(梓潼縣武都引水工程建設(shè)管理局，四川 梓潼，622150)

1 工程概況

鳳凰水庫(kù)位于梓潼縣文昌鎮(zhèn)東風(fēng)村境內(nèi)，是與四川省武都引水二期工程配套的一座串庫(kù)水利工程。水庫(kù)總庫(kù)容445萬(wàn)m3，Ⅳ等工程，大壩為風(fēng)化泥巖心墻石渣壩，壩頂長(zhǎng)403m，寬6m，最大壩高38.5m，上下游壩坡坡比1∶2，分別有2m寬?cǎi)R道。壩體從上游到下游分別為上游石渣料區(qū)，上游反濾過(guò)渡料區(qū)，泥巖心墻料區(qū)，下游反濾過(guò)渡料區(qū)，下游石渣料區(qū)。心墻采用風(fēng)化粉砂質(zhì)泥巖為大壩防滲料的料源，心墻頂部水平寬度4m，上、下游坡度為1∶0.25。工程于2012年12月開(kāi)工建設(shè)，2016年6月樞紐主體工程完工。

2 泥巖心墻料場(chǎng)的基本特性

鳳凰水庫(kù)泥巖心墻料場(chǎng)位于大壩下游約2.5km處的楊家梁，曾為當(dāng)?shù)仨?yè)巖磚廠的料源，料場(chǎng)面積0.03km2。料場(chǎng)上部為第四系更新統(tǒng)冰水堆積的粉質(zhì)粘土覆蓋，層厚2m～8.5m，下部基層為K1J粉砂質(zhì)泥巖夾薄層泥質(zhì)粉砂巖，基巖從上而下分3個(gè)層位，總厚度11m～28m。第一層為泥質(zhì)粉沙巖，厚1m～3.5m，其間夾有2層厚約0.1m～0.3m的粉砂質(zhì)泥巖；第二層為粉砂質(zhì)泥巖，厚5.7m～16m，局部含5m～15m砂質(zhì)較重的條帶；第三層為泥質(zhì)粉砂巖，厚4.3m～8.5m。料場(chǎng)可開(kāi)采一般為第二層，厚度5.7m～16m，平均厚度9.8m，儲(chǔ)量27.25萬(wàn)m3，能滿足設(shè)計(jì)要求。設(shè)計(jì)單位在初設(shè)時(shí)對(duì)料場(chǎng)泥巖風(fēng)化料進(jìn)行了物理力學(xué)性能試驗(yàn)。根據(jù)試驗(yàn)成果，提出泥巖心墻設(shè)計(jì)參考指標(biāo)，干密度≥1.95g/cm，滲透系數(shù)≤1.0×10-5cm/s，含水率控制在13.0%～15.0%，壓前顆粒最大粒徑不大于30cm，小于5mm顆粒大于40%。

3 現(xiàn)場(chǎng)碾壓試驗(yàn)質(zhì)量控制

泥巖心墻的碾壓機(jī)具采用YZ20LA型自行式凸塊壓路機(jī)，SP16推土機(jī)，神岡260挖掘機(jī)，20t載重汽車等設(shè)備。采用挖掘機(jī)裝料，自卸汽車運(yùn)輸，進(jìn)站后卸料，推土機(jī)推鋪找平，凸塊碾碾壓，行車速度2km/h～3km/h，振動(dòng)油門中檔，條帶法碾壓方式進(jìn)行試驗(yàn)。

3.1 第一次試驗(yàn)

工序?yàn)椋合葘?duì)料源表層覆蓋粉質(zhì)粘土進(jìn)行清除，并對(duì)下層厚3.5m泥質(zhì)粉砂巖采用炸藥爆破進(jìn)行剝離清除，再對(duì)下層粉砂質(zhì)泥巖采用挖掘機(jī)和炸藥爆破相結(jié)合的方式進(jìn)行開(kāi)采，并灑水翻曬崩解30d充分風(fēng)化后進(jìn)行試驗(yàn)。結(jié)果詳見(jiàn)下表1、表2。

表1 風(fēng)化泥巖心墻料第一次碾壓前、后級(jí)配組成

表2 風(fēng)化泥巖心墻料第一次碾壓試驗(yàn)結(jié)果

以上試驗(yàn)結(jié)果表明：干密度達(dá)到設(shè)計(jì)指標(biāo)，滲透系數(shù)不滿足小于1.0×10-5cm/s的設(shè)計(jì)要求。碾壓前粗顆粒含量偏多，細(xì)顆粒偏少，小于5mm顆粒只有24.1%；而碾壓后的細(xì)顆粒含量已偏少，含水率和顆粒小于5mm含量均未達(dá)到設(shè)計(jì)提出的參數(shù)指標(biāo)。經(jīng)分析，料源為粉砂質(zhì)泥巖，埋層較深，強(qiáng)風(fēng)化及弱風(fēng)化巖石少，基本為新鮮巖石，同時(shí)還夾有堅(jiān)硬的泥質(zhì)粉砂巖，形成了砂巖和泥巖混合比例隨意性較大。砂巖一旦超過(guò)一定比例，將影響防滲效果。加之料源為新鮮巖層，天然含水量低，雖經(jīng)灑水翻曬但短時(shí)間也不易自行崩解風(fēng)化，這樣造成小于5mm顆粒含量少，從而可能導(dǎo)致滲透系數(shù)無(wú)法滿足設(shè)計(jì)要求。

3.2 第二次試驗(yàn)

針對(duì)第一次試驗(yàn)情況，在進(jìn)行第二次試驗(yàn)時(shí)，將料源內(nèi)存在的大塊狀的泥質(zhì)粉砂巖進(jìn)行清除，且砂巖含量控制在15%以內(nèi)；同時(shí)為了保證料源盡可能短時(shí)間內(nèi)崩解風(fēng)化，保證小于5mm顆粒含量達(dá)到設(shè)計(jì)要求的指標(biāo)，采取對(duì)料源進(jìn)行粉碎加工的辦法，即將爆破開(kāi)挖后的粉砂質(zhì)泥巖通過(guò)破碎機(jī)進(jìn)行粉碎加工，控制最大粒徑，增加小顆粒，考慮到料源一般為新鮮巖層，天然含水量低，故在傳輸帶上安裝灑水噴頭，對(duì)料源進(jìn)行噴霧均勻?yàn)⑺允沽显醇铀俦澜怙L(fēng)化，同時(shí)保證料源含水量的均衡性。經(jīng)試驗(yàn)，碾壓結(jié)果詳見(jiàn)下表3、表4。

表3 風(fēng)化泥巖心墻料第二次碾壓前、后級(jí)配組成

表4 風(fēng)化泥巖心墻料第二次碾壓試驗(yàn)結(jié)果

從第二次試驗(yàn)結(jié)果來(lái)看，粉碎前小于5mm的顆粒含量為24.1%，粉碎后為42.5%，細(xì)顆粒增加較大，經(jīng)碾壓后增加更大，達(dá)到53%。由此，采取對(duì)料源進(jìn)行破碎加工的施工工藝，可滿足設(shè)計(jì)要求。

4 泥巖心墻填筑的質(zhì)量控制及效果

4.1 壩基接觸施工

該工程壩基接觸料一般采用粘土填筑，填筑前，對(duì)基巖涂一層水灰比1∶3的粘土泥漿，然后控制好粘土含水量后，對(duì)壩基的低洼部分進(jìn)行回填，并使用夯機(jī)把回填處夯實(shí)。在進(jìn)行分層填筑粘土?xí)r，將粘土表面拉毛，然后進(jìn)行凸輪壓路機(jī)碾壓。

4.2 泥巖心墻填筑施工

心墻填筑質(zhì)量主要取決于施工工藝、施工方法是否得當(dāng)。在填筑心墻前，首先進(jìn)行料源的質(zhì)量控制，一是將料源內(nèi)的垃圾、樹(shù)根、草皮等雜物進(jìn)行清除；二是控制砂巖含量，將大顆粒剝離出去，含量須低于15%；三是控制顆粒級(jí)配，特別是小于5mm的顆粒含量要達(dá)到設(shè)計(jì)提供的參考指標(biāo)，本工程采取對(duì)填料進(jìn)行破碎加工的方法予以控制；四是控制含水量，上壩前進(jìn)行噴霧灑水，以達(dá)到最優(yōu)含水量，采取上壩前檢測(cè)，并結(jié)合經(jīng)驗(yàn)觀察和手搓的方法進(jìn)行檢驗(yàn)。

在填筑時(shí)，一是控制填料鋪筑厚度，嚴(yán)禁超厚；二是碾壓遍數(shù)、行進(jìn)速度要完全按照碾壓試驗(yàn)成果的要求進(jìn)行。碾壓時(shí)先靜壓兩遍，然后再進(jìn)行振動(dòng)碾壓；三是每次來(lái)回錯(cuò)壓時(shí)，須超壓不低于50cm進(jìn)行搭接碾壓；四是在進(jìn)行第二層鋪筑前，注意頭層土表面的含水量，一般可高于最優(yōu)含水量的2%～3%，補(bǔ)水時(shí)，可用噴霧灑水，要求均勻，無(wú)積水。鋪筑后碾壓前，應(yīng)注意表面的含水量，如表面填料含水量經(jīng)過(guò)日曬、風(fēng)吹后，可適當(dāng)補(bǔ)充水分，以保證碾壓時(shí)表層的含水量。每層填筑后，須進(jìn)行取樣檢驗(yàn)，如果不合格，應(yīng)挖除重新填筑。由于嚴(yán)格進(jìn)行過(guò)程控制，本工程施工單位自檢，第三方抽檢指標(biāo)均符合設(shè)計(jì)要求。

4.3 控制效果

鳳凰水庫(kù)自2016年6月樞紐完工后，現(xiàn)蓄水高度為19m，經(jīng)過(guò)觀測(cè)分析，截止目前，大壩頂最大沉降量0.135m，近期月最大沉降2mm，平面座標(biāo)位移2mm，大壩下游腳無(wú)渾水溢出，滲流量在0.25L/s～0.3L/s之間，滿足相關(guān)要求。

5 結(jié)語(yǔ)

采用風(fēng)化泥巖作為大壩防滲心墻，滿足防滲要求的關(guān)鍵在于控制泥巖的風(fēng)化程度，風(fēng)化程度取決于細(xì)顆粒<5mm含量達(dá)到設(shè)計(jì)要求，同時(shí)控制砂巖的含量。本工程采取機(jī)械破碎的方法不但能更有效地在短時(shí)間內(nèi)使泥巖顆粒及時(shí)風(fēng)化，細(xì)顆粒含量增加，以達(dá)到設(shè)計(jì)要求；同時(shí)，還提高了工作效率。首先，加快了施工進(jìn)度。據(jù)統(tǒng)計(jì)，一臺(tái)機(jī)器每天破碎600m3料，灑水崩解一周后就可上壩，較原來(lái)采取自然風(fēng)化崩解節(jié)約半年多時(shí)間。其次，節(jié)約了投資。據(jù)估算，本工程如采用自然翻曬、灑水崩解，需1.33余hm2場(chǎng)地進(jìn)行壩料堆放翻曬，增加了臨時(shí)占地補(bǔ)償和土地還耕、水土保持、環(huán)境治理等費(fèi)用130萬(wàn)元，同時(shí)還影響當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境。因此，由原來(lái)的自然翻曬改為機(jī)械粉碎加工料源的施工工藝，以及本工程填筑時(shí)的質(zhì)量控制，對(duì)保障工程質(zhì)量，加快施工進(jìn)度，節(jié)約投資等方面都產(chǎn)生了積極作用，可供類似工程借鑒參考。