楊開(kāi)濱

(黑龍江省建三江管理局水務(wù)局，黑龍江 建三江 156300)

勤得利農(nóng)場(chǎng)鴨綠河水庫(kù)位于省農(nóng)墾建三江管局境內(nèi)，總庫(kù)容524.14萬(wàn)m3，總蓄水量 640萬(wàn)m3，可保護(hù)水庫(kù)下游3個(gè)作業(yè)站800多人口和一條省級(jí)同撫公路及公路橋的安全，保護(hù)4 000 hm2耕地，可灌溉水田533.3 hm2。水庫(kù)庫(kù)區(qū)養(yǎng)魚水面50 hm2，年產(chǎn)商品魚3 000 kg，是一座以灌溉為主兼顧防洪、養(yǎng)魚、旅游綜合利用的小(1)水庫(kù)。經(jīng)地質(zhì)勘查表明庫(kù)區(qū)地下水埋藏較淺(1.40～2.80 m)，可利用含水層深度為0.5～2.0 m。根據(jù)土壩設(shè)計(jì)斷面土方量計(jì)算，其土料運(yùn)距一般為200 m，最遠(yuǎn)可達(dá)700～800 m。庫(kù)區(qū)內(nèi)土料天然含水量為30% ～45%，天然干容量1.21～1.45 g/cm3。土質(zhì)為黏滯土，最大干密度為1.60～1.70 g/cm3。而設(shè)計(jì)的土壩填筑容量為1.50～1.55 g/cm3，相應(yīng)控制含水量為23% ～24%，滲透系數(shù)為4.210-6cm/s。在這種條件下，對(duì)土壩填筑進(jìn)行施工，必須結(jié)合工程實(shí)際條件，通過(guò)科學(xué)試驗(yàn)研究加以解決。

1 土壩填筑

1.1 正常段填筑

正常段是相對(duì)于潮溝而言，清基10～20 cm后，能夠直接上土筑壩的壩段.是水庫(kù)土壩欠體，約占總壩長(zhǎng)85%以上，所以碾壓試驗(yàn)主要是解決正常段筑壩的方法問(wèn)題，實(shí)際中均按促壓試驗(yàn)成果實(shí)施，其主要步驟為:

1.1.1 放樣

按設(shè)計(jì)尺寸定樣放線，并將軸線、高程控制點(diǎn)引至壩外50～60 m遠(yuǎn)、50～100 m送一個(gè)斷面。

1.1.2 料場(chǎng)規(guī)劃

庫(kù)區(qū)內(nèi)取土，距離壩腳50 m遠(yuǎn)以外為土料場(chǎng)，即離壩坑50 m寬范圍內(nèi)高程不得降低，如有低洼處應(yīng)按設(shè)計(jì)干密度碾壓填土至基礎(chǔ)地面高程。首先按斷面土方粗估取土場(chǎng)寬度，然后進(jìn)行土料場(chǎng)天然含水量、干密度、土質(zhì)情況普查，最后根據(jù)填筑斷面土方、料場(chǎng)普查結(jié)果.并考慮一定備用系數(shù)界定土料場(chǎng)寬度。

式中:B為取土場(chǎng)寬度，m;a為備用系數(shù);v單位延長(zhǎng)米壩段施工填筑土方量，m3;ρ施工填筑要求干容量，g/cm3;ρ’土料場(chǎng)天然干容量，g/cm3;h取土深度，m。

如原地面高程為2.3 m，考慮清基深0.2 m，則基礎(chǔ)高程為2.1 m，按設(shè)計(jì)施工斷面V=170.3 m3，取碾壓試驗(yàn)結(jié)構(gòu)ρ=1.56 g/cm3，h=1.0，a取1.3，則經(jīng)計(jì)算 b=236 m，取 b=250 m。

1.1.3 清理基礎(chǔ)和料場(chǎng)，同時(shí)修筑取土場(chǎng)內(nèi)道路

清基按碾壓試驗(yàn)結(jié)果要求即可。料場(chǎng)表層的雜草、根須等必須徹底清除，一般10～20 cm深利用推土機(jī)或鏟運(yùn)機(jī)清除，同時(shí)，修筑土場(chǎng)至壩體的運(yùn)土道路，高出地面30～50 cm即可。

1.1.4 壩體填筑

主要為機(jī)械化施工，其配套組合有:

1)2.0 m3斗容鏟運(yùn)機(jī)自裝、自運(yùn)、自鋪，推土機(jī)壩上平土碾壓，300 m運(yùn)距臺(tái)鏟運(yùn)機(jī)配備1臺(tái)東方紅54則推土平土;即可分段輪換流水作業(yè)。此種方式為最佳施工方法。

2)東方紅型推土機(jī)裝土、東方紅型推土機(jī)牽引鐵排(容量1.5～2.0 m3)運(yùn)土，東方紅型推土機(jī)卸土、平土碾壓。機(jī)械組合為推土機(jī):鐵排:推土機(jī)=1∶(4—5)∶2，效率較低，但筑壩質(zhì)量容易保證。

3)6.0 m3斗容鏟運(yùn)機(jī)＜73.5 kW以上拖拉機(jī)牽引)自裝、自運(yùn)、自鋪，D60或Hl40型推土機(jī)平土、碾壓，機(jī)械組合為(4～5):1，此種方法鋪土要加厚到40～50 cm，運(yùn)土道路要專門修筑并經(jīng)常養(yǎng)護(hù)、碾壓質(zhì)量不易保證。

4)3～5 臺(tái)輕型(東方紅)推土機(jī)或73.5 kW以上大型推土機(jī)并排推土順爬道上壩。推土機(jī)平土、碾壓，此種方法只可少部分采用，因質(zhì)量難以保證，同時(shí)效率也低，屬于最差施工方法。

5)做坡整型及驗(yàn)收。主要利用推土機(jī)將壩體填筑一定高度時(shí)，隨時(shí)粗略整型，壩體填筑至設(shè)計(jì)施工斷面高程時(shí)，再等雨或?yàn)⑺袡C(jī)械做坡整型，必要時(shí)輔以人工進(jìn)行修整，最后經(jīng)檢查質(zhì)量合格后，按施工填筑斷面驗(yàn)收。

1.2 潮溝段填筑方法

勤得利農(nóng)場(chǎng)鴨綠河水庫(kù)壩基不包括橫跨寬度(通過(guò)壩基長(zhǎng)度)200 m的混江溝潮溝、還跨越了寬度為10～100 m的較大潮溝16處，這是該水庫(kù)土壩施工的最主要一環(huán)，結(jié)合此項(xiàng)工程研究探討先進(jìn)的、經(jīng)濟(jì)合理的、安全的潮溝處理方案是本次分析的重要內(nèi)容之一。實(shí)施中根據(jù)潮溝的不同特點(diǎn)主要采用了換填法及鋪土工織物軟排處理方法。

2 土壩填筑質(zhì)檢

土壩填筑質(zhì)檢分為現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)、復(fù)檢及鉆探檢測(cè)。

2.1 現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)

分段專人負(fù)責(zé)分層檢測(cè)，主要檢測(cè)碾壓后含水量，干密度、鋪土厚度、層間結(jié)合等，6.2 m高程以下(壩高4.0 m)每50 m壩段檢測(cè)3～4點(diǎn)，6.2 m高程以上可檢測(cè)2～3點(diǎn)，潮溝填筑時(shí)應(yīng)沿溝軸線方向至少每層檢測(cè)3點(diǎn)，較大潮溝5～6點(diǎn)。鋪土厚度25 cm，碾壓3遍，檢測(cè)試樣取底部，要求干密度Pd＞1.50 g/cm3，含水量為17% ～25%，不應(yīng)出現(xiàn)彈簧土。正常段壩基碾壓后要求干密度 ρd＞1.50 g/cm3(距地表0.5 m以內(nèi))，潮構(gòu)基礎(chǔ)(換填法)干密度ρd＞1.40 g/cm3。

2.2 復(fù)檢

壩體填筑為2.0、4.0、6.0 m高時(shí)，分別由復(fù)檢組統(tǒng)一進(jìn)行復(fù)檢，每200 m設(shè)一斷面，大潮溝處加取，一是用人工取土鉆現(xiàn)場(chǎng)鉆探。分別沿0.10、0.50、1.0、1.5、2.0 m分5 層取樣，測(cè)試含水量、干容量，并取20cm×20cm×20cm原狀樣一個(gè)做室內(nèi)常規(guī)全項(xiàng)土工試驗(yàn)分析，同時(shí)人工控1.0～1.2 m深坑。測(cè)試鋪土厚度、層間結(jié)合情況，要求:干容量ρd≥1.5 g/cm3，個(gè)別干容量≥1.47 g/cm3，合格率要達(dá)到90%以上，否則該壩段要進(jìn)行返工。

2.3 鉆探檢測(cè)

2006年8 月，對(duì)2004年5—7月及2003年5—9月完工的13.11 km壩進(jìn)行了鉆探取樣、平均每500 m壩段布置一孔大潮溝處加鉆1～2孔，正常段沿深度2.0、4.0、6.0、8.0 m分四層取樣，潮溝段沿深度 2.0、4.0、6.0、8.0、10.0 m分土層取樣，室內(nèi)做常規(guī)土工試驗(yàn)分析。

質(zhì)檢結(jié)果統(tǒng)計(jì)分析為頻率統(tǒng)計(jì)并繪制頻率曲線和管理直方圖。填筑壩體以每個(gè)施工單位承包的壩段為單元工程進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)檢成果統(tǒng)計(jì)分析。壩基、邊坡、復(fù)檢每期工程為一單元進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析、鉆探取樣以整個(gè)壩段為分析單元，現(xiàn)將整個(gè)壩段質(zhì)量檢測(cè)分析結(jié)果列于表1，已完成壩段的質(zhì)檢成果統(tǒng)計(jì)圖1。

表1 現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)檢統(tǒng)計(jì)結(jié)果

圖1 平原水庫(kù)土壩填筑現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)檢分析統(tǒng)計(jì)圖

3 結(jié)論

通過(guò)質(zhì)檢成果統(tǒng)計(jì)分析表明，勤得利農(nóng)場(chǎng)鴨綠河水庫(kù)土壩填筑的主要控制指標(biāo)干密度、滲透系數(shù)、抗剪強(qiáng)度等指標(biāo)均滿足設(shè)計(jì)要求，說(shuō)明土壩填筑的施工工藝是符合實(shí)際和可靠的。通過(guò)筑壩土料顆粒分析表明土壩粉質(zhì)黏土、(重、中)粉質(zhì)壤土、黏土的干密度值相差較大，尤其是有部分黏土壩段，按此施工工藝，干密度達(dá)到ρd=1.50 g/cm3很困難，復(fù)檢資料分析結(jié)果也說(shuō)明了這點(diǎn)。那么壤土干容量平均達(dá)1.62 g/cm3，而黏土干密度只有1.52 g/cm3、部分黏粒較高的黏土壩段(或部位)干容量只有1.45～1.50 g/cm3，這樣土壩是否產(chǎn)生不均勻變形而產(chǎn)生裂縫，黏土壩段(部位)質(zhì)量是否滿足穩(wěn)定要求。這要從壓實(shí)程度(ρd/ρmax)和土壩抽樣檢測(cè)的滲透系數(shù)、抗剪強(qiáng)度指標(biāo)來(lái)進(jìn)行衡量、評(píng)價(jià)，通過(guò)擊實(shí)試驗(yàn)表明壤土和黏土的最大干容量分別為1.73 g/cm3和1.58 g/m3，因而在采用此施工工藝條件下，兩種土料的壓實(shí)程度分別為96.5%和94.6%?？梢?jiàn)從壓實(shí)程度分析看，土壩不同土料具有較均衡的壓實(shí)程度，因而不會(huì)產(chǎn)生裂縫;另從滲透系數(shù)?？辜魪?qiáng)度指標(biāo)看，壤土、黏土的垂直滲透系數(shù)分別為8.69×10-7cm/s和8.6×10-7cm/s，水平滲透系數(shù)分別為3.8×10-6cm/s和 1.4×10-6cm/s，均滿足 4.20×10-6cm/s的設(shè)計(jì)要求。壤土和黏上的內(nèi)摩擦角分別為23.6°和18.5°，也滿足18°設(shè)計(jì)指標(biāo)要求。從筑壩完成后1 a鉆探取樣表明土壩的干容量、滲透系數(shù)、抗剪強(qiáng)度均符合設(shè)計(jì)要求。

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