(yuǎn)的拋石體內(nèi)。要求在施工開(kāi)始后，首先通過(guò)試驗(yàn)作出一條拋石料自然顆分曲線。經(jīng)設(shè)計(jì)、監(jiān)理和施工單位共同商量后，確定一條較為合理的理論顆分曲線供施工單位在施工中作為控制標(biāo)準(zhǔn)。在正常施工中，每拋石10 000 m3要取五組試樣，每組試樣做3個(gè)試件，試件規(guī)格按常規(guī)試驗(yàn)要求確定。其中兩組試樣做凍融試驗(yàn)，另兩組試樣做抗壓試驗(yàn)，一組試樣備用。

1.3 施工小區(qū)(網(wǎng)格)劃分

水下拋石施工的關(guān)鍵是合理劃分施工小區(qū)(網(wǎng)格)，根據(jù)拋石試驗(yàn)、裝石船的具體情況，結(jié)合柴河水庫(kù)前期水下拋石施工的經(jīng)驗(yàn)，將施工小區(qū)(網(wǎng)格)劃分為6 m×6 m的標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)格，根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙中每個(gè)拋區(qū)的厚度以及拋前水下地形測(cè)量成果，計(jì)算出每個(gè)網(wǎng)格應(yīng)拋石數(shù)量。

1.4 水下地形測(cè)量和水上測(cè)量放樣

為準(zhǔn)確掌握拋石范圍內(nèi)各具體部位的實(shí)際情況，以便指導(dǎo)施工控制，因此需要進(jìn)行施工控制水上測(cè)量。測(cè)量設(shè)縱向控制線兩條:其中以壩坡95 m高程順壩軸線方向按2 m樁號(hào)定出一條控制線;在水面內(nèi)距壩坡95 m高程、水平距離54 m處平行壩軸線方向，以右壩端、輸水洞啟閉塔為固定點(diǎn)，用鋼索連接定出另一條施工控制線。在兩條縱向控制線之間用尼龍繩連接為橫向控制線，同時(shí)用浮球、紅綢繩作樁號(hào)和尺寸標(biāo)記。水上測(cè)量采用手劃橡皮船和平底鉛錘的測(cè)繩，岸坡設(shè)置水準(zhǔn)儀，按照縱向樁號(hào)和橫向水平距離，以6 m×6 m為測(cè)量單位，形成方格網(wǎng)圖，計(jì)算出每格拋填量，定出每格的拋填深度，并繪制成壩坡斷面圖、實(shí)測(cè)柱狀圖，同時(shí)計(jì)算出總拋石量。在施工前進(jìn)行拋前水下地形測(cè)量報(bào)監(jiān)理工程師審批。

2 拋石平臺(tái)定位

本工程新投入一座重20 t的鋼結(jié)構(gòu)定位平臺(tái)，單節(jié)尺寸為(長(zhǎng) ×寬 ×高)6 m×1.5 m×0.75 m，共 14節(jié)，總長(zhǎng)為42 m，吃水深度為0.3～0.5 m，用于拋石船準(zhǔn)確定位，保證拋投位置準(zhǔn)確，拋石平臺(tái)布置以施工控制測(cè)量的水邊壩坡95 m高程順壩軸線方向排出的2 m樁號(hào)和水面54 m處鋼索為兩條縱向控制線，以3 m寬、42 m長(zhǎng)的定位平臺(tái)垂直壩坡擺放，并用4道鋼索與壩坡固定作為橫向控制線，如圖2所示。

3 拋石船石料質(zhì)量檢查和計(jì)量

拋石船只的選用:采用15 t的駁船，船倉(cāng)改裝成三個(gè)相互獨(dú)立的船底自卸料倉(cāng)，每倉(cāng)由兩個(gè)手動(dòng)葫蘆用手搖控制料倉(cāng)卸料。

3.1 石料質(zhì)量檢查

水下拋石要把好石料質(zhì)量關(guān)，塊石供應(yīng)先經(jīng)試驗(yàn)，確定其符合設(shè)計(jì)及規(guī)范要求，石料上船前，需經(jīng)項(xiàng)目經(jīng)理部派駐各料場(chǎng)碼頭的質(zhì)檢員檢查，經(jīng)檢查符合石料質(zhì)量要求及規(guī)格要求，經(jīng)監(jiān)理確認(rèn)合格后，方可裝船。杜絕風(fēng)化石、水解、碎石等不合格的石料。

3.2 石料計(jì)量

拋石船到達(dá)工地指定地點(diǎn)后，根據(jù)船體吃水深度經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)標(biāo)記出不同裝載量的船體吃水線，依據(jù)拋石量控制裝載量。石料驗(yàn)收方法:施工現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置量方小組進(jìn)行石料的檢查驗(yàn)收工作。

查看吃水線是否到位;丈量石方體積，折算噸位，按實(shí)收驗(yàn);如發(fā)現(xiàn)有噸位不足，及時(shí)進(jìn)行過(guò)磅;卸完貨后，查看船艙內(nèi)有無(wú)積水、壓艙貨，如發(fā)現(xiàn)有，則扣除相應(yīng)噸位。

圖2 鋼結(jié)構(gòu)拋石平臺(tái)布置示意圖

4 拋石施工

4.1 施工技術(shù)要求

1)施工開(kāi)始時(shí)，按圖紙要求達(dá)到的斷面尺寸，首先在壩腳前拋一層直徑＞50 cm的大塊石進(jìn)行擠淤，擠淤方向由壩腳向庫(kù)內(nèi)方向擠推。

2)拋石順序由壩腳向壩軸線方向一次按排進(jìn)行，每一排石料必須由壩體一端始拋到壩體另一端止，在第一排石料拋完后，經(jīng)測(cè)量檢驗(yàn)合格后，再拋第二排，依此類推，連續(xù)進(jìn)行。不得將壩體分成幾個(gè)施工段進(jìn)行局部超高拋填。

3)為了保證壩體安全，不得在壩體上和壩體兩端進(jìn)行危機(jī)壩體安全的施工作業(yè)。

4)施工預(yù)留沉陷量為:填料深度超過(guò)3.0 m的部位為0.4 m，其余部位最小為0.2 m，拋石表面平順過(guò)渡，不得出現(xiàn)陡坎。

5)施工過(guò)程中如遇到與設(shè)計(jì)出入較大的情況，必須及時(shí)與監(jiān)理溝通，監(jiān)理在必要時(shí)再與業(yè)主溝通。

6)一個(gè)單元拋投結(jié)束后，分析拋投結(jié)果，以便及時(shí)調(diào)整分條網(wǎng)格拋投計(jì)劃和水上作業(yè)定位位置。

7)水上堆石:施工時(shí)靠近壩坡部位時(shí)，由于水位原因，局部地方船只無(wú)法拋投時(shí)，必須采用岸上人工抬拋，這樣能保證護(hù)坡的質(zhì)量。

4.2 施工方法

采用雙向移位疊加拋石方法，即拋填石料運(yùn)至大壩右側(cè)臨時(shí)碼頭處裝船，拋石船按照現(xiàn)場(chǎng)拋填部位靠緊拋石平臺(tái)，船體橫向、縱向完全固定后再采用人工手搖葫蘆自動(dòng)卸料拋填。利用壩坡95 m高程順壩軸線方向排出的2 m樁號(hào)移動(dòng)拋石平臺(tái)，可進(jìn)行縱向移位疊加拋投;沿著平臺(tái)上標(biāo)記的軸距，前后錯(cuò)位可進(jìn)行橫向移位拋投。拋石船每拋一船后對(duì)該部位進(jìn)行再次測(cè)量，指導(dǎo)下船拋填量和具體位置。同時(shí)結(jié)合另一小船進(jìn)行人工拋石，以解決缺料較少部位及岸邊大船不能到位的部位拋石。

5 完工水下地形測(cè)量

水下拋石工程結(jié)束后，對(duì)拋投區(qū)域及相鄰的部分水域聯(lián)合進(jìn)行水下地形測(cè)量，并繪制比例為1∶2 000的水下地形圖，將拋前拋后的水下地形圖進(jìn)行對(duì)比，確定拋投成果。

定點(diǎn)測(cè)量增厚控制在70%～130%，如增厚＜70%，則須補(bǔ)拋塊石，如＞130%，則須安排潛水員進(jìn)行水下埋坡工作。

6 存在問(wèn)題及建議

通過(guò)柴河水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程上游壩坡加固的雙向移位疊加拋石方法質(zhì)量得以保證，避免出現(xiàn)“地隆溝”和漏拋等現(xiàn)象，同時(shí)工期按計(jì)劃完成，但還有些問(wèn)題值得注意和完善。

1)拋石船運(yùn)輸時(shí)要由專人負(fù)責(zé)查驗(yàn)確定船的裝載噸位，并復(fù)核拋石船吃水線，查驗(yàn)船只有無(wú)積水、壓艙貨等。建議對(duì)查驗(yàn)合格的船只統(tǒng)一編號(hào)，發(fā)放專用運(yùn)輸旗幟。

2)加強(qiáng)驗(yàn)收組織程序:拋石施工驗(yàn)收由驗(yàn)收小組驗(yàn)收員、記錄員、施工員組成，共同負(fù)責(zé)驗(yàn)收工作，具體程序如下:先由驗(yàn)收員按《施工驗(yàn)收規(guī)定》進(jìn)行初驗(yàn)，提出主導(dǎo)意見(jiàn);驗(yàn)收員及時(shí)將驗(yàn)收意見(jiàn)告知驗(yàn)收小組成員，如無(wú)異議，則報(bào)請(qǐng)監(jiān)理復(fù)查、抽查;驗(yàn)收員將驗(yàn)收結(jié)果通知各運(yùn)輸船(隊(duì))，并編號(hào)發(fā)往定位平臺(tái)施工;憑驗(yàn)收單在定位平臺(tái)安排卸貨。卸貨前，再由定位平臺(tái)施工員進(jìn)行復(fù)檢，確認(rèn)無(wú)誤后，由檔位記錄員排檔拋布。塊石拋完后，由施工員負(fù)責(zé)查看船艙有無(wú)積水和壓艙貨。確認(rèn)無(wú)誤后，簽發(fā)回單。

3)每天做好詳細(xì)的施工記錄，包括水文、氣象、塊石沖距、定位平臺(tái)定位、移位、施工樁號(hào)、拋石船舶號(hào)及載石量，當(dāng)天船只數(shù)，過(guò)磅船噸位及數(shù)量拋石船拋石檔位圖及總拋石量等原始施工記錄。

4)開(kāi)始拋投前準(zhǔn)確測(cè)量水下地形，并劃分拋投區(qū)域，計(jì)算每個(gè)區(qū)域的拋填量，拋填時(shí)準(zhǔn)確計(jì)量已拋石料量，保證不多拋也不少拋。拋石施工進(jìn)度必須嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)進(jìn)度要求分段、分區(qū)實(shí)際控制，未經(jīng)監(jiān)理工程師批準(zhǔn)不得提前結(jié)束拋填或改變區(qū)域拋填，一個(gè)單元拋填結(jié)束后，須經(jīng)監(jiān)理工程師驗(yàn)收合格同意后方可移動(dòng)定位平臺(tái)進(jìn)行下一個(gè)單元施工。

5)切實(shí)做好石料試驗(yàn)工作。每拋石10 000 m3取一組試樣，并注明其投放在壩體的位置，作出一條顆粒大小分配曲線，以便采取適當(dāng)措施，調(diào)整石料級(jí)配使其與設(shè)計(jì)相吻合。必要時(shí)，經(jīng)與有關(guān)部門(mén)磋商，可臨時(shí)增加試驗(yàn)組數(shù)。

6)加強(qiáng)施工現(xiàn)場(chǎng)管理。拋填區(qū)域內(nèi)，露出雜草或其它漂浮雜物，立即予以清除;鋼結(jié)構(gòu)定位平臺(tái)固定牢固，且用經(jīng)緯儀準(zhǔn)確定位，保證拋石位置準(zhǔn)確;大風(fēng)天氣定位平臺(tái)不穩(wěn)定時(shí)停止施工。

［1］ 谷長(zhǎng)葉.柴河水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程初設(shè)計(jì)報(bào)告［R］.沈陽(yáng):遼寧省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，2006.

［2］ 牛運(yùn)光.水庫(kù)土石壩滑坡事故經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)綜述［R］.土石壩工程論文集.北京:北京勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，水利水電土石壩工程信息網(wǎng)，1998.