孟秀玲

（山西省張峰水庫建設管理局，山西 晉城 048215）

張峰水庫大壩填筑施工工藝探析

孟秀玲

（山西省張峰水庫建設管理局，山西 晉城 048215）

張峰水庫是沁河干流上的第一座大型水利工程，水庫大壩為粘土斜心墻堆石壩。從粘土心墻料填筑、過渡料填筑和堆石料填筑等方面，闡述了張峰水庫大壩填筑的施工工藝，并探討了填筑施工中需要注意的問題及對策，確保大壩填筑施工質量。

粘土斜心墻；過渡料填筑；堆石料填筑；張峰水庫

1 工程概況

張峰水庫位于山西省晉城市沁水縣張峰村，為沁河干流上第一座大型水利工程，控制流域面積4990km2，總庫容3.94億m3。是一座為城市生活、工業(yè)生產(chǎn)和農村人畜飲水供水，并兼顧防洪與發(fā)電的水利樞紐工程。

大壩軸線方向為北東27°09′，在平面上呈直線，與已建的基礎灌漿廊道軸線平行。壩型為粘土斜心墻堆石壩，排水廊道底部采用帷幕灌漿處理，兩邊為混凝土結構，排水廊道上方的壩體中部為粘土斜心墻結構的防滲體，斜心墻的上下游設置有反濾層，反濾層上下游分別設A區(qū)堆石料、B區(qū)堆石料、C區(qū)堆石料。堆石料下方采用混合土卵石基層，防止壩體出現(xiàn)下陷，增強壩體穩(wěn)定性。

大壩壩頂長627.0m，寬10.0m，壩頂高程763.8m，最大壩高72.2m。在下游壩底處采用石渣回填方式，進一步增強壩體的穩(wěn)固性。心墻最大底寬約36m，大壩最大底寬約240m，大壩正常蓄水位759.0m。

2 大壩填筑施工工藝

水庫大壩又稱攔河壩，分為土石壩和混凝土壩兩類。作為堤壩式水電站中的主要建筑物，大壩填筑施工關系到大壩整體結構的穩(wěn)定和安全性，在推動國家水利工程的發(fā)展建設，營造舒適的生活環(huán)境中起著至關重要的作用。張峰水庫大壩為粘土斜心墻堆石壩，壩體主要為粘土斜心墻、過渡料、堆石料以及壩體護坡的砂礫料墊層等構成。

2.1 粘土斜心墻料填筑工藝及方法

土料攤鋪：粘土心墻料的攤鋪采取進占法進行施工，在汽車進行卸料的同時，推土機進行攤鋪，進料汽車對攤鋪的松土層進行碾壓，完成攤鋪土層的初步碾壓封閉，這樣可以避免暴雨侵襲對攤鋪作業(yè)的不利影響，降低因雨水帶來的損失，為雨后后續(xù)施工創(chuàng)造有利條件。同時，進占法施工方法可以避免重車在已完成合格驗收的土層上進行碾壓，防止出現(xiàn)剪力破壞情況，并且保證松鋪系數(shù)為1.3，厚度≤40cm。

土料碾壓：碾壓采用20t振動平碾方式，沿鋪料方向以進退錯距法進行碾壓。碾壓遍數(shù)按照碾壓試驗所得參數(shù)進行，相鄰交接地段的碾壓需要保證碾跡搭接，垂直碾壓方向的搭接寬度為0.3～0.5m，順碾壓方向的搭接寬度為1.0～1.5m。在分段填筑過程中，橫向坡度≤1∶3，高度差≤15cm，廊道兩側的高度差≤1.5m。如填筑碾壓過程中出現(xiàn)彈簧土、光面與剪力破壞等情況，需要進行補壓、拉毛與挖除等處理措施。

晴雨天施工措施：晴天施工時，由于土層表面的水分容易蒸發(fā)，鋪料前需要壓實表土并采取灑水濕潤措施，不能在干燥時碾壓攤鋪的新土；雨季施工時，需要縮小土料攤鋪填筑的面積，并采取快鋪和快壓的方式，降低土中的含水量。如果雨水較大，則需要在大雨前以平碾方式將壩面碾壓為光面，避免雨水滲透到土層中。

2.2 過渡料填筑工藝及方法

反濾料與過渡料填筑碾壓：大壩上游需要先鋪土料，然后再鋪反濾料；大壩下游需要先鋪反濾料，然后再鋪土料。反濾料用20t的汽車運到壩面，由裝載機倒入鋪料箱，最后由挖機沿著大壩軸線的方向進行鋪設；過渡料用20t的汽車以后退方式進行卸料，然后人工配合推土機進行鋪料作業(yè)。同時，反濾料和過渡料用14t振動平碾進行碾壓，邊角的反濾料和過渡料需要用小型的振動平碾進行壓實，已經(jīng)完工的反濾料不能讓車輛通過。如果土料出現(xiàn)混雜情況，則需要及時進行清除。

界面處理：在反濾料和過渡料填筑中，施工單位需要依據(jù)設計寬度進行施工，確保界面清晰，填土和反濾料交接帶的寬度需要控制在填土層厚度1.5倍內。對各界面上的大塊石頭，需要用挖機將其移放到相近的堆石區(qū)和粗料區(qū)。過渡料攤鋪時需要采取料堆卸料的形式進行反鏟攤鋪，并以人工方式進行收邊；碾壓時需要從反濾料區(qū)橫向推進至過渡料區(qū)進行騎縫碾壓，并在碾壓結束后取樣檢測，合格后再進行下一層施工。

冬雨天氣施工措施：如果大壩填筑在冬季施工，需要將反濾料含水率控制在4%內，并以高溫時堆存的砂礫料填筑，填筑過程中禁止加水，清除層面積雪與冰凍。同時，施工單位需要采取增加碾壓遍數(shù)、減少填筑層數(shù)和加大壓實力度等措施，確保填筑施工滿足設計要求。如果大壩填筑在雨季施工，施工現(xiàn)場不能通行重型汽車，以免破壞大壩路面或者汽車輪胎所帶泥砂對填筑材料造成污染，影響大壩填筑質量。

2.3 堆石料填筑施工工藝及方法

攤鋪碾壓。在堆石料填筑中，施工單位需要采取爆破開挖方式，利用挖掘機將堆石料裝車，然后以20t的自卸汽車將其運輸?shù)酱髩紊?。大石塊需要在料場內進行擊碎，然后用推土機將堆石料攤平，誤差需要控制在層厚10%內。在堆石料攤鋪平整后，施工單位需要以20t振動碾沿著大壩的軸線方向以進退錯距法進行碾壓。分段碾壓的相鄰碾跡需要相互搭接，垂直方向的搭接寬度在1～1.5m，順碾壓方向的搭接寬度在0.3～0.5m。

接縫處理：在卸料和平料時，水庫壩體和岸坡接合處容易出現(xiàn)架空和大塊石集中的情況，壩體局部不容易被壓實。大塊石需要用挖掘機分散，再對壩體和岸坡結合處進行碾壓；架空的接合處需要先填筑過渡料，再填筑堆石料，并減少鋪料的厚度，用振動碾進行碾壓。在堆石料分層填筑過程中，壩體容易出現(xiàn)橫向或者縱向接縫，施工單位需要在鋪料時預留1～1.5m的平臺，在后期填筑到同一高程時，以振動平碾進行接縫碾壓。

3 填筑施工中需要注意的問題

如果填筑面高低不平，施工單位需要從大壩低處開始填筑施工，不能順坡填筑。當填筑橫坡的斷面坡度大于1∶5時，需要減小地面坡度，保證斷面坡度在1∶5以內。同時，分段作業(yè)最小長度需要不小于100m，人工施工的長度可以適當減小，作業(yè)面的分層需要統(tǒng)一鋪土和碾壓，避免出現(xiàn)界溝。

在填筑過程中，如果大壩壩面出現(xiàn)彈簧土、光面和剪切破壞等問題，施工單位需要采取妥善措施進行處理，如增加碾壓次數(shù)和對壩面進行拉毛處理等，并由監(jiān)理工程師驗收達標后方可進行填鋪作業(yè)。在鋪設至填筑邊緣時，施工單位需要在填筑邊線的外側進行適當超填，并且保證人工鋪料厚度為10cm，機械鋪料厚度為30cm，以確保攤鋪填筑的質量。

如果在鋪料填筑過程中氣候比較干燥，土層表面的水分蒸發(fā)比較快，施工人員需要在鋪料前適當對表土進行灑水濕潤，以免影響土層鋪料填筑的質量。

在水庫大壩填筑施工過程中，施工單位需要采用試坑注水法對壩體填料顆粒級配和填筑孔隙率進行檢驗，保證壩體填筑的密實度，并且對墊層料斜坡的碾壓質量采取灌砂法進行檢驗。檢查結果需要由監(jiān)理工程師進行審查，確保其填筑施工符合設計和規(guī)范的要求。

在填筑施工結束后，施工單位需要立即對壩面采取保養(yǎng)措施，如鋪上草簾等，讓混凝土凝結充分，保證壩體的強度和密實度。同時，在壩面鋪筑剛完成的一段時間，禁止施工車輛在上面通行，以免車輛碾壓破壞壩面的平整度和強度，最終對大壩填筑施工造成不利影響。

4 結語

在張峰水庫大壩填筑施工中，施工單位要采用合適的施工工藝與施工方法，要求施工人員按照施工圖紙規(guī)范操作，注重粘土心墻料填筑、過渡料填筑和堆石料填筑等關鍵環(huán)節(jié)的施工，對填筑施工中的各種注意事項做好針對性的防范措施，確保大壩填筑施工的質量。

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孟秀玲（1983-），女，2005年畢業(yè)于山西水利職業(yè)技術學院水利水電工程專業(yè)，助理工程師。

2016-09-14；

2016-10-18