李 秋 石

(中國水利水電第五工程局有限公司，四川 成都 610066)

1 概 述

蘇丹上阿特巴拉水利樞紐B標工程主要由左右岸土堤、左岸土石壩、河床粘土心墻壩、溢流壩組成，樞紐總長6 615 m。河床粘土心墻壩壩高為44 m，基礎高程481 m，壩頂高程為525 m。

工程分兩期施工，一期利用原河床過流進行溢流壩及左右岸土石壩施工，二期利用已建溢流壩過流進行河床粘土心墻壩施工。

2 方案優(yōu)化的背景及目標

工程原合同工期規(guī)劃為：2011年7月開始溢流壩混凝土施工；2012年9月底溢流壩具備過流條件，進行二期河床截流；2013年5月底河床壩填筑至505 m高程，具備度汛條件；2014年8月壩體到頂，水庫開始蓄水。但由于業(yè)主工程款支付不及時，工程材料供應、人員組織困難等原因，導致溢流壩施工進度滯后，不能滿足2012年9月底截流的條件，且河床土石壩涉及到第二年汛期度汛的問題，因此截流時間只有推后一年。但經與業(yè)主談判達成協議，在業(yè)主給予一定補償的情況下，2014年9月壩體填筑到519 m高程并開始蓄水。河床壩段的施工工期壓縮了近一年。為確保施工進度，在施工過程中對各環(huán)節(jié)進行了技術優(yōu)化。

3 河床粘土心墻壩的施工項目

河床壩段施工內容包括：上下游二期圍堰、減壓井、基礎開挖、基礎振沖處理、帷幕灌漿、主壩防滲墻施工、壩體填筑等。河床大壩原設計方案的典型剖面如圖1所示。

4 加快河床粘土心墻壩施工采用的技術措施

4.1 圍堰及度汛方式

原設計的二期圍堰及度汛方式為：首先進行上下游枯期圍堰施工(不進行基礎防滲)，然后利用強排水進行基礎開挖和壩體度汛斷面施工，在度汛斷面下設防滲墻，上游側設粘土斜墻覆蓋防滲，汛期利用度汛斷面擋水。

優(yōu)化方式：(1)將度汛斷面下的防滲墻移至枯期圍堰下，以改善基坑施工條件；(2)提前在2013年初的枯期將圍堰的基礎防滲墻施工完成，并通過在頂部加設鋼筋網片的方式對防滲墻進行保護，確保在汛期過水的情況下防滲墻不被破壞，這樣可以減少截流后的工作量，節(jié)省45 d的基礎處理時間；(3)加強心墻部位的施工，直接利用永久防滲墻及心墻壩度汛，以節(jié)省度汛斷面上游面的防滲及防沖結構的施工時間。調整后的二期圍堰及壩體度汛剖面見圖2。

4.2 減壓井的施工

由于壩體粉砂層基礎需進行振沖處理，因此要求將地下水位必須降到粉砂層以下1 m，即476 m高程。經計算，壩體上下游各需布設5個減壓井。因此，減壓井盡快投入運行既是基礎振沖處理的前提條件，也是改善表層粉砂開挖交通的關鍵。為提前開始進行減壓井施工，在戧堤進占過程中提前在基坑側填筑減壓井施工平臺，利用該平臺進行減壓井施工。工程實施過程中，在截流前已將上游側減壓井施工完成，截流閉氣后5個減壓井立即投入運行，節(jié)省了12 d的直線工期并改善了基礎開挖交通條件。

4.3 壩體基礎面的提升

河床的天然基礎情況為泥巖上覆蓋約20 m厚的砂礫石，上部另有7 m厚的粉細砂層。原設計方案為將上部7 m厚的粉砂層全部挖除，挖至高程477 m的砂礫石層，然后進行基礎處理及壩體填筑。

進場后，項目部立即安排進行了河床壩段壩體基礎區(qū)的貫入度(CPT)試驗并將試驗資料整理后報送工程師，為工程師優(yōu)化設計提供了基礎資料。后經工程師復核，最終將壩體基礎高程提升到481 m,進而減少了4 m厚的開挖及填筑，節(jié)省開挖及填筑量各12萬m3。

圖2 調整后的圍堰及壩體典型剖面圖

4.4 帷幕灌漿施工高程的調整

原河床壩段的施工程序見圖3。

圖3 原河床壩的施工程序圖

在實際實施過程中，將帷幕灌漿作業(yè)高程調整到高程481 m，即區(qū)域基礎振沖結束后立即開始帷幕灌漿工作。這樣實施，首先減少了在填筑砂礫石中的鉆孔量，從而為帷幕灌漿鉆孔作業(yè)節(jié)約了時間；其次，減少了一次基礎振沖與填筑間的工序銜接，可以提前進行帷幕灌漿施工，從而加大了基礎振沖與帷幕灌漿間平行施工的時間，為關鍵線路施工壓縮了15 d的施工時間。

4.5 心墻料的制備

該工程土料場大致分三層：第一層為高液限、高塑性粘土，第二層為低液限、低塑性砂質粉土，第三層為高塑性和高液限粘土。其中第二層砂質粉土的天然含水率為9.5%左右，其他兩層的天然含水率均在18%左右。料場區(qū)域內平均最優(yōu)含水率為23.56， 平均最大干密度為1.57(g/cm3)，最大干密度為1.73。

通過對土料場進行勘探及試驗結果可知：(1)土料上壩前需進行含水量的調整；(2)第一層、第三層高液限、高塑性粘土細粒含量及膨脹性等方面不能滿足上壩料的技術要求，若不進行處理而直接上壩，必須對填筑部位進行限制以限制其遇水膨脹脫水開裂的特性；(3)第二層砂質粉土塑性指數及防滲不能滿足要求，因此，壩體防滲料必須通過制備獲得。

通過現場試驗及研究發(fā)現：(1)土料在自然狀態(tài)下灌水后含水量略大于最優(yōu)含水量；(2)粘性土在接近最優(yōu)含水量的情況下具備可摻拌性，含水量控制的好，可以避免結塊現象出現。

經現場與工程師進行溝通及生產試驗結果證明，最終工程師同意采取先灌水，再進行一、二層土料或二、三層土料混合立采的方式獲得合格土料并直接上壩填筑。

最終，僅通過加強現場控制的手段就解決了土料制備的問題。

4.6 反濾料級配曲線的調整

由于砂礫石料場的粉細砂含量偏高，按照工程師設計的反濾料級配曲線要求棄料多，系統(tǒng)生產效率下降。具體原料級配及設計要求見圖4。

圖4 原反濾料控制指標和料場原料級配指標對比圖

針對這一情況，項目部仔細研究了相關規(guī)范并進行了詳細的計算、論證后，向工程師提出了反濾料級配調整的建議，最終經工程師批準，在蘇丹上特巴拉項目生產過程對反濾料的控制指標進行了調整，具體控制要求及原料對比情況見圖5。

圖5 調整后的反濾料控制指標和料場原料級配指標對比圖

調整的效果主要體現在兩個方面：(1)棄料量從原來毛料的30%左右降到10%以內；(2)反濾料系統(tǒng)的生產能力由原來的1.4萬m3/月提高到2萬m3/月。

5 結 語

項目實施過程中，在充分了解現場實際情況的條件下，通過仔細分析、研究后，有些項目在技術上還是有可以改進、優(yōu)化的空間。以上內容是筆者通過在上阿特巴拉等項目施工過程中所遇到情況的思考與總結，希望能為今后類似項目施工提供一定的借鑒。