胡 蕾

（新疆溫宿縣庫(kù)木艾日克托什干河水管總站，新疆 溫宿 843100）

1 工程概況

拱拜孜移民安置點(diǎn)調(diào)蓄池工程位于阿克蘇地區(qū)溫宿縣縣城區(qū)北面拱擺孜移民安置區(qū)，西與庫(kù)馬拉克河毗鄰，東與阿克蘇市接壤，北靠天山山脈，南鄰革命大渠。項(xiàng)目區(qū)距阿克蘇市42 km，距溫宿縣25 km。工程區(qū)地理坐標(biāo)為北緯41°28′38.60″～41°29′5.38″，東經(jīng) 80°16′4.70″～80°16′48.38″。位于南天山山脈、拱拜孜山前柯克亞河沖洪積山前傾斜礫質(zhì)平原上部，柯克亞河流域在地貌上處于南天山山地與塔里木盆地西北邊緣的交匯處, 流域北部為南天山中高山區(qū)及低山丘陵區(qū),中部為山前傾斜礫質(zhì)平原，南部是沖洪積細(xì)土平原。地質(zhì)構(gòu)造基本控制地貌形態(tài)格局，區(qū)內(nèi)山地與平原往往以斷裂為界，呈構(gòu)造階梯地貌。地勢(shì)總趨勢(shì)北高南低。

拱拜孜移民安置點(diǎn)調(diào)蓄池位于柯柯牙爾河流域沖積平原上，為引水注入式，不存在施工導(dǎo)流及防洪的要求，工程布置較為簡(jiǎn)單。調(diào)蓄池為尺寸550 m×450 m 的矩形水池，池身為倒置棱臺(tái)型式，凈深度250 m，邊坡1∶3.5，蓄水量可達(dá)250 萬(wàn)m3。池址區(qū)距項(xiàng)目區(qū)東北端約1300 m 左右，地勢(shì)開(kāi)闊，地形東北高，西南低，其中南北向縱坡為1/60～1/70 左右，根據(jù)地形條件，池盤(pán)設(shè)計(jì)為東、南、西三面筑壩（圖1），壩線(xiàn)呈現(xiàn)“U”型，其中東壩和西壩基本與南壩垂直布置，壩線(xiàn)全長(zhǎng)1916 m，其中西壩長(zhǎng) 488.37 m (樁號(hào)0+000～0+488.37)，南壩長(zhǎng)948.84 m（樁號(hào)0+488.37～1+437.21)，東壩長(zhǎng) 479.20 m (樁號(hào) 1+437.21～1+916.4 1）。根據(jù)筑壩材料，結(jié)合疆內(nèi)已建工程的經(jīng)驗(yàn)，壩型確定為均質(zhì)壩，其中壩體邊坡采用現(xiàn)澆砼板+復(fù)合土工膜防滲結(jié)構(gòu)，池盤(pán)底板采用復(fù)合土工膜防滲加砂礫石保護(hù)層結(jié)構(gòu)。

圖1 東、西、南三壩和調(diào)蓄池關(guān)系平面圖

拱拜孜移民安置點(diǎn)調(diào)蓄池工程地質(zhì)勘查資料表明，其邊坡共包括5 類(lèi)地層，由上至下分別是中砂沖湖積層（圖1 中的粉質(zhì)粘土沖湖積層細(xì)沙沖湖積層含淤泥粉質(zhì)粘土沖湖積層粉砂風(fēng)基層（A1）。邊坡土層主要參數(shù)具體見(jiàn)表1。

表1 邊坡土層主要參數(shù)

由于中砂沖湖積層（A5）、細(xì)沙沖湖積層（A3）和粉砂風(fēng)基層（A1）粘聚力為0 kPa，彈性模量較大，天然密度不高，所以調(diào)蓄池工程壩體填筑施工存在一定難度[1]。

2 壩體填筑施工主要技術(shù)難點(diǎn)

2.1 土料開(kāi)挖規(guī)劃

拱拜孜移民安置點(diǎn)調(diào)蓄池工程初步確定調(diào)蓄池庫(kù)盆開(kāi)挖土料和邊坡開(kāi)挖土料為筑壩土料，在土料開(kāi)挖時(shí)，土料場(chǎng)規(guī)劃、棄渣措施及土石方平衡規(guī)劃等均根據(jù)施工前期所取得的料場(chǎng)復(fù)查資料確定。根據(jù)調(diào)蓄池庫(kù)盆及邊坡開(kāi)挖土料的分布情況及壩體填筑所需施工進(jìn)度，將調(diào)蓄池庫(kù)盆和邊坡土料場(chǎng)劃分為三個(gè)主料場(chǎng)和兩個(gè)輔料場(chǎng)，共五個(gè)分區(qū)。在開(kāi)采過(guò)程中，先加水處理，之后按照高程段循環(huán)開(kāi)采，對(duì)于水源無(wú)法達(dá)到的區(qū)域，應(yīng)在自然降雨且含水量達(dá)開(kāi)采要求后再開(kāi)采。調(diào)蓄池庫(kù)盆開(kāi)挖和邊坡開(kāi)挖土料方量共258.5 萬(wàn)m3，根據(jù)本工程料場(chǎng)復(fù)勘報(bào)告，土料開(kāi)挖方量與需求量之間還存在15.95 萬(wàn)m3的差量。所以，必須嚴(yán)格控制土料開(kāi)挖過(guò)程，減少棄土棄渣量，次要部分的土方回填可以考慮使用[2]。

2.2 土料加工與開(kāi)采

拱拜孜移民安置點(diǎn)調(diào)蓄池工程《材料復(fù)查報(bào)告》表明，壩體填筑土料主要為輕黏壤土，含水率較低，必須加水以增加材料含水率，為進(jìn)行加水悶料，在土料場(chǎng)布置浸水坑槽并于30 d 后實(shí)施土料實(shí)驗(yàn)性開(kāi)采，開(kāi)采后再次進(jìn)行含水率檢驗(yàn)，經(jīng)過(guò)數(shù)次調(diào)整檢驗(yàn)后最終確定出符合壩體填筑施工要求的加水量3.5 kg/m3～5.0 kg/m3、悶放歷時(shí) 4 h～6 h、開(kāi)采深度為 3.5 m～5.0 m，并確保土料含水率誤差在1%～2%范圍內(nèi)。

開(kāi)采區(qū)域內(nèi)均按由外至里、由上至下的次序分段分層開(kāi)挖土料，開(kāi)采方法根據(jù)注水后土體本身含水率大小予以確定，如含水率較高，則采用立挖開(kāi)采方式，而含水率較低時(shí)采用平挖開(kāi)采方式，土壤最優(yōu)含水率見(jiàn)表2。將悶放完畢開(kāi)采出的土料用1.8 m3反鏟裝入15 t 自卸貨車(chē)內(nèi)運(yùn)至調(diào)蓄池壩址處，對(duì)于較薄土層，則采用推土機(jī)集料后用5 m3裝載機(jī)裝入15 t 自卸貨車(chē)運(yùn)輸，土料含水率一旦低于最優(yōu)含水率的3%時(shí)禁止開(kāi)采，必須重新加水潤(rùn)濕。

表2 土壤最優(yōu)含水率表

2.3 壩體填筑次序

調(diào)蓄池工程壩體填筑應(yīng)按照主壩→副壩次序展開(kāi)，其中南壩為主壩，長(zhǎng)545 m，為保證壩體填筑各道工序施工的連續(xù)性，將壩體填筑劃分為六個(gè)分區(qū)（見(jiàn)圖1），東、西副壩各為一個(gè)分區(qū)，每個(gè)分區(qū)按單元循環(huán)次序填筑，即各個(gè)分區(qū)內(nèi)鋪料平料→灑水碾壓→質(zhì)量檢查及驗(yàn)收，具體填筑過(guò)程從壩基處開(kāi)始。通過(guò)填筑作業(yè)單元的劃分，確保各類(lèi)施工機(jī)械等資源使用效率的提升。

調(diào)蓄池工程壩體填筑施工高峰期內(nèi)填筑強(qiáng)度可達(dá)13.1 萬(wàn)m3/月，根據(jù)《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》(JTG D60-2004)，本工程不均衡系數(shù)取1.4，則可得出每工作日最大填筑強(qiáng)度為5945 m3，為確保運(yùn)輸強(qiáng)度，必須使用15 量15 t 自卸汽車(chē)完成填筑料運(yùn)輸。卸料則通過(guò)進(jìn)占法完成，見(jiàn)圖2。由自卸汽車(chē)將土料卸置于平整的松土層，檢查層面刨毛及潤(rùn)濕情況，必要時(shí)用灑水車(chē)灑水，合格后用推土機(jī)向前進(jìn)占和平料[3]，防止自卸汽車(chē)在已經(jīng)碾壓合格的土層行進(jìn)而影響刨毛效果。

圖2 進(jìn)占法壩體填筑示意圖

2.4 鋪料及碾壓

調(diào)蓄池工程壩體鋪料厚度38 cm，攤鋪機(jī)選用TY160 型式，在推土機(jī)平料完后，通過(guò)鋼尺及時(shí)核查攤鋪厚度，對(duì)于超厚或欠填部位應(yīng)立即處理。對(duì)于土料和岸坡交界等處輔以人工方式整平，對(duì)于上下游岸坡應(yīng)超填70 cm～100 cm。攤鋪完成后，通過(guò)YZ18 振動(dòng)凸塊碾自動(dòng)碾壓2 遍，再振動(dòng)碾壓3 遍。碾壓行進(jìn)路線(xiàn)應(yīng)與壩軸線(xiàn)保持平行，按2 km/h 速度行進(jìn)，考慮到本工程地質(zhì)的特殊性，應(yīng)采用進(jìn)退錯(cuò)距法由一側(cè)至另一側(cè)一次碾壓完成。碾壓搭接寬度為垂直碾向至少0.5 m，順向碾向至少1.5 m。

2.5 特殊部位的填筑與處理

2.5.1 迎水面防滲體填筑

拱拜孜移民安置點(diǎn)調(diào)蓄池工程迎水面采用砂墊層夾兩布一膜防滲體型式，上部鋪設(shè)碎石過(guò)渡層，最頂部通過(guò)干砌石防護(hù)。在進(jìn)行防滲體施工之前，先進(jìn)行人工掛線(xiàn)修整坡面以達(dá)到鋪設(shè)所要求的平整度。調(diào)蓄池邊坡開(kāi)挖與修整同時(shí)進(jìn)行，在坡面法向方向開(kāi)挖過(guò)程中預(yù)留30 m 用于坡面修整，填筑迎水面防滲體時(shí)超填20 cm～30 cm，并通過(guò)人工方式整平修坡。防滲料通過(guò)5 m3裝載機(jī)裝入15 t 自卸貨車(chē)運(yùn)輸，配合反鏟攤鋪和人工找平。首層砂墊層鋪設(shè)后，通過(guò)DZ120 振動(dòng)平碾攤平壓實(shí)，驗(yàn)收合格后，進(jìn)行兩布一膜鋪設(shè)，結(jié)束后再進(jìn)行砂墊層和碎石過(guò)渡層的分層次鋪筑，并運(yùn)用RZ250 振動(dòng)平板夯分層夯實(shí)，夯實(shí)碾壓參數(shù)見(jiàn)表3。為保證夯實(shí)效果，在砂墊層和碎石過(guò)渡層碾壓、夯實(shí)前必須加水潤(rùn)濕。

表3 夯實(shí)碾壓參數(shù)

2.5.2 壩底防滲體填筑

壩底防滲體施工前，先通過(guò)平地機(jī)進(jìn)行壩底找平，并通過(guò)5 m3裝載機(jī)將夯實(shí)土裝入15 t 自卸貨車(chē)運(yùn)至壩底。夯實(shí)土鋪設(shè)過(guò)程中，填鋪厚度采用水準(zhǔn)儀控制，鋪設(shè)后通過(guò)YZ18 振動(dòng)凸塊碾自動(dòng)碾壓至密實(shí)，隨后鋪設(shè)兩布一膜和次層夯實(shí)土，再用YZ1.8 振動(dòng)碾碾壓達(dá)到與首層相同的鋪設(shè)厚度。

2.5.3 特殊部位處理

考慮到調(diào)蓄池工程壩體土層粘聚力為0 kPa，彈性模量較大，天然密度不高，所以岸坡接觸部位填筑應(yīng)選用黏粒含量高的土料，并將含水率保持在施工含水率上限，壓實(shí)則采用小型振動(dòng)碾，并按順岸坡方向行走壓實(shí)，壩體結(jié)合帶碾壓搭接寬度≥1 m，對(duì)于小型振動(dòng)碾難以到達(dá)的位置采用WH58 蛙式打夯機(jī)夯實(shí)。岸坡碾壓后若出現(xiàn)土料側(cè)向位移，應(yīng)將其挖除，并待碾壓取樣檢驗(yàn)合格后再繼續(xù)灑水、刨毛壓實(shí)合格后，完成土料鋪填。

對(duì)于橫向接縫處坡度應(yīng)控制在1∶3 以?xún)?nèi)，接縫必將隨壩體填筑厚度的增加而出現(xiàn)削坡，直至坡度合格才能填筑，待土料接縫削坡取樣檢驗(yàn)合格，灑水、刨毛、鋪料壓實(shí)，并保證含水率達(dá)施工含水率上限值14%（根據(jù)本工程施工組織設(shè)計(jì)及《堤防工程地質(zhì)勘察規(guī)程》（SL 188-2005）所確定）。針對(duì)上壩路及與壩體連接處應(yīng)采用與壩體相同料區(qū)土料分層填筑，并按相同料區(qū)填筑要求控制。

3 結(jié)論

壩體填筑施工質(zhì)量直接關(guān)系到調(diào)蓄池工程整體質(zhì)量及效益的順利發(fā)揮，所以，加強(qiáng)調(diào)蓄池工程壩體施工技術(shù)重難點(diǎn)的探討意義重大。本文分析結(jié)果表明，拱拜孜移民安置點(diǎn)調(diào)蓄池工程壩體邊坡地基承載力較低，彈性模量較大，天然密度不高，所以調(diào)蓄池工程壩體填筑施工存在一定難度；調(diào)蓄池庫(kù)盆開(kāi)挖土料和邊坡開(kāi)挖土料方量與需求量之間還存在15.95 萬(wàn)m3的差，必須嚴(yán)格控制土料開(kāi)挖，減少棄土棄渣量；壩體填筑土料含水率較低，必須加水悶料以增加材料含水率；壩體填筑劃分為四個(gè)分區(qū)，各分區(qū)按“鋪料平料→灑水碾壓→質(zhì)量檢查及驗(yàn)收”的單元循環(huán)次序填筑。上述工程措施采取后，有效解決了拱拜孜移民安置點(diǎn)調(diào)蓄池工程壩體填筑施工所面臨的突出技術(shù)問(wèn)題，工程自2016 年2 月進(jìn)場(chǎng)施工至2017 年12 月竣工后投入使用，運(yùn)行效果良好。