董衛(wèi)軍，常 青，張 慧

（南水北調(diào)東線山東干線有限責(zé)任公司，山東 濟南 250013）

南水北調(diào)東線山東段第一期工程是一項跨流域、長距離的大型調(diào)水工程，沿線主要包括平原水庫、渠道、泵站、節(jié)制閘、倒虹及主要引水口建筑物等工程，平原水庫是南水北調(diào)工程建設(shè)的重要組成部分，可以提高調(diào)蓄能力及提高供水保障率，沿輸水干線興建了大屯、東湖、雙王城3座重要的平原調(diào)蓄水庫，總庫容近2.0億m3，圍壩均為土壩，壩高約12～14.15 m，圍壩填筑為高填方填筑工程。現(xiàn)結(jié)合3座平原水庫的圍壩高填方填筑與壓實工程施工過程中的實踐經(jīng)驗,對填筑與壓實的施工工藝、質(zhì)量控制及評定進行了探討，為高填方工程施工提供理論基礎(chǔ)和實踐控制方法。

1 工程概況

1.1 工程位置及規(guī)模

大屯水庫位于山東省德州武城縣恩縣洼東側(cè)，距德州德城區(qū)25 km，距武城縣13 km。東湖水庫位于濟南市東北部歷城區(qū)郭店鎮(zhèn)老憎口村東北部白云湖與小清河之間，胡家岸引黃灌區(qū)內(nèi)，距濟南市區(qū)約30 km。雙王城水庫位于壽光市北部的臥鋪鄉(xiāng)寇家塢村北廢棄水庫處，距市區(qū)約31 km，利用原雙王城水庫擴建而成。

大屯水庫、東湖水庫和雙王城水庫3座平原水庫是南水北調(diào)東線一期工程輸水干線工程重要調(diào)蓄水庫，其規(guī)模大，具有土方填筑高度高、圍壩軸線長、庫容大、占地面積大和年供水量多等顯著特點，其指標(biāo)見表1所示。

1.2 工程地質(zhì)

大屯水庫勘探深度內(nèi)，廣泛分布第四系全新統(tǒng)堆積層，分為沖積堆積層和沖積～沼澤堆積的粉細砂和中細砂等。沖積堆積層上部為砂壤土和裂隙黏土，夾有零星壤土和粉砂，厚度變化較大，分布不穩(wěn)定，下部為裂隙黏土夾砂壤土和壤土，局部為古河道沖積的粉砂和粉細砂，分布不穩(wěn)定，厚度變化較大。

表1 三座平原水庫的各項特征指標(biāo)

東湖水庫在勘探深度內(nèi)，壩基及庫內(nèi)地層除表層素填土外，主要為第四系松散堆積層，料場開采深度范圍內(nèi)土層自上而下主要分為砂壤土、裂隙黏土多被砂壤土、粉土充填，局部夾有砂壤土微層，以及黏土層等。

雙王城水庫在勘探深度內(nèi)，分為第四系全新統(tǒng)沖積堆積（Q4al）的砂壤土、壤土及裂隙黏土；第四系全新統(tǒng)海積堆積（Q4m）的砂壤土、黑色的富含有機質(zhì)的壤土；以及第四系上更新統(tǒng)海積堆積（Q3m）的砂壤土、壤土、壤土夾姜石，局部夾黏土透鏡體。

2 圍壩土方平衡、壩料復(fù)勘和碾壓試驗

壩料復(fù)勘就是在復(fù)查過程中應(yīng)調(diào)查料場土質(zhì)情況，并計算該區(qū)域面積和土層方量，以便后續(xù)施工控制。根據(jù)料場高程、位置、填筑部位作統(tǒng)一規(guī)劃，優(yōu)化土方調(diào)配，料場的上壩運距要盡可能短，要求不同的土料運至相對應(yīng)的壩段。

土方填筑前先進行現(xiàn)場碾壓試驗，各標(biāo)段分別根據(jù)各自料場土料的性質(zhì)、鋪土方法、碾壓機械分別進行碾壓試驗，通過碾壓試驗確定各種壩料施工控制參數(shù)（鋪土厚度、碾壓遍數(shù)、行車速度、含水率等），并報給監(jiān)理單位批準(zhǔn)。

根據(jù)總工程量及單臺設(shè)備定額工作量，適當(dāng)考慮備用設(shè)備，確定施工機械設(shè)備數(shù)量。確定碾壓設(shè)備的數(shù)量時，需要同時考慮碾壓寬度、碾壓遍數(shù)、行走速度及必要的時間間歇及各自標(biāo)段每天需要碾壓的壩面長度，以確保碾壓設(shè)備數(shù)量滿足施工強度要求。

3 圍壩填筑與碾壓施工工序

圍壩土方填筑工程主要工序有結(jié)合面接縫處理、上料鋪土、碾壓工序，并在現(xiàn)場做關(guān)鍵工序負責(zé)人標(biāo)識牌。

3.1 壩體填筑施工工序

1）結(jié)合面、接縫處理工序。結(jié)合面應(yīng)刨毛處理，若采用凸塊振動碾則不需要刨毛。結(jié)合面土料含水率應(yīng)在最優(yōu)含水率-2%～3%范圍之內(nèi)，否則，需要灑水或晾曬。圍壩壩型銜接區(qū)段和各標(biāo)段及各工作面之間,銜接區(qū)段的橫向接坡不陡于1∶3.0，坡面必須壓實。不同施工壩段、施工標(biāo)段的填筑高程應(yīng)大致保持同步上升，相鄰高差不宜超過1.0 m，隨著壩體填筑上升接縫必須陸續(xù)削坡直至合格面方可填筑。

2）上料鋪土工序。土料上壩后先由施工班組人員及施工技術(shù)員控制質(zhì)量。對于壩料中存在的葦根等其他雜物，采用撿除方法，分4道工序上壩傾卸土料后、推平、翻曬、整平撿除控制。

壩基驗收合格后進行上料、鋪土，填寫“土方填筑工程上土許可證”。在此過程中對土料中的蘆葦根等雜物進行清除。如填土出現(xiàn)橡皮土、層間光面、層間中空、松土層或剪切破壞等現(xiàn)象時，可采用鏵犁翻開晾曬或者直接挖除,換填好土再按壩體填筑要求碾壓，經(jīng)檢驗合格后，始準(zhǔn)鋪填新土。

在上料過程中，應(yīng)根據(jù)單元工程總土方量、上壩鋪土邊線、運輸車輛類型、卸土間距、土料質(zhì)量等情況填寫“鋪土過程控制檢查記錄表”；鋪土整平工序完成后，對鋪土厚度、鋪土邊線、土料含水率進行檢驗，填寫“土方填筑鋪土工序檢測記錄表”。檢驗合格后填寫“鋪土工序驗收簽證”報監(jiān)理部。監(jiān)理部收到施工單位的 “鋪土工序驗收簽證”及相關(guān)檢測資料后，對土料是否合格、粒徑是否偏大、鋪土厚度、寬度、含水率、平整度、蘆葦根清理等項目進行檢查和驗收，填寫“圍壩填筑鋪土工序監(jiān)理檢測記錄表”，鋪土厚度抽檢頻次為10%～30%，其他項目為10%。檢驗合格后簽發(fā)“鋪土工序驗收簽證”，同意施工單位進行碾壓施工。

壩面土料用推土機推平或鏟運機整平后開始碾壓。碾壓前應(yīng)使上壩土料含水率控制在最優(yōu)含水率-2%～3%范圍之內(nèi)，當(dāng)土料含水率低于這個范圍時，需要灑水。當(dāng)含水率過大時，對作業(yè)面用鏵犁進行翻開晾曬，用旋耕犁粉碎大的土塊，待含水率適合時按照壩體填筑標(biāo)準(zhǔn)進行碾壓。并填寫用于校核的三點擊實試驗報告。

3.2 圍壩壩體碾壓施工工序

碾壓參數(shù)按照監(jiān)理部批復(fù)的碾壓試驗成果執(zhí)行。在土方碾壓過程中，填寫“圍壩土方碾壓施工記錄表”。碾壓完成后施工單位進行“三檢制”檢驗合格后，填寫“圍壩填筑壓實工序檢測記錄表”與“土方填筑壓實原始記錄表、土方填筑壓實度檢測報告”一起報送監(jiān)理部，報監(jiān)理部進行壓實干密度檢測見證取樣和壓實后高程測量，并填寫“干密度檢測見證取樣單”，干密度檢測頻次不少于1組/350 m3。檢驗合格后填寫“碾壓工序驗收簽證”、“壩體填筑壓實工序質(zhì)量評定表”、“壩體填筑單元工程質(zhì)量評定表”及報驗單報監(jiān)理工程師驗收。

監(jiān)理部收到施工單位壩體填筑單元工程質(zhì)量報驗資料后，安排監(jiān)理人員對干密度、壓實后高程、接縫處理等項目進行檢查和驗收，填寫“圍壩填筑壓實工序監(jiān)理檢測記錄表”，干密度抽檢頻率為施工單位抽檢數(shù)量的10%。

4 圍壩填筑與碾壓施工質(zhì)量控制與評定

4.1 上料鋪土工序主要質(zhì)量控制點

1）上壩土料質(zhì)量控制。土料上壩前，在料場首先由施工項目部技術(shù)員根據(jù)料場清表情況判斷土料是否合格，不合格的土料直接運到指定位置棄置，或采取措施處理后再上壩；上壩土料中樹根及葦根等雜物，現(xiàn)場采取多道工序進行撿除；含有葦根比較多的土料作為棄土，放到指定棄土位置。上土過程中由挖掘土料司機、運土司機及現(xiàn)場施工技術(shù)人員共同對土料質(zhì)量進行控制，達到不同土料運至不同的卸料位置。

2）筑壩每層土的鋪土厚度控制。對于鋪土厚度的控制，主要采用上土前計算單元總方量、上土過程、整平過程、整平后測量的方法進行控制，亦即事前控制、事中控制、事后控制。

在該層土上壩前由施工單位先計算該層土的總方量；上土過程中，由現(xiàn)場施工員對每輛上土車輛的單車方量與該車?yán)目偺藬?shù)進行統(tǒng)計，實行總量控制；上土完成后，由推土機推平，采用標(biāo)桿配合灰點進行整平厚度控制以及撒灰線進行邊線控制；整平完成后，采用水準(zhǔn)儀測量鋪土后的高程，與前層土碾壓完成后對應(yīng)點的高程相減，即得出本層土的鋪土厚度。

4.2 碾壓工序的主要質(zhì)量控制點

1）碾壓遍數(shù)。碾壓遍數(shù)主要通過現(xiàn)場施工員及司機記錄碾壓起止樁號、碾壓寬度、碾壓起止時間、每遍碾壓歷時及有效碾壓歷時等施工過程中的數(shù)據(jù)控制。

2）碾壓搭接寬度控制。碾壓搭接寬度由司機及現(xiàn)場施工員現(xiàn)場控制。相鄰兩段交接帶碾跡應(yīng)彼此搭接，垂直碾壓方向搭接帶寬度應(yīng)不小于0.3～0.5 m；順碾壓方向搭接帶寬度應(yīng)為1～1.5 m。

4.3 土方壓實度的質(zhì)量控制

填筑土料壓實度主要根據(jù)土料輕型擊實試驗確定的最大干密度計算得出，必要時結(jié)合三點擊實試驗進行驗證。

1）土料最大干密度指標(biāo)的確定。首先施工單位根據(jù)料場土料分布情況結(jié)合施工組織設(shè)計，規(guī)劃好施工壩段及對應(yīng)的庫區(qū)取土料場，然后在每個取土區(qū)，取土樣進行輕型標(biāo)準(zhǔn)擊實試驗，確定該區(qū)對應(yīng)施工壩段的土料最大干密度指標(biāo)，并報監(jiān)理批準(zhǔn)。

2）壓實度檢測。壓實度檢測主要采用現(xiàn)場碾壓后實測的土體干密度與土料最大干密度計算得出。當(dāng)計算的壓實度出現(xiàn)異常（如＞1.02或＜0.96），則通過三點擊實試驗進行校核。

三點擊實試驗法的具體操作：①碾壓后現(xiàn)場取土7.5 kg左右，均分3份，根據(jù)含水率情況確定加、減水試驗，或者減水試驗測出濕密度及加減水的含量。減水可采用晾曬或者采用吹風(fēng)設(shè)備來控制含水率。②采用輕型標(biāo)準(zhǔn)擊實試驗，確定不同含水率下的變換濕密度。③環(huán)刀取樣，測出碾壓后土的天然濕密度ρf和含水率wf。④根據(jù)圖解法或者數(shù)解法得出變換最大干密度ρm。⑤經(jīng)計算得出壓實度D=ρf/ρm。

以上主要工序完成后，分別填寫“壩體填筑結(jié)合面處理工序質(zhì)量評定表、筑壩工程接縫處理工序質(zhì)量評定表”、“壩體填筑卸料及鋪填工序質(zhì)量評定表”、“壩體（壓重平臺）填筑壓實工序質(zhì)量評定表”、“壓重平臺填筑壓實單元工程質(zhì)量評定表”“壩體填筑壓實單元工程質(zhì)量評定表”、單元工程施工質(zhì)量報驗單”進行報驗。

5 結(jié)語

目前，三座平原水庫圍壩土方填筑工程即將完工，文中闡述圍壩填筑各階段主要工序的特點及各階段的施工質(zhì)量控制的主要方法，總結(jié)填筑各階段質(zhì)量控制的主要經(jīng)驗，得出填筑前期準(zhǔn)備階段是質(zhì)量控制事前控制階段，填筑階段是填筑工程中事中控制階段，填筑評定階段是填筑事后控制階段；規(guī)范圍壩填筑各施工工序的記錄表格、質(zhì)量控制、評定標(biāo)準(zhǔn)表格等，為類似工程建設(shè)施工質(zhì)量控制提供了參考。

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