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        菏澤市魏樓水庫圍壩填筑質(zhì)量控制要點淺析

        2021-01-21 10:23:06曲延成孫圣潔
        山東水利 2021年8期
        關(guān)鍵詞:上壩土料庫區(qū)

        馮 敏,曲延成,孫圣潔

        (1.鄄城縣農(nóng)村自來水服務中心,山東 菏澤274600;2.山東潤魯工程咨詢有限公司,山東 濟南250109)

        菏澤市魏樓水庫位于菏澤市區(qū)西北約12km的勝利溝上,是為解決菏澤市城區(qū)及周邊地區(qū)飲水安全而興建的一座中型水庫。工程建設(shè)主要包括:圍壩填筑、入庫泵站、入庫涵洞、出庫泵站、勝利溝節(jié)制閘、截滲溝、管理房及輸水管道,其中圍壩設(shè)計為土工膜防滲均質(zhì)土斜墻壩。項目建設(shè)是為了向菏澤市城區(qū)提供城鄉(xiāng)生活用水。現(xiàn)結(jié)合水庫圍壩填筑與壓實施工過程中的實踐經(jīng)驗,對平原水庫土質(zhì)均質(zhì)壩填筑壓實控制要點進行探討,為平原水庫均質(zhì)土壩施工實踐提供質(zhì)量控制方法。

        1 圍壩施工前期質(zhì)量控制

        1.1 土料選定

        對庫區(qū)土料檢測后,選定①層砂壤土為筑壩土料。庫區(qū)地貌基本平坦,土層厚度基本穩(wěn)定,采用平均厚度法計算庫內(nèi)壩料儲量。經(jīng)計算得出①層砂壤土開采量為482.65萬m2,為圍壩填筑需用土料的2.3倍,可以滿足筑壩工程用料之需。

        1.2 料場復勘

        料場復勘根據(jù)《水利水電工程天然建筑材料勘察規(guī)程》(SL251-2015)要求,對地勘報告中的水文地質(zhì)情況進行復核,測量庫區(qū)的原始地貌并計算土方量,以便后續(xù)施工控制。由于水庫占地面積較大,庫區(qū)內(nèi)存在村莊一座、多處藕池土坑、2條主溝渠、遍布輸水抗旱溝。料場復勘時對擬筑壩土料取樣檢測要排除庫區(qū)內(nèi)的村莊周邊、坑塘、溝渠等不良土質(zhì)區(qū)域。取樣時將地面以下1m左右的土料挖除,取地下1~2m左右土料,采用立挖與斜挖相結(jié)合的方法進行混合,確保土料充分混合均勻后取樣。

        檢查取樣土料發(fā)現(xiàn),土料主要由砂壤土組成,夾雜少部分裂隙黏土,無淤泥、腐殖質(zhì)土、泥炭土,可作為筑壩土料使用。對土料進行天然狀態(tài)下物理性試驗及擊實后控制狀態(tài)下的力學性試驗。通過土工擊實試驗確定擬定圍壩填筑土料的最大干密度、最優(yōu)含水率。

        1.3 圍壩施工劃分

        水庫圍壩填筑工程量較大,涉及的施工機械人員多,需要結(jié)合工程實際情況分區(qū)施工,結(jié)合庫區(qū)土方開挖同步施工。圍壩填筑分區(qū)以沿壩軸線方向200~300m為宜,各分區(qū)內(nèi)可分為2~3個工作面,確保分區(qū)工序循環(huán)施工。圍壩圓弧段分區(qū)可適當加長。

        結(jié)合圍壩填筑分區(qū)情況對料場、庫區(qū)內(nèi)臨時道路、降排水溝布置。根據(jù)圍壩填筑各區(qū)需要的土方量設(shè)置取土料場大小,運土上壩的運距要盡可能短;庫區(qū)內(nèi)臨時道路布置要考慮到土方上壩及棄土外運情況,一般按照1~2條主路,若干條支路設(shè)置,根據(jù)棄土區(qū)的數(shù)量、大小、位置情況設(shè)置圍壩的臨時棄土路口;水庫土方開挖深度已超過地下水位線,需要提前設(shè)置降排水溝進行明渠降水,降排水溝布置要盡可能的利用原有溝渠,設(shè)置主、支降排水溝,根據(jù)實際情況將水排入下游溝渠。

        1.4 現(xiàn)場碾壓試驗

        1)根據(jù)設(shè)計圖紙要求及施工單位機械情況,首先確定施工機械及每層鋪土厚度:施工機械選擇選擇采用22t振動壓路機,每層鋪土厚度定為0.3m。如試驗結(jié)果不能滿足設(shè)計要求,再調(diào)整鋪土厚度重復以下試驗步驟。

        2)圍壩試驗段分區(qū)設(shè)置:現(xiàn)場試驗段平均劃分為3個區(qū)域,根據(jù)確定的最優(yōu)含水率上下浮動2%區(qū)分,采用灑水、晾曬的方式控制含水率,以含水率試驗的方法嚴格控制各區(qū)域的含水率,以確保碾壓試驗結(jié)果準確。

        3)對圍壩試驗段上土平整及控制含水率后,采用22t振動壓路機進行碾壓2~6遍,自第2遍碾壓完成后開始,對各區(qū)域取樣進行密度試驗,以確定當前碾壓遍數(shù)后的壓實度。第一層土料碾壓結(jié)束后,再上第二層土料,重復以上步驟控制。魏樓水庫水庫現(xiàn)場碾壓試驗共上4層土料,均進行取樣檢測,檢測結(jié)果平均干密度保留小數(shù)點后兩位,壓實度保存小數(shù)點后3位。

        4)結(jié)合施工現(xiàn)場碾壓效果對現(xiàn)場碾壓試驗結(jié)果進行對比分析,確定圍壩填筑施工的控制參數(shù)。

        2 圍壩填筑施工的質(zhì)量控制

        2.1 土料上壩控制

        土料上壩前要測量校準圍壩施工邊線,并進行壩基清基,按設(shè)計單位要求對壩基原始基面進行壓實檢測。土料上壩要計算好每層需要土方量,上壩平整時利用水準儀控制鋪土厚度,發(fā)現(xiàn)超過鋪土厚度部分的土方,由推土機推至圍壩兩側(cè)。上壩土料自開挖時就嚴格控制質(zhì)量,選擇地下1~2m左右的土料上壩,表層土、含雜物較多土及下部含水率高的土方外運至棄土區(qū)。對土料中存在的葦根等雜物,采用人工撿拾出來。如上壩土方直徑過大時,用旋耕機粉碎較大土塊。上壩車輛嚴格按進占法卸料,推土機及時整平,避免上壩車輛多次反復在已壓實的填筑土層上行駛。

        2.2 土料壓實質(zhì)量控制

        碾壓前要控制筑壩土料含水率在最優(yōu)含水率-2%~3%的范圍以內(nèi)。土料碾壓時沿圍壩壩軸線方向行進,采用進退重跡搭接法碾壓,進退方向上依次延伸到相鄰的工作面,搭接寬度不小于0.5m。圍壩各工作面之間的橫向接坡不陡于1∶3,坡面必須壓實,圍壩填筑相鄰高差不宜超過1m。預留圍壩臨時棄土路口根據(jù)庫區(qū)土方剩余情況及時回填,兩側(cè)圍壩高差過大時,對兩側(cè)圍壩陸續(xù)進行削坡直至合格方可填筑。

        土料壓實檢測主要有填筑高程檢測及壓實度檢測。填筑高程檢測是利用水準儀對每層土壓實厚度檢測;壓實度檢測主要采用環(huán)刀取樣送檢,一般在每層壓實土方厚度約1/3處取樣。

        2.3 雨季施工質(zhì)量控制

        在雨季施工中,首先要設(shè)置圍壩下游設(shè)置臨時排水溝槽,沿壩軸線方向每50m設(shè)置一道。施工中及時關(guān)注天氣情況,在開始下雨前停止土方上壩,對已上壩土方進行平整快速壓實,待雨過后再進行下一步施工。下雨后要對圍壩兩側(cè)及時進行檢查,對雨水沖刷產(chǎn)生的溝槽及時修整壓實。

        2.4 做好沉降預留

        圍壩填筑完成時應預留圍壩沉降量,并設(shè)置沉降位移觀測點。預留沉降量由《碾壓式土石壩設(shè)計規(guī)范》(SL274-2020)附錄E計算得出,定期對沉降位移觀測點進行測量記錄。

        3 結(jié)語

        目前,菏澤市魏樓水庫圍壩填筑工程已施工完成,通過了分部工程驗收。結(jié)合本工程圍壩填筑施工經(jīng)驗,對施工過程中的各個環(huán)節(jié)及相應工序的銜接進行研究;就如何控制圍壩填筑前中后期的施工質(zhì)量,完善施工程序,提高工作效率進行論證,可對促進平原水庫均質(zhì)土壩施工質(zhì)量提供借鑒。

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