李紅軍，于 海，胡人炭

（1.四川省武都引水工程蓬船灌區(qū)建設(shè)管理局，629000，遂寧；2.四川省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，610000，成都）

一、工程概況

四川省蓬溪船山灌區(qū)屬于大型灌區(qū)工程，是國(guó)家172 項(xiàng)節(jié)水供水重大水利工程之一。 白鶴林水庫(kù)是蓬溪船山灌區(qū)工程配套的一座囤蓄水工程，水庫(kù)正常蓄水位418 m，總庫(kù)容8 828 萬(wàn)m3，興利庫(kù)容7 737 萬(wàn)m3。 白鶴林水庫(kù)屬Ⅲ等工程，主要建筑物級(jí)別為3 級(jí)，次要建筑物級(jí)別為4 級(jí)。水庫(kù)樞紐建筑物的布置從左至右依次為：文吉分干渠取水口、#1 副壩、導(dǎo)流補(bǔ)水洞、主壩、#2 副壩、#3 副壩、蓬船干渠取水口、#4 副壩、#5 副壩。

1.主壩

主壩為黏土+泥巖心墻石渣壩，大壩軸線長(zhǎng)323.5 m，壩頂寬7.5 m，壩頂高程420.50 m，壩高60 m。 壩體從上游至下游分別為上游石渣料區(qū)、上游反濾料區(qū)，黏土+泥巖心墻料區(qū)、下游反濾料區(qū)、下游排水料區(qū)及下游石渣料區(qū)。

主壩壩基表層堆積厚0.5～18 m的坡洪積粉質(zhì)黏土土層，地下水水位高，透水性微～極微，土層工程性狀差。其下伏基巖為砂巖、泥質(zhì)粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖等，巖層產(chǎn)狀近水平，巖體中順層發(fā)育有軟弱夾層， 巖體中發(fā)育的裂隙多充填黏土和巖屑，壩基、壩肩表層均分布有中等～強(qiáng)透水層帶。

2.副壩

#3 副壩為黏土心墻石渣壩，下伏基巖為砂巖、泥質(zhì)粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖等，巖層產(chǎn)狀近水平，巖體中發(fā)育的裂隙多充填黏土和巖屑， 壩基、壩肩表層均分布有中等～強(qiáng)透水層帶。

#1、#2、#4、#5 副壩均為混凝土重力壩。 各混凝土副壩均位于埡口部位，局部緩坡臺(tái)地上分布厚0.5～1.0 m 的殘坡積粉質(zhì)黏土，其余基巖裸露，基巖為粉砂質(zhì)泥巖夾泥質(zhì)粉砂巖、砂巖，巖層產(chǎn)狀近水平，巖體中發(fā)育的裂隙多充填黏土和巖屑，壩基、壩肩表層均分布有中等～強(qiáng)透水層帶。

3.庫(kù)區(qū)單薄分水嶺需防滲

根據(jù)地勘資料，庫(kù)區(qū)內(nèi)正常蓄水位時(shí)分水嶺山體寬度小于100 m 的有5 處，其中，春仙溝分水嶺位于庫(kù)內(nèi)，鄰谷黏性土厚度較大，滲透微弱，具有天然防滲鋪蓋作用，庫(kù)水向鄰谷滲水的可能性??； 庫(kù)區(qū)左岸的大柏埡、 賈家溝與庫(kù)區(qū)右岸的棗兒埡、溫家灣等4 處單薄分水嶺的風(fēng)化粉砂質(zhì)泥巖，為弱～中等透水層，透水性較強(qiáng)，根據(jù)鉆孔壓水成果、庫(kù)周地貌、地層巖性、風(fēng)化卸荷強(qiáng)弱程度、庫(kù)內(nèi)外水文地質(zhì)條件對(duì)單薄分水嶺可能滲漏地段進(jìn)行滲漏量估算，結(jié)果表明大柏埡、賈家溝、棗兒埡、溫家灣等4 處單薄分水嶺在白鶴林水庫(kù)蓄水后存在庫(kù)水向鄰谷滲漏的可能性，因此需在分水嶺岸坡進(jìn)行帷幕灌漿。

白鶴林水庫(kù)大壩的技術(shù)難點(diǎn)主要體現(xiàn)在以下方面：一是水庫(kù)四周低于正常蓄水位的埡口和單薄分水嶺眾多，需修建副壩和灌注防滲帷幕以防止或減少水庫(kù)滲漏。 二是黏土+泥巖心墻用料復(fù)雜，黏土料源多達(dá)十幾處，料源的天然含水率、塑性指數(shù)等差別大，備料、填筑控制要求各異；風(fēng)化泥巖料需經(jīng)灑水、崩解、風(fēng)化后才能滿足填筑技術(shù)指標(biāo)。 三是大壩壩殼料采用何家坡料場(chǎng)的砂巖料或粉砂質(zhì)泥巖與泥質(zhì)粉砂巖互層開(kāi)采的混合料，依據(jù)厚度、巖性等可分為12 個(gè)工區(qū)亞層， 壩殼料的質(zhì)量波動(dòng)大，壩料的開(kāi)采和壓實(shí)方式對(duì)壩殼填筑質(zhì)量影響巨大。 如何破解上述三大技術(shù)難題是確保白鶴林水庫(kù)高質(zhì)量建設(shè)的關(guān)鍵。

二、大壩建設(shè)難點(diǎn)技術(shù)問(wèn)題探討及建議

1.黏土+泥巖心墻備料與填筑

根據(jù)工區(qū)附近地層分布和料源情況，選用黏土料、粉砂質(zhì)泥巖料作為心墻防滲用料。 黏土料有涼水坑、壩址區(qū)沖溝內(nèi)坡開(kāi)挖的洪積黏土料和吳家溝、大柏椏、賈家溝、白家溝、蘇家灣、何家溝、老貫溝和趙家等庫(kù)區(qū)支溝溝頭與斜坡坡腳相交的緩坡地帶殘坡積黏土料兩大類。

在勘測(cè)設(shè)計(jì)階段，設(shè)計(jì)單位采集了上百組黏土料試樣進(jìn)行基本物理力學(xué)性質(zhì)試驗(yàn)，剝?nèi)ジ矊雍箴ね亮系挠袡C(jī)質(zhì)、水溶鹽及最優(yōu)含水率制樣滲透系數(shù)等均滿足防滲黏土料的要求。 但是黏土料試樣在天然含水率、黏粒含量、塑限及塑性指數(shù)等黏土料特性指標(biāo)區(qū)別大，壓實(shí)性不同，填筑施工控制參數(shù)就要區(qū)別對(duì)待。 根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)及心墻料性狀， 黏土+泥巖心墻料開(kāi)采與填筑施工建議：

①洪積黏土料天然含水率為17.0%～39.0%，平均為28.5%；塑限為15.1%～26.0%，平均為20.4%，塑性指數(shù)為8.3～29.6，平均為19.1；黏粒含量為16.6%～45.6%，平均為33.7%。 相對(duì)而言，洪積黏土料較易壓實(shí)，但天然含水率比塑限高8%左右，料場(chǎng)開(kāi)采前應(yīng)開(kāi)挖排水溝疏干積水， 開(kāi)采后必須進(jìn)行翻曬，按最優(yōu)含水率進(jìn)行控制。

②殘坡積黏土料天然含水率為14.3%～30.5%，平均為20.5%；塑限為16.0%～28.9%，平均為19.2%，塑性指數(shù)為11.4～30.5，平均為16.2；黏粒含量為27.6%～47.9%，平均為30.0%。 相對(duì)而言，殘坡積黏土料易壓實(shí)，且天然含水率與塑限相當(dāng)，只需在開(kāi)采時(shí)注意適當(dāng)拌勻，料場(chǎng)開(kāi)采料可直接用于填筑。

③何家坡粉砂質(zhì)泥巖防滲料塑限為19.9%，塑性指數(shù)為13.2，黏粒含量為28.9%，換算成全級(jí)配料，黏粒含量為12.2%，能滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。根據(jù)碾壓試驗(yàn)， 進(jìn)一步確定填筑控制要求。粉砂質(zhì)泥巖具有一定的膨脹性，填筑前應(yīng)注意提前備料，在專門(mén)設(shè)置的堆料場(chǎng)灑水、崩解、風(fēng)化并達(dá)到設(shè)計(jì)指標(biāo)后方可用于填筑。

2.壩殼料開(kāi)采與填筑

何家坡料場(chǎng)位于庫(kù)內(nèi)右岸，界于老貫溝與何家溝間，料場(chǎng)地形為兩溝間向庫(kù)內(nèi)凸起伸出的條帶狀山梁，山梁由兩個(gè)山包組成，其山頂高程分別為436.5 m 和464.1 m， 山包間為埡口，埡口高程412.30 m，料場(chǎng)分布高程界于379.0～464.1 m。 山梁四周地形為階梯狀斜坡，緩坡臺(tái)地較平緩。 料場(chǎng)大部分基巖均裸露，地層為侏羅系上統(tǒng)蓬萊鎮(zhèn)組下段工區(qū)第九層、第十層組成，其中第九層以砂巖為主，第十層為粉砂質(zhì)泥巖夾泥質(zhì)粉砂巖和砂巖組成。 料場(chǎng)區(qū)構(gòu)造簡(jiǎn)單，無(wú)斷層分布，巖層產(chǎn)狀近水平。

依據(jù)厚度、巖性、開(kāi)采條件分為12 個(gè)工區(qū)亞層。工區(qū)①層、④層、⑦層為砂巖， 局部夾粉砂質(zhì)泥巖透鏡體，巖石飽和抗壓強(qiáng)度12.7～16.3 MPa，平均14.5 MPa，為軟巖。 ①層、⑦層砂巖較純，分布于整個(gè)料場(chǎng)，①層厚1.2～4.0 m，⑦層厚17.2～21.2 m，可單獨(dú)開(kāi)采， 工區(qū)④層夾粉砂質(zhì)泥巖透鏡體，厚約2.9 m， 厚度較薄。 工區(qū)②層、⑥層、⑨層為粉砂質(zhì)泥巖，層內(nèi)含砂質(zhì)不均，局部較重，其中工區(qū)②層分布于整個(gè)料場(chǎng)，厚3.2～4.0 m，含少量泥質(zhì)粉砂巖夾層，局部夾層厚達(dá)0.8～1.0 m；工區(qū)⑥層厚度較小，厚近3.0 m，且含砂較重； ⑨層為料場(chǎng)的最高處，為粉砂質(zhì)泥巖夾泥質(zhì)粉砂巖， 高程450.6～451.9 m 之間分布兩層泥質(zhì)粉砂 巖， 單 層 厚 度0.3 ～0.4 m， 高 程454.1～457.9 m 的泥質(zhì)粉砂巖厚度3.8 m，高程461.3～464.9 m 為砂巖。 工區(qū)②層、 工區(qū)⑨層粉砂質(zhì)泥巖相對(duì)較純，可用作心墻防滲料。 工區(qū)③層、⑤層、⑧層為泥質(zhì)粉砂巖，其中工區(qū)③層厚度大約17.5 m，局部夾厚度不大的砂巖透鏡體，可分幾層開(kāi)采，泥質(zhì)粉砂巖中局部含泥重變?yōu)榉凵百|(zhì)泥巖；工區(qū)⑤層、⑧層單層厚約3～6.7 m，具單獨(dú)開(kāi)采條件。

針對(duì)料場(chǎng)巖層出露情況及土石分區(qū)壩的用料要求，進(jìn)行了壩體填筑分區(qū)設(shè)計(jì)，分為用①層、⑦層單獨(dú)開(kāi)采的砂巖料填筑區(qū)，立面階梯狀開(kāi)采的砂、泥巖混合料填筑區(qū)。

砂、 泥巖混合料按3∶7、4∶6 和5∶5三種工況開(kāi)展筑壩料試驗(yàn)。 試驗(yàn)結(jié)果為：砂巖壩殼料0.97 倍壓實(shí)度制樣的滲透系數(shù)為4.8×10-3～4.0×10-5cm/s，中等～弱透水性，壓縮系數(shù)為0.05～0.06，具有較高抗剪強(qiáng)度。

混合壩殼料0.97 倍壓實(shí)度制樣的滲透系數(shù)為8.8×10-5～8.1×10-6cm/s，弱～微透水性，壓縮系數(shù)為0.27～0.34，具有一定的抗剪強(qiáng)度。

強(qiáng)風(fēng)化混合壩殼料最優(yōu)含水率為12.2%～12.6%，0.97 倍最大干密度為1.88～1.89 g/cm3； 弱風(fēng)化混合壩殼料最優(yōu)含水率為10.8%～11.8.6%，0.97倍最大干密度為1.93～1.95 g/cm3；新鮮原巖混合壩殼料最優(yōu)含水率為10.5%～10.6%，0.97 倍最大干密度為1.94～1.97 g/cm3。

根據(jù)何家坡料場(chǎng)地層巖性變化情況，壩殼料開(kāi)采與填筑施工建議：

①何家坡料場(chǎng)壩殼料地層巖性變化復(fù)雜，根據(jù)壩體填筑分區(qū)設(shè)計(jì)要求、施工進(jìn)度、用料需求，要做好料場(chǎng)開(kāi)采規(guī)劃， 確保填筑用料的分區(qū)要求，從而減少棄料，降低生產(chǎn)成本。

②結(jié)合壩料爆破開(kāi)采試驗(yàn)，要做好何家坡料場(chǎng)壩殼料開(kāi)采方式研究，尤其是混合壩殼料開(kāi)采，最好使用階梯狀立面開(kāi)采。 同時(shí)研究認(rèn)為砂巖類摻混量達(dá)20%以上可大大改善壩殼料的性狀。

③何家坡料場(chǎng)砂泥巖均為軟巖，易崩解軟化，應(yīng)堅(jiān)持用多少采多少的原則。

④混合壩殼料按實(shí)際開(kāi)采出現(xiàn)壩料工況分類進(jìn)行碾壓試驗(yàn)，確定不同大壩壩殼填筑控制參數(shù)，既利于填筑施工質(zhì)量評(píng)定達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，又能確保填筑質(zhì)量符合設(shè)計(jì)要求。 要特別注意原巖風(fēng)化程度的影響。

圖1 帷幕灌漿施工工藝

3.壩基及庫(kù)區(qū)防滲帷幕灌漿

白鶴林水庫(kù)根據(jù)工程帷幕灌漿項(xiàng)目劃分，主壩劃分有39 個(gè)單元，#1～#5 副壩劃分有66 個(gè)單元，大柏埡、溫家灣等單薄分水嶺劃分有9 個(gè)單元。共計(jì)約1 100 個(gè)孔，4.1 萬(wàn)m， 最大孔深76 多m， 工程防滲帷幕灌漿點(diǎn)多面廣。

主壩、#3 副壩利用混凝土基座作為灌漿蓋重，壩料填筑前防滲帷幕施工必須完成，并檢查驗(yàn)收合格；#1、#2、#4、#5 副壩利用底層混凝土作為灌漿蓋重，壩體澆筑前防滲帷幕施工必須完成，并檢查驗(yàn)收合格；其他部位防滲帷幕灌漿均在開(kāi)挖的基巖上進(jìn)行。水庫(kù)蓄水前，應(yīng)完成所有帷幕灌漿并檢查合格。另外，同一地段若有基巖固結(jié)灌漿的， 要求先完成固結(jié)灌漿再進(jìn)行帷幕灌漿。 根據(jù)帷幕灌漿施工參數(shù)及質(zhì)量控制要求，防滲帷幕施工建議：

①灌漿應(yīng)按分序加密的原則進(jìn)行，帷幕灌漿應(yīng)分為三序灌漿，灌漿方式方法采用自上而下分段灌漿法。帷幕灌漿施工工藝見(jiàn)圖1。

②帷幕灌漿試驗(yàn)應(yīng)分有蓋重、無(wú)蓋重和單薄分水嶺3 種工況進(jìn)行，從而進(jìn)一步確定各種工況帷幕灌漿施工參數(shù)。

③帷幕灌漿施工屬隱蔽工程，應(yīng)加強(qiáng)施工過(guò)程控制， 尤其是做好監(jiān)理旁站巡查和工序質(zhì)量檢驗(yàn)與驗(yàn)收工作。

④按灌漿孔的10%進(jìn)行帷幕灌漿質(zhì)量檢驗(yàn)，檢驗(yàn)不符合要求的必須進(jìn)行處理。 同時(shí)做好第三方檢測(cè)單位帷幕灌漿質(zhì)量檢驗(yàn)工作。

三、結(jié) 語(yǔ)

壩基及庫(kù)區(qū)防滲帷幕灌漿、黏土+泥巖心墻備料與填筑和大壩壩殼開(kāi)采與填筑等是該工程建設(shè)難點(diǎn)技術(shù)問(wèn)題，也是白鶴林水庫(kù)建設(shè)重要隱蔽工程。 在對(duì)黏土料進(jìn)行試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，提出了施工建議，供參建各方參考。 參建各方只要堅(jiān)守“三控制三檢測(cè)三不放過(guò)”原則，即嚴(yán)格控制使用材料的質(zhì)量， 嚴(yán)格控制施工工序質(zhì)量，嚴(yán)格控制施工參數(shù)的“三控制”原則；做好施工自檢測(cè)工作，做好監(jiān)理跟蹤平行檢測(cè)工作，做好第三方實(shí)體質(zhì)量檢測(cè)工作的“三檢測(cè)”原則；使用材料質(zhì)量不合格不放過(guò)，工序質(zhì)量不合格不放過(guò)，實(shí)體質(zhì)量不合格不放過(guò)的“三不放過(guò)”原則，就一定能克服建設(shè)過(guò)程遇到的技術(shù)難題，保證重要隱蔽工程驗(yàn)收達(dá)到優(yōu)良，實(shí)現(xiàn)該工程施工質(zhì)量達(dá)到優(yōu)良目標(biāo)。