王亞兵

（甘肅省水利水電工程局有限責(zé)任公司，甘肅蘭州730030）

1 調(diào)蓄水池概況

大灣調(diào)蓄水池位于天祝藏族自治縣打柴溝鎮(zhèn)，庫(kù)容9.99萬(wàn)m3，采用半挖半填方式，池底長(zhǎng)150 m、寬100 m。水池底高程2793.60～2790.00 m，頂高程為2799.35 m，最大壩高9.35 m。上游壩坡坡比1∶2.5，下游壩坡坡比1∶2.0，兩布一膜復(fù)合土工膜防滲，總填筑方量19.4萬(wàn)m3。當(dāng)?shù)貧夂蛞荒戤?dāng)中夏季和秋季兩季節(jié)擁有源源不斷的長(zhǎng)流水，新建蓄水池可以將汛期多余的水儲(chǔ)存起來(lái)，旱季用于當(dāng)?shù)鼐用耧嬘盟娃r(nóng)業(yè)生產(chǎn)，可以更好地保障和改善民生。

2 調(diào)蓄水池水文氣象和地質(zhì)環(huán)境

2.1 水文氣象

天祝藏族自治縣氣候?qū)俅箨懶愿咴撅L(fēng)氣候，主要表現(xiàn)在年氣溫差較小，日差較大，年平均氣溫-9～0℃，＞10℃的積溫137℃，年平均日照小時(shí)數(shù)2548h，平均無(wú)霜期128d，當(dāng)年年降雨量大于400mm，降水集中在7—9月份，占全年降水量的50%以上。

2.2 地質(zhì)環(huán)境

大灣蓄水池呈近南北向布置于打柴溝大灣村對(duì)岸山前壟崗狀低山丘陵區(qū)洼地，表層為灰黑色腐殖土，黑褐色，厚0.8～1.2 m，結(jié)構(gòu)疏松；下伏新近系砂質(zhì)泥巖夾泥質(zhì)砂巖、粉砂巖，全風(fēng)化層厚0.5～1.2 m，強(qiáng)風(fēng)化層厚2～5 m 不等，弱風(fēng)化帶厚度4～6 m。

3 填筑料的確定

調(diào)蓄水池前期設(shè)計(jì)方案為外借砂礫料填筑，但因周圍填筑料缺乏，設(shè)計(jì)初步勘測(cè)時(shí)確認(rèn)的砂礫料場(chǎng)為距離蓄水池12 km 的河道，利用河道疏浚、整理的余料進(jìn)行填筑。河道取料開(kāi)采運(yùn)距遠(yuǎn)，可使用料源分散，開(kāi)采難度大，成本高，影響施工進(jìn)度。為了降低成本，是否可以選擇采用庫(kù)區(qū)開(kāi)挖砂質(zhì)泥巖進(jìn)行填筑，是項(xiàng)目工程質(zhì)量、成本、進(jìn)度控制的一項(xiàng)非常重要的措施。

3.1 砂質(zhì)泥巖的工程地址特性

砂質(zhì)泥巖呈淡磚紅色，主要成分為黏土礦物，含少量石英、長(zhǎng)石砂粒。砂含量約25%，黏土含量約為75%，具泥質(zhì)結(jié)構(gòu)，層狀構(gòu)造。粉砂巖呈淺磚紅色，主要成分為粉砂，次為黏土礦物，泥質(zhì)膠結(jié)，遇水后易軟化、崩解。砂質(zhì)泥巖屬于極軟巖，巖體透視率為1.63～2.57 Lu，屬于相對(duì)隔水層[1]。

3.2 砂質(zhì)泥巖作為填筑料的分析

現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)挖料砂質(zhì)泥巖質(zhì)地均一，粒徑為2～5cm，含水率為5.8%～10.5%，具有一定含水率、泥質(zhì)膠結(jié)、成巖程度低、巖性較弱的砂質(zhì)泥巖，失水干縮、易碎，風(fēng)化后的砂質(zhì)泥巖特性與黏土相似，曾經(jīng)成功用于四川中江縣雙河口水庫(kù)的防滲體和新疆富蘊(yùn)縣水庫(kù)的壩體填筑料[2]。結(jié)合這些工程實(shí)例以及對(duì)現(xiàn)場(chǎng)料的試驗(yàn)，證明砂質(zhì)泥巖完全可以作為填筑料，施工過(guò)程中含水率控制是填筑的難點(diǎn)、重點(diǎn)之一。

4 施工過(guò)程中的含水量控制

壩體填筑施工過(guò)程中含水量的控制包括填筑料開(kāi)采過(guò)程的含水量控制、填筑過(guò)程中的含水量控制和填筑完成的成品保護(hù)。

4.1 填筑料開(kāi)采過(guò)程中的含水量控制

蓄水池為半挖半填式，填筑料開(kāi)采過(guò)程中的含水量控制就是施工過(guò)程中開(kāi)挖料運(yùn)至壩體階段的含水量控制，主要包括開(kāi)挖過(guò)程中料場(chǎng)的排水設(shè)施布設(shè)和雨季料源的保護(hù)。

4.1.1 排水設(shè)施布設(shè) 庫(kù)區(qū)開(kāi)挖必須根據(jù)填筑進(jìn)度合理安排開(kāi)挖進(jìn)度，對(duì)庫(kù)區(qū)開(kāi)挖進(jìn)行區(qū)域劃分，進(jìn)行條帶開(kāi)挖，開(kāi)挖施工前布設(shè)好庫(kù)區(qū)排水溝和集水坑，采用排水溝將降雨集中收集到集水坑，然后采用水泵抽排，防止雨水浸泡已開(kāi)挖的填筑料，造成填筑料因含水率過(guò)高、膠結(jié)而成為廢料。

4.1.2 雨季料源保護(hù) 因砂質(zhì)泥巖弱透水性和易膠結(jié)的特性，對(duì)填筑料在雨季的含水量控制就顯得尤為重要，防止因雨水導(dǎo)致填筑料含水率太高，降雨時(shí)可以在做好防排水的基礎(chǔ)上直接采用覆蓋保護(hù)。一方面，可以防止料源浪費(fèi)；另一面，可以很大程度節(jié)約雨季的施工工期，降雨結(jié)束后可以直接進(jìn)行填筑。

4.2 填筑過(guò)程中的含水量控制

砂質(zhì)泥巖填筑過(guò)程中的含水量控制是控制壩體填筑碾壓質(zhì)量的重點(diǎn)控制因素，也是砂質(zhì)泥巖填筑施工的難點(diǎn)。傳統(tǒng)填筑施工采用的填筑料攤鋪后開(kāi)槽灑水，因?yàn)樯百|(zhì)泥巖弱透水性，開(kāi)槽灑水后靜置4 h 以上才能滲透5～8cm。因此，傳統(tǒng)意義的攤鋪灑水填筑并不適合于砂質(zhì)泥巖。大灣蓄水池填筑過(guò)程采用了開(kāi)挖過(guò)程的灑水燜料，利用挖掘機(jī)翻動(dòng)過(guò)程中攪拌灑水，然后燜料5～7 d，含水量達(dá)到填筑施工的最優(yōu)含水率允許范圍之內(nèi)，可以直接用于壩體填筑。燜料可以保證壩體填筑連續(xù)施工，減少了灑水工序的間歇時(shí)間。開(kāi)挖過(guò)程的灑水燜料，相當(dāng)于對(duì)填筑料進(jìn)行了攪拌，一方面含水量更加均勻；另一方面可以使開(kāi)挖料粒徑更加均勻，也能更好地保證壓實(shí)質(zhì)量。

蓄水池設(shè)計(jì)要求的壓實(shí)度不小于98.0%，根據(jù)甘肅新通工程試驗(yàn)檢測(cè)有限公司的輕型擊實(shí)試驗(yàn)結(jié)果（見(jiàn)表1）和現(xiàn)場(chǎng)碾壓試驗(yàn)結(jié)果（見(jiàn)表2）驗(yàn)證，最終確定的最優(yōu)含水率為15.6%，最大干密度為1.77cm3/g。

表1 砂質(zhì)泥巖輕型擊實(shí)試驗(yàn)結(jié)果

表2 砂質(zhì)泥巖現(xiàn)場(chǎng)碾壓試驗(yàn)結(jié)果

通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)碾壓試驗(yàn)，確定參數(shù)如下：攤鋪厚度為40cm，采用22 T 光輪振動(dòng)壓路機(jī)以2.0 km/h 的速度碾壓8 遍（初始靜壓1 遍，振動(dòng)碾壓6 遍，最后靜壓1），填筑碾壓在保證壓實(shí)質(zhì)量的基礎(chǔ)上，為最合理、最經(jīng)濟(jì)的施工方案。砂質(zhì)泥巖填筑過(guò)程中，壓實(shí)后呈光面，為了保證層間結(jié)合良好，攤鋪料前表面灑水，然后采用凸塊碾壓路機(jī)進(jìn)行碾壓，從而增強(qiáng)層間結(jié)合。

4.3 填筑完成的成品保護(hù)

壩體填筑完成，為了不受降雨影響施工質(zhì)量和施工進(jìn)度，可以對(duì)填筑成品進(jìn)行覆蓋保護(hù)，降雨結(jié)束后揭開(kāi)覆蓋膜可直接進(jìn)行填筑。

5 結(jié)語(yǔ)

砂質(zhì)泥巖雖泥質(zhì)膠結(jié)、巖性軟弱，在合適的含水率條件下能夠達(dá)到理想的壓實(shí)效果，可以用于壩體填筑。在缺乏常規(guī)性填筑料的地區(qū)，采用砂質(zhì)泥巖具有非常好的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。在砂質(zhì)泥巖施工過(guò)程中，嚴(yán)格控制填筑料含水率是控制壓實(shí)質(zhì)量的難點(diǎn)和重點(diǎn)。