□陳建國（河南省水利第一工程局）

1 工程概況

出山店水庫位于河南省信陽市，壩址在京廣鐵路以西14km的淮河干流上，控制流域面積2900km2，出山店水庫是歷次淮河流域規(guī)劃中列為淮干上游的唯一一座防洪控制工程，水庫總庫容12.51 億m3。

出山店水庫是一座以防洪為主，結(jié)合供水、灌溉、兼顧發(fā)電等綜合利用的大（1）型水利樞紐工程。出山店水庫采用明渠導(dǎo)流，導(dǎo)流明渠工程全長1264.75m,全渠道分為進(jìn)口段、明渠段、出口段，斷面型式采用梯形斷面，底寬50m，邊坡坡比為1:2.50，渠底縱坡為1:800，挖深7～8m，樁號0+700～1+050 填筑子堤頂寬3m、高度3～4m，護(hù)砌采用40cm 厚鉛絲石籠，底部鋪設(shè)350g/m2土工布，樁號0+700～1+050 段鉛絲石籠與土工布之間鋪設(shè)10cm厚碎石墊層，護(hù)砌高程按非汛期10a 一遇水位超高1.00m 標(biāo)準(zhǔn)確定。

由于明渠底板位于不良級配砂層上，為避免水流淘刷帶來的不利影響，導(dǎo)流明渠進(jìn)口段和出口段渠底邊線兩側(cè)和樁號0+000 及1+168.59 橫向設(shè)置水泥攪拌樁加固地基。樁徑50cm，采用42.5 級普通硅酸鹽水泥，粉噴樁頂部與明渠底板護(hù)砌底部平齊，樁深度至良好級配礫石層下1.00m，高程介于71～68.50m之間，樁間距為40cm，采用套樁連接，平面布置上形成U 型。

為保證施工期間導(dǎo)流明渠兩岸的交通，導(dǎo)流明渠中心線樁號1+073.92 處設(shè)交通橋一座，橋梁縱軸線與導(dǎo)流明渠中心線正交。橋梁單跨長度為20.20m，共4 孔，總長80.80m。橋面寬度按雙車道布置，橋面總寬8m，凈寬7m，兩側(cè)設(shè)欄桿，不設(shè)人行道。橋梁上部結(jié)構(gòu)采用裝配式鋼筋混凝土預(yù)應(yīng)力空心板，下部采用雙柱式橋墩，鉆孔灌注樁基礎(chǔ)，樁徑1.40m，墩柱1.20m。

2 水文氣象及工程地質(zhì)

出山店水庫多年平均降雨量約1000mm。其特點是年際變化大，年內(nèi)分布很不均勻，6-8月降水量約占全年降雨的50%以上，其中又多集中暴雨。

導(dǎo)流明渠土、巖體從上至下依次分布為第四系全新統(tǒng)下段沖積（Q1al4）低液限粘土、級配不良砂；第四系上更新統(tǒng)沖洪積（Qalp3）級配良好礫以及級配不良砂透鏡體；古近系吳城群毛家坡組（Em）粘土巖、砂巖及礫巖；導(dǎo)流明渠場區(qū)地質(zhì)結(jié)構(gòu)屬土巖雙層結(jié)構(gòu)。場區(qū)表層分布有坑塘和稻田，底部分布淤泥質(zhì)土，多呈軟塑狀，灰黑，有腥臭味。

低液限粘土屬弱透水層，級配不良砂屬中等透水層，礫石屬強(qiáng)透水層，古近系毛家坡組砂質(zhì)粘土巖、粘土質(zhì)砂巖屬弱透水層。導(dǎo)流明渠場區(qū)地貌屬淮河左岸階地，地形平坦，地面高程80.00～83.27m。上覆第四系粘性土層、砂層及礫石層，下伏古近系粘土巖、砂礫巖等，地層起伏較大，地層分布不穩(wěn)定，巖性變化也較大。

3 低液限黏土特點及需要研究與探索的問題

低液限黏土屬于弱透水層，含水量在25%～28%之間，保水性好，自然密實，整體性好，抗沖刷能力強(qiáng)，承載力低，容易出現(xiàn)彈簧土。因此基坑開挖過程中面臨自卸汽車運輸?shù)缆废蒈嚕鼒鰲壴恫粌?，第一層棄料后無法進(jìn)行第二層棄料，渣場需要面積大，利用率低的困難。信陽市屬華中副熱帶氣候區(qū)，平均相對濕度為70%～80%，受季風(fēng)影響顯著。其氣候主要特點，4-9月從太平洋進(jìn)入的暖濕氣流水汽充沛，往往與北方的冷氣流交綏，造成大量降雨。

由于信陽市雨水豐富、空氣濕度大，加上導(dǎo)流明渠工程土方開挖工程量大，工期緊，有效工作日少，要求的施工強(qiáng)度大，急需解決和探索的問題就是——解決施工道路、粘土卸不凈、提高渣場利用率。

4 提高施工效率的技術(shù)措施

4.1 施工機(jī)械的選擇

借鑒淮河流域洪河治理的土方施工經(jīng)驗，開挖含水量較高的粘土采用履帶式東方紅鏟運機(jī)，該鏟運機(jī)斗容量為2.75m3，自鏟自卸自推平，爬坡能力強(qiáng)，開挖含水量較高的粘土不陷車，在渣場棄渣堆高優(yōu)勢顯著，可是鏟運機(jī)的經(jīng)濟(jì)運距為100～200m，遇見砂層時鏟運困難。針對出山店水庫導(dǎo)流明渠工程土方開挖上部為低液限黏土下部為砂礫的特點，棄渣場距離渠道較近，采用分段分片，東方紅鏟運機(jī)開挖與挖掘機(jī)裝自卸汽車相結(jié)合的方法進(jìn)行，鏟運機(jī)完成上部低液限黏土開挖，在經(jīng)濟(jì)運距范圍內(nèi)提高功效的同時又能規(guī)范土料的分類堆放。挖掘機(jī)裝自卸汽車開挖下部砂礫料能夠解決粘土陷車、渣場卸料堆高困難等問題，彌補(bǔ)了鏟運機(jī)的短板。

4.2 施工道路修筑是關(guān)鍵

土方開挖時基坑內(nèi)及通往渣場的道路是關(guān)鍵，道路的承載力直接影響到運輸效率、設(shè)備完好率、開挖成本。修路常規(guī)采用開挖路槽后填筑路基料，路基料就地取材——選取開挖的石渣、膠結(jié)砂礫料、含水量較低的粘土料等。出山店水庫導(dǎo)流明渠工程施工區(qū)域內(nèi)土料全部為低液限黏土，含水量較高，不適宜用作筑路材料。右壩肩上游附近河岸邊堆棄的采礦廢渣料為強(qiáng)風(fēng)化花崗巖，運距2.50km，同時跨過淮河需修筑漫水橋道路，成本較高。面對困難，不得已，在基坑低液限黏土上開路槽寬3～4m，深0.70m，填筑石渣厚度0.80～1.00m。路槽起到節(jié)約回填料問題，同時運行期間保持道路不擴(kuò)散變形，換填料提高道路承載力保障運輸過程不陷車，提高運輸效率。換填料的選擇及厚度是關(guān)鍵，根據(jù)現(xiàn)場情況一次換填到位，否則為節(jié)約料換填厚度不夠造成車輛跑不了幾趟就報廢，前功盡棄，二次返工費工費時，損失更大。運行過程中及時維護(hù)，發(fā)現(xiàn)彈簧處要徹底根治，切忌臨時推平或再鋪一層，道路越毀越嚴(yán)重，影響開挖進(jìn)度。

修筑道路的石渣運輸成本高，拆除時還需二次外運，為降低石渣填筑及拆除成本，解決修路材料的周轉(zhuǎn)問題是關(guān)鍵。實踐證明，路槽用石渣二次周轉(zhuǎn)不可行——使用后反復(fù)碾壓，與泥混合，拆除后不能再利用。用15mm 厚1.00m ×2.00m 鋼板鋪筑道路進(jìn)行試驗，結(jié)果鋼板道路整體性差，搬運困難，斜坡上汽車打滑，鋼板容易疲勞變形，鋼板棱角容易損壞輪胎。經(jīng)過分析研究，發(fā)現(xiàn)南陽油田有報廢的長9m，直徑10cm 的無縫鋼管鉆桿。無縫鋼管具有強(qiáng)度高、剛性好、寧折不彎的特點，做成鋼排能夠解決路腿道路問題。工程人員購買了大量無縫鋼管鉆桿做成寬3m、長9m 鋼排，底部每間隔1.00m 用南水北調(diào)襯砌機(jī)軌道鋼軌做橫梁連接，鋼管之間、鋼管與道軌之間全部采取焊接，每個鋼排重約4t，運輸采用挖掘機(jī)掛鋼絲繩托運。經(jīng)過探索實踐發(fā)現(xiàn)，基坑路腿運輸?shù)缆凡捎娩撆殴?jié)省修路時間，效果好，可以重復(fù)利用，提高了運輸效率及設(shè)備完好率，較石渣筑路節(jié)約了成本。

渠道下部開挖料為中粗砂，含泥量小，透水性好。通過探索，采用中粗砂開挖料修筑沿渠及渣場運輸?shù)缆芬彩强尚械?，厚度不低?.50m，進(jìn)占法修路，裝載機(jī)不錯轍反復(fù)碾壓，多次在車轍處填筑砂料碾壓，及時維護(hù)是確保道路正常使用的法寶。

渣場棄渣道路兩側(cè)開挖排水溝，經(jīng)雨雪天氣后道路不被雨水浸泡。采購儲備塑料布，雨前對道路進(jìn)行覆蓋保護(hù)，雨后組織排水，及時把塑料布掀開，晾曬道路為及早開工做準(zhǔn)備。

4.3 渣場棄渣要靈活

低液限黏土在棄渣場堆高困難，推土機(jī)攏堆高度2.50m 左右，汽車在渣場內(nèi)運輸行走困難，主要呈現(xiàn)為低液限黏土上修路填筑用石渣需求量大，利用率低，經(jīng)統(tǒng)計石渣量為開挖量的12%，同時車輛損毀率高。車輛底部鋪設(shè)10mm 厚聚乙烯塑料板，解決粘土粘車底卸不凈問題。為充分利用渣場，提高運輸效率，在已修筑的通往渣場主運輸?shù)缆愤呴_挖3.00m ×3.00m ×3.50m的集料坑，自卸汽車將開挖料卸至集料坑，用PC240 小松挖掘機(jī)二次倒運攏高土料。經(jīng)統(tǒng)計測算，多了一次挖掘機(jī)甩土，棄料可以堆高至5～6m，充分利用了料場，提高了棄渣效率，自卸汽車多拉快跑，降低了維修費用，同時節(jié)省了外運石渣的費用，總體節(jié)約了成本。

5 結(jié)束語

不同區(qū)域受水文氣象及地質(zhì)條件的影響不同，土方開挖過程中采用靈活多變的施工方法，能夠加快施工進(jìn)度，確保施工節(jié)點，降低施工成本，提高功效，同時及時總結(jié)便于類似工程借鑒采納。