王援宏

1 概況

金沙灘水庫(kù)是山西省萬(wàn)家寨引黃入晉工程北干線上的一座調(diào)節(jié)水庫(kù)，位于朔州市懷仁縣新家園鄉(xiāng)，為半挖半填平原圍封水庫(kù)。大壩軸線總長(zhǎng)3992.6m，壩頂高程1116.6m，壩頂寬度6m，水庫(kù)正常蓄水位為1114.89m，相應(yīng)庫(kù)容1101.70萬(wàn)m3。水庫(kù)大壩為均質(zhì)土壩，最大壩高17.6m。

金沙灘水庫(kù)壩址位于濕陷性黃土工程地質(zhì)分區(qū)之IV山西—冀北地區(qū)，庫(kù)區(qū)地形較平坦，地層沉積為大峪口河流山前洪積堆積物，地層分布韻律差，沉積交錯(cuò)雜亂，巖性主要為低液限粉土、低液限黏土、粉土質(zhì)砂，均具有濕陷性。

2 防滲處理措施

由于金沙灘水庫(kù)庫(kù)區(qū)地基土具有濕陷性，建庫(kù)蓄水后可能導(dǎo)致庫(kù)區(qū)地基土產(chǎn)生不均勻沉陷，因此設(shè)計(jì)考慮采用了全庫(kù)盆鋪筑復(fù)合土工膜，并對(duì)壩基進(jìn)行素土擠密樁加固處理的防滲措施。

按照設(shè)計(jì)要求，金沙灘水庫(kù)庫(kù)盆面積約80萬(wàn)m2，壩坡面積約26萬(wàn)m2，全部采用復(fù)合土工膜進(jìn)行防滲，復(fù)合土工膜規(guī)格采用200g/0.5/200g的兩布一膜。壩基素土擠密樁處理，按照不同地質(zhì)區(qū)域的濕陷等級(jí)，采用4.0m～10.0m不等的樁長(zhǎng)，樁距分為1.2m和1.4m兩種，樁徑400mm，呈梅花形布置。

3 防滲處理施工技術(shù)

3.1 素土擠密樁施工

壩基開挖后，揭露出來(lái)的地基濕陷類型有四種，分別為非自重I級(jí)（輕微）、非自重II級(jí)（中等）、自重II級(jí)（中等）、自重III級(jí)（嚴(yán)重）濕陷性場(chǎng)地，部分地基無(wú)濕陷性。

根據(jù)地質(zhì)情況和工程需要，基礎(chǔ)處理以處理土的濕陷性為主，處理的重點(diǎn)是濕陷等級(jí)為II級(jí)（中等）及以上的地段，采用1.2m的樁距，對(duì)非自重I級(jí)（輕微）濕陷性場(chǎng)地采用1.4m的樁距進(jìn)行處理。

3.1.1 材料要求

夯填用的土料盡量使用就地挖出的純凈黃土或一般黏性土、粉土，土料中的有機(jī)質(zhì)含量不得超過(guò)5%，不宜使用塑性指數(shù)大于17的黏土和小于4的砂土，嚴(yán)禁使用耕土、雜填土、淤泥質(zhì)土等，土料中不得有雜物，含水量應(yīng)接近最優(yōu)含水量。

3.1.2 主要施工過(guò)程

擠密樁施工主要包括平臺(tái)開挖、布樁、成孔、樁孔夯填等工序。平臺(tái)開挖是在壩基開挖時(shí)預(yù)留50cm作為擠密樁施工平臺(tái)，擠密樁施工完成后再挖除。布樁根據(jù)施工圖紙確定樁孔位置并編號(hào)。成孔方法采用錘擊沉管成孔和沖擊成孔法。

3.1.3 施工質(zhì)量控制

施工過(guò)程中，首先應(yīng)保證孔位、孔徑、孔的垂直度、土料質(zhì)量及其含水率等指標(biāo)符合設(shè)計(jì)要求。施工應(yīng)從外向里且跳點(diǎn)跳排進(jìn)行，沉管速度小于1m/min時(shí)，宜由里向外打。要嚴(yán)格控制每次填料的厚度和夯擊次數(shù)，每次填入的厚度不得超過(guò)10cm，夯擊次數(shù)不少于4次。向孔內(nèi)填土前，應(yīng)先將孔底夯實(shí)（夯擊次數(shù)不少于8次）。沉樁至設(shè)計(jì)深度后沉管應(yīng)緩慢拔出，成孔后應(yīng)立即進(jìn)行夯填。

施工完成后，挖孔檢查樁身夯填質(zhì)量和樁間土擠密質(zhì)量。設(shè)計(jì)要求地基處理按非自重濕陷I級(jí)（輕微）標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行控制，樁身夯填土平均壓實(shí)系數(shù)不小于95%，樁間土平均干密度不小于1.5g/cm3。檢驗(yàn)采用小環(huán)刀深層取樣檢驗(yàn)法，樁身孔的檢測(cè)點(diǎn)位于距孔心2/3半徑處，在全部孔深內(nèi)每米取樣檢測(cè)其壓實(shí)系數(shù)，檢測(cè)頻率為0.5%。樁間孔檢測(cè)點(diǎn)位置選在三樁為一組的重心處半徑15cm范圍內(nèi)，在全部孔深內(nèi)每米取樣檢測(cè)其干密度和濕陷系數(shù)，檢測(cè)頻率為1%。

3.2 復(fù)合土工膜施工

3.2.1 材料要求

金沙灘水庫(kù)的復(fù)合土工膜膜材為聚乙烯，采用全新原料，不得添加再生回收料，并且由于輥壓工藝加工過(guò)程中易使膜產(chǎn)生氣泡、氣孔和砂眼，因此要求采用吹膜工藝進(jìn)行生產(chǎn)。復(fù)合土工膜的基材為滌綸長(zhǎng)絲紡粘針刺非織造布，其規(guī)格為PET10-X-200（X≥4.5m）。材料的各項(xiàng)指標(biāo)均符合規(guī)范要求。

3.2.2 施工設(shè)備

土工膜焊接采用JIT-800型熱熔雙軌焊機(jī)，電火花檢測(cè)采用DJ-IV型直流電火花檢漏儀，真空檢測(cè)采用真空罩檢測(cè)儀。

3.2.3 工藝試驗(yàn)

施工前要進(jìn)行焊接工藝試驗(yàn)，以確定不同的環(huán)境溫度和焊機(jī)行走速度下的最適宜的焊接溫度。試驗(yàn)的環(huán)境溫度范圍要考慮將來(lái)施工期間的所有環(huán)境溫度，試驗(yàn)時(shí)的氣候條件可能滿足不了，因此部分試驗(yàn)需在室內(nèi)進(jìn)行，通過(guò)調(diào)整室內(nèi)的溫度來(lái)模擬環(huán)境溫度。焊機(jī)的行走速度一般有六個(gè)檔位，試驗(yàn)采用兩個(gè)適宜的速度即可。

3.2.4 施工過(guò)程

復(fù)合土工膜的施工步驟如下：地基平整壓實(shí)—材料進(jìn)場(chǎng)—材料檢查及鋪設(shè)—土工膜搭接及底層土工布的粘接—焊接—?dú)鈮簷z測(cè)—特殊情況處理及檢測(cè)—上層土工布縫合—覆土。

庫(kù)區(qū)地基平整采用平地機(jī)，振動(dòng)平碾壓實(shí)后進(jìn)行壓實(shí)度檢測(cè)，壓實(shí)度不小于95%。材料在鋪設(shè)前要逐塊檢查是否存在孔洞、砂眼、褶皺及生產(chǎn)創(chuàng)傷，不符合要求的杜絕使用。為了不影響焊接質(zhì)量，底層的土工布采用粘接，上層土工布采用雙道線縫合。土工膜搭接好，焊接前要進(jìn)行試焊，以確定適宜的焊接參數(shù)。焊接完后在兩道焊縫間進(jìn)行打壓，對(duì)檢查發(fā)現(xiàn)的虛焊、漏焊、過(guò)量焊等要用擠壓焊修補(bǔ)，修補(bǔ)完成后用電火花或真空罩進(jìn)行檢測(cè)。

對(duì)邊角、補(bǔ)疤等異形區(qū)域無(wú)法用雙軌熱熔焊機(jī)進(jìn)行焊接，需采用PE膠粘接結(jié)合擠壓焊進(jìn)行處理，完成后要用電火花或真空罩進(jìn)行檢測(cè)。

土工膜施工完成后在48h內(nèi)覆土，覆土層之上不允許重型設(shè)備碾壓。

3.2.5 質(zhì)量控制重點(diǎn)

質(zhì)量控制的重點(diǎn)首先是材料質(zhì)量，每批材料進(jìn)場(chǎng)后都要抽樣檢測(cè)其物理力學(xué)指標(biāo)，然后是攤鋪后的全面外觀質(zhì)量檢查。其次是焊縫的氣壓檢測(cè)。采用雙軌焊機(jī)會(huì)形成兩道焊縫，要對(duì)焊縫之間分段封堵進(jìn)行氣壓檢測(cè)，充氣壓力達(dá)到0.1MPa后穩(wěn)壓超過(guò)1min為合格。充氣壓力達(dá)不到要求時(shí)要檢查是否有虛焊和漏焊等情況并進(jìn)行處理，直至打壓合格。

對(duì)施工缺陷如虛焊、漏焊、破損等的處理是質(zhì)量控制的一個(gè)非常重要的環(huán)節(jié)。要認(rèn)真檢查，發(fā)現(xiàn)缺陷，尤其是施工時(shí)不可避免造成的破損，然后要采取適當(dāng)?shù)慕?jīng)過(guò)批準(zhǔn)的方法進(jìn)行修補(bǔ)，再進(jìn)行電火花或真空罩的檢測(cè)。

4 幾點(diǎn)思考

第一，本工程壩基采用素土擠密樁加固處理，采用了較大的樁距。經(jīng)檢測(cè)，壩體沉降量最大達(dá)到15mm，遠(yuǎn)小于設(shè)計(jì)沉降量，地基處理效果明顯。

第二，素土擠密樁施工質(zhì)量影響因素中最不易控制的是土料的含水率和填土頻率?？刂仆亮虾时仨氃诹蠄?chǎng)采用適當(dāng)?shù)慕椒?，同時(shí)土料在使用過(guò)程中容易風(fēng)干，因此在現(xiàn)場(chǎng)還應(yīng)及時(shí)灑水保持土料表面濕潤(rùn)。填土一般采用人工方法，其頻率易受人為因素的影響，控制難度大，本工程試用了一種自動(dòng)送土機(jī)，解決了這個(gè)難題，取得了較好的效果。

第三，復(fù)合土工膜焊接施工中要注意防止超焊和過(guò)量焊，這樣會(huì)對(duì)膜造成損壞，尤其是影響膜的厚度但卻無(wú)法檢測(cè)出來(lái)，這甚至比虛焊和漏焊產(chǎn)生的后果更嚴(yán)重。

第四，建筑物周圍或建筑物中預(yù)埋的土工膜極易因建筑物的施工而遭到破壞，并且有的破損不容易被發(fā)現(xiàn)，因此需要在檢查的時(shí)候具有高度的責(zé)任心和認(rèn)真負(fù)責(zé)的精神。在土工膜施工中，出現(xiàn)問(wèn)題或漏洞不是最可怕的，最可怕的是沒(méi)有發(fā)現(xiàn)這些缺陷和漏洞。

5 結(jié)語(yǔ)

金沙灘水庫(kù)的防滲處理在施工中雖然遇到過(guò)一些困難，但通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員的努力均采用了很好的解決辦法，取得了良好的防滲處理效果，對(duì)以后的平原水庫(kù)建設(shè)可以起到一定的借鑒作用。