韓樹(shù)軍，楊佳棟

（1.承德市雙峰寺水庫(kù)工程建設(shè)管理局，河北 承德067000；2.承德市武烈河河道與橡膠壩管理處，河北 承德067000）

1 工程概況

下灣子水電站位于灤河流域圍場(chǎng)縣境內(nèi)小灤河上，壩址以上流域面積1177km2，氣候寒冷干旱，無(wú)霜期短（100d），年平均降雨量429mm，最大凍土深2m。流域內(nèi)溝谷發(fā)育，地表出露巖性多為風(fēng)積細(xì)砂，海拔高程1100～1700m。樞紐工程主要由攔河壩、溢洪道、發(fā)電洞和電站廠房等組成。水庫(kù)總庫(kù)容553 萬(wàn)m3，裝機(jī)容量1000kW（2×500kW）。以發(fā)電為主，同時(shí)利用蓄水形成景觀水面［1］，提升當(dāng)?shù)氐穆糜蝺r(jià)值，發(fā)揮綜合效益。攔河壩壩頂高程為1223.5m，壩頂寬4.0m，最大壩高23.5m，壩頂長(zhǎng)386m，上游壩坡為框格干砌石護(hù)坡，坡比為1∶2.75～1∶3.0，下游壩坡為預(yù)制混凝土框格草皮護(hù)坡，坡比為1∶2.5～1∶2.75。

2 料場(chǎng)規(guī)劃

土料場(chǎng)位于下灣子水電站壩址區(qū)上游，距壩軸線1.5km。土料場(chǎng)分布在小灤河河谷灘地上，料場(chǎng)區(qū)地形平坦、開(kāi)闊，呈緩坡?tīng)睢Ａ蠄?chǎng)表層為耕植土，一般厚度0.25～0.3m。下部以細(xì)砂為主，局部夾粉砂透鏡體，開(kāi)采深度一般小于3m。料場(chǎng)總面積22.48萬(wàn)m2，可開(kāi)采儲(chǔ)量67.44m3，工程需要量29.72萬(wàn)m3（其中2/3為細(xì)砂，1/3為覆蓋層土料），勘察儲(chǔ)量為設(shè)計(jì)用量的2.3倍，料場(chǎng)有充足的料源，土料儲(chǔ)量完全能滿足設(shè)計(jì)用量。為少占用農(nóng)田，減少植被破壞，土料場(chǎng)全部規(guī)劃在水庫(kù)淹沒(méi)區(qū)范圍內(nèi)。土料場(chǎng)有鄉(xiāng)間土路與壩址區(qū)相通，交通運(yùn)輸便利。料場(chǎng)開(kāi)采前，用74kW推土機(jī)清除表土，土料開(kāi)挖采用1m3挖掘機(jī)配8t自卸汽車運(yùn)輸。

3 細(xì)砂料土工試驗(yàn)指標(biāo)分析

3.1 細(xì)砂料試驗(yàn)指標(biāo)的特點(diǎn)

攔河壩壩體筑壩材料為壩址上游處細(xì)砂料，經(jīng)室內(nèi)土工試驗(yàn)，細(xì)砂料天然含水量平均值為3.4%，偏低于規(guī)程要求指標(biāo)，滲透系數(shù)為7.0×10-4cm/s，偏大于規(guī)程要求指標(biāo)，試驗(yàn)成果如表1。

3.2 細(xì)砂料滲透系數(shù)偏大的解決方案

細(xì)砂料具有滲透系數(shù)大的特點(diǎn)，結(jié)合壩址處河床地質(zhì)覆蓋層較深、透水性較強(qiáng)等特點(diǎn)，從適應(yīng)性、施工難易程度、工程質(zhì)量控制、經(jīng)濟(jì)性等方面考慮，確定采取土工膜水平防滲。壩體迎水面土工膜貼坡防滲至設(shè)計(jì)洪水位高程1221.85m，土工膜以上結(jié)構(gòu)依次為中粗砂層、碎石層和干砌石護(hù)坡。壩前設(shè)置土工膜水平鋪蓋防滲，水平鋪蓋長(zhǎng)200m，其上回填厚1m 原土并壓實(shí)，與壩體上游面防滲形成封閉的防滲體，解決了細(xì)砂料的滲透問(wèn)題。

3.3 細(xì)砂料少粘性及含水量偏低的解決方案

根據(jù)對(duì)比結(jié)果，細(xì)砂料少粘性和含水量偏低，在碾壓試驗(yàn)過(guò)程中，顆粒松散，不易壓實(shí)。通過(guò)對(duì)料場(chǎng)查勘和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，利用覆蓋層土料與細(xì)砂料拌勻后分層進(jìn)行碾壓（比例為1∶2），可以彌補(bǔ)細(xì)砂料少粘性不易壓實(shí)的缺陷。在碾壓過(guò)程中進(jìn)行灑水，增加細(xì)砂料的含水量，利于細(xì)砂顆粒更好地結(jié)合，確保壓實(shí)效果，經(jīng)過(guò)檢驗(yàn)各項(xiàng)指標(biāo)均能滿足設(shè)計(jì)要求。

4 碾壓試驗(yàn)

試驗(yàn)場(chǎng)地位于壩址上游庫(kù)區(qū)道路北側(cè)，選擇試驗(yàn)場(chǎng)地本著地勢(shì)平坦、堅(jiān)實(shí)、有足夠操作范圍，且具備水電等供應(yīng)設(shè)施的原則。現(xiàn)場(chǎng)碾壓試驗(yàn)區(qū)的長(zhǎng)度100m，寬度4m，按鋪土厚度30，40，50cm 劃分了A、B、C3 個(gè)試驗(yàn)區(qū)。經(jīng)過(guò)試驗(yàn)確定A 區(qū)鋪土厚度30cm、采用20t 振動(dòng)平碾，碾壓遍數(shù)為7 遍時(shí)最接近設(shè)計(jì)最大干密度，能達(dá)到最佳碾壓效果，碾壓機(jī)械技術(shù)參數(shù)和碾壓試驗(yàn)成果如表2～表3所示。

表2 碾壓機(jī)械技術(shù)參數(shù)

表1 細(xì)砂料試驗(yàn)指標(biāo)與規(guī)程要求指標(biāo)對(duì)比［2］

表3 細(xì)砂料碾壓試驗(yàn)成果

5 攔河壩細(xì)砂料填筑施工

5.1 施工原則

壩體填筑分期滿足施工導(dǎo)流要求及總工期要求，確保施工期安全度汛，兼顧施工道路布置及施工強(qiáng)度均衡，能組織機(jī)械化流水施工為原則，將壩體填筑分為三期填筑。一期填筑為壩體填筑至發(fā)電洞頂高程，并在壩體與發(fā)電洞之間預(yù)留泄洪缺口，待發(fā)電洞施工完成后利用發(fā)電洞進(jìn)行泄洪，然后進(jìn)行二期填筑施工，填筑壩體缺口和發(fā)電洞結(jié)合部位，填筑高程為發(fā)電洞頂高程。三期施工為從左至右進(jìn)行發(fā)電洞高程以上至壩頂?shù)奶钪┕ぁ?/p>

5.2 施工工藝

攔河壩壩面填筑作業(yè)主要包括鋪料、灑水、碾壓三道工序，其次還有發(fā)電洞結(jié)合部位填筑。為減少各工作間的交叉干擾，壩面采取按填筑塊劃分進(jìn)行流水作業(yè)施工，在每個(gè)填筑塊內(nèi)依次完成各道工序，在各工作面之間設(shè)置標(biāo)識(shí)，施工中保持壩體填筑均衡上升，工藝流程如下［3］：

（1）卸料。采用自卸汽車運(yùn)輸，進(jìn)占法卸料施工。

（2）鋪料。采用推土機(jī)鋪料作業(yè)，填筑料隨卸隨鋪。

（3）灑水。采用膠管進(jìn)行均勻?yàn)⑺?，灑水力求“少、勤、勻”，以保證壓實(shí)效果。碾壓前、后灑水量根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)成果確定。

（4）碾壓。采用BW222D-4 振動(dòng)碾進(jìn)行碾壓，碾壓方式為進(jìn)退錯(cuò)距法。

（5）刨毛。采用推土機(jī)安裝制作的刨毛工具進(jìn)行，刨毛深度為50mm，使層間結(jié)合良好。

在涵洞混凝土施工時(shí)，涵洞兩側(cè)沿涵洞每隔10m 對(duì)應(yīng)設(shè)置一道混凝土齒墻，增加涵洞自身的穩(wěn)定性，還可以增加滲流的滲徑長(zhǎng)度。涵洞兩側(cè)不直接進(jìn)行細(xì)砂土填筑施工，先對(duì)原涵洞混凝土外表面進(jìn)行鑿毛，涂刷高強(qiáng)度砂漿，進(jìn)行拋石混凝土澆筑。拋石混凝土以刺墻的形式插入至細(xì)砂料填筑壩體之中，最大限度地增加接觸面的面積，利于壩體結(jié)合的質(zhì)量。壩體的填筑施工采取兩側(cè)同時(shí)進(jìn)行填筑，保證壩體填筑均衡上升。

6 壩體填筑質(zhì)量控制

6.1 料場(chǎng)

施工期在料場(chǎng)設(shè)置控制站，并派專人進(jìn)行檢查，保證所取土料的質(zhì)地、粒徑、含水量等指標(biāo)能夠達(dá)到設(shè)計(jì)要求［4］。在檢查過(guò)程中采取目測(cè)、手試和室內(nèi)試驗(yàn)等方法對(duì)現(xiàn)場(chǎng)容易鑒別的含水量、礫石含量等指標(biāo)進(jìn)行檢查。

6.2 壩體填筑

在壩體填筑過(guò)程中，派專職質(zhì)檢人員在現(xiàn)場(chǎng)檢查鋪料厚度、粒徑、含水量、干容重及壓實(shí)層間結(jié)合是否達(dá)到設(shè)計(jì)及施工規(guī)范要求，其中現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量檢查的重點(diǎn)為檢查控制含水量和干容重［5］?，F(xiàn)場(chǎng)干容重的檢查采取灌水法（每層取樣不低于4組試樣）進(jìn)行測(cè)定。對(duì)于碾壓后達(dá)不到質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)或壓實(shí)層間產(chǎn)生光面和剪切破壞現(xiàn)象及時(shí)進(jìn)行處理。此外，還要檢查壩基、岸坡及放水洞結(jié)合部位等處理要滿足設(shè)計(jì)和施工規(guī)范要求。

7 細(xì)砂料筑壩施工需注意的問(wèn)題

攔河壩土工膜防滲施工需嚴(yán)格控制施工質(zhì)量，對(duì)土工膜焊縫逐一進(jìn)行檢查，合格后再進(jìn)行覆蓋，避免蓄水后從土工膜接縫處形成滲流通道，影響攔河壩的壩體穩(wěn)定性和庫(kù)區(qū)蓄水效果。

應(yīng)充分進(jìn)行壩體填筑料勘察和土工試驗(yàn)，確定填筑料的各項(xiàng)物理指標(biāo)，填筑前應(yīng)對(duì)碾壓方案進(jìn)行試驗(yàn)論證，選取經(jīng)濟(jì)、實(shí)用的方案進(jìn)行施工，壩體填筑施工應(yīng)嚴(yán)格按照規(guī)范進(jìn)行施工。

在施工中應(yīng)注意對(duì)壩體進(jìn)行變形觀測(cè)，并要有詳細(xì)的觀測(cè)記錄，為水電站的蓄水提供參考資料。

8 結(jié)語(yǔ)

該工程通過(guò)細(xì)砂作為壩體填筑材料的施工實(shí)踐，總結(jié)符合工程實(shí)際的施工方法和經(jīng)驗(yàn)。對(duì)料場(chǎng)內(nèi)細(xì)砂料的各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行分析比較，細(xì)砂料具有含水量低、缺少粘性、滲透系數(shù)偏大等特點(diǎn)，施工實(shí)踐證明摻加覆蓋層壤土進(jìn)行碾壓和配以現(xiàn)場(chǎng)灑水等質(zhì)量控制措施能夠達(dá)到較佳的碾壓效果。細(xì)砂料做為特殊的筑壩材料，其施工技術(shù)還需要進(jìn)一步總結(jié)和研究。

［1］邯鄲市水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院.承德市圍場(chǎng)縣下灣子水電站初步設(shè)計(jì)報(bào)告［R］.2011.

［2］SL274—2001，碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范［S］.

［3］DL/T5129—2001，碾壓式土石壩施工規(guī)范［S］.

［4］孫寶山，賈朋賓.用碾壓試驗(yàn)優(yōu)化土石壩填筑方案［J］.河北水利水電技術(shù)，2001（2）.

［5］朱長(zhǎng)軍.碾壓式土石壩施工技術(shù)與質(zhì)量控制［J］.水利科技與經(jīng)濟(jì)，2013（5）.