趙 倫

(中國水利水電第十二工程局有限公司，杭州 310004)

1 概 況

兩河口水電站位于四川省甘孜州雅江縣境內(nèi)的雅礱江干流上，電站壩址位于雅礱江干流與支流鮮水河的匯合口下游約2km河段。

擋水建筑物為礫石土心墻堆石壩，壩頂高程2875.00m，河床部位心墻底高程2581.00m，基底設(shè)1m厚混凝土基座，最大壩高295.00m，壩頂寬度16.00m。上游壩坡坡比1∶2.0，下游壩坡坡比1∶1.9。擋水大壩壩體共分為防滲體、反濾層、過渡層和壩殼四大區(qū)。

大壩心墻礫石土設(shè)計填筑量441.14萬m3，接觸性黏土17.96萬m3。礫石土料分別由上游亞中料場、蘋果園料場、瓜里料場、普巴絨料場及下游西地料場供應(yīng)，接觸性黏土由西地料場和亞中土料場供應(yīng)。

2 接觸性黏土技術(shù)要求

接觸性黏土的顆粒級配應(yīng)符合下列規(guī)定：

1)最大粒徑≤40mm；<5mm的顆粒含量應(yīng)>90%；<0.075mm的顆粒含量應(yīng)>75%；<0.005mm的顆粒含量應(yīng)>24%。

2)塑性指數(shù)應(yīng)>14。

3)滲透系數(shù)應(yīng)<1×10-6cm/s，抗?jié)B透變形的允許坡降應(yīng)>12。

4)水溶鹽含量應(yīng)≤1.5%；有機(jī)質(zhì)含量應(yīng)≤1%。

5)在河床基礎(chǔ)蓋板上的接觸性黏土料壓實(shí)度按>98%控制；兩岸接觸性黏土EL.2640.00m以下、EL.2845.00m以上壓實(shí)度為94%-103%；接觸性黏土EL.2640.00m-2845.00m之間壓實(shí)度為94%-100%(采用普氏604kJ/m3擊實(shí)功)。

6)含水率應(yīng)為Wop+0.5%≤W≤Wop+3.5%。

3 接觸性黏土施工技術(shù)

3.1 泥漿制備及噴刷

接觸性黏土料填筑前需在與其接觸的混凝土蓋板表面提前(提前時間根據(jù)日照情況制定)噴涂一層3-5mm厚的泥漿，以利壩體與基礎(chǔ)之間的結(jié)合，避免形成滲漏通道，其施工程序?yàn)椋号萃?7天以上)→配漿→刷漿(噴涂前清理混凝土基礎(chǔ)面、灑水濕潤)→厚度檢測→鋪土[1]。具體施工方法如下：

1)泡土：

制備泥漿的土料為西地土料場的接觸性黏土，為保證泥漿的涂刷質(zhì)量，在泥漿涂刷前需將土料提前浸泡，浸泡時間至少為7d。泡土過程中，每天用反鏟攪拌翻料兩次，攪拌過程中將摻雜的石塊及其他雜物清除干凈，攪拌后確保土料得到充分的浸泡濕潤，并使土塊瓦解。當(dāng)發(fā)現(xiàn)泥漿池中水量不足時要及時補(bǔ)水，始終保持池內(nèi)水淹沒土料。同時，待河床基礎(chǔ)面噴刷完成后，將泥漿池回填，后續(xù)填筑過程中岸坡側(cè)泥漿噴刷需求量小，擬采用鋼板焊制兩個1.5m×1.5m×1m的泡土箱即可滿足供料要求及規(guī)范化施工。

2)配漿：

取泡好的泥漿土放至便攜式泥漿桶(鐵皮油桶)，并加水機(jī)械攪拌配制滿足要求的泥漿，配置的泥漿濃度每次均由試驗(yàn)人員采用比重稱檢測合格后方可使用，涂層厚度3-5mm；便攜式泥漿桶采用現(xiàn)場小型工程車輛運(yùn)輸至泥漿噴涂現(xiàn)場。通過試驗(yàn)確定機(jī)械噴涂漿液比重為1.53，噴涂5遍至設(shè)計厚度。人工涂刷漿液比重為1.8，涂刷3遍至設(shè)計厚度[2]。

3)噴涂涂刷、厚度檢測、鋪土：

泥漿噴涂涂刷前，對混凝土表面的乳皮、粉塵、砂漿、油污等應(yīng)予以清除，并用高壓鼓風(fēng)機(jī)吹掃干凈，灑水潮濕。接觸性黏土施工時，應(yīng)采取邊涂刷邊鋪土的方式，泥漿噴涂涂刷高度應(yīng)高出鋪土厚度3-5cm，并應(yīng)與下部涂層銜接，不得在泥漿干涸后鋪土和壓實(shí)，接觸性黏土回填后應(yīng)及時壓實(shí)(涂刷泥漿宜在準(zhǔn)備填筑下一層黏土前制作完成，黏土噴涂涂刷后干涸時間根據(jù)日照情況約為10min-30min)。泥漿噴涂涂刷厚度采用鋼尺插入涂刷好的泥漿層內(nèi)進(jìn)行泥漿厚度檢測。

噴涂工藝流程為：泥漿制備→配漿潤管→注漿→試噴→噴涂至設(shè)計厚度，該工藝設(shè)備安裝簡便、快捷，操作方便，施工效率高、質(zhì)量效果好。

涂刷工藝流程為：泥漿制備→配漿→涂刷至設(shè)計厚度，該工藝操作簡便，質(zhì)量效果好，利于現(xiàn)場工人施工。

3.2 鋪料

接觸性黏土填筑前，在混凝土蓋板表面噴涂一層濃泥漿，邊噴涂、邊鋪料、邊壓實(shí)(需提前噴涂一層3-5mm厚泥漿，在干涸之前必須使用黏土覆蓋)。

1)河床水平段鋪料：

接觸性黏土由自卸汽車運(yùn)料至現(xiàn)場在填筑工作面的前沿(離端點(diǎn)0.5-1m處)卸料，采用進(jìn)占法沿壩軸線方向卸料，然后采用推土機(jī)及小型反鏟鋪料和平料，鋪料厚度30cm，倉面平整度要求基本平整，層厚不超過設(shè)計鋪料厚度，并用測量網(wǎng)格控制。

2)兩岸岸坡鋪料：

接觸性黏土由自卸汽車運(yùn)料至現(xiàn)場在摻礫石土料填筑工作面的前沿(離端點(diǎn)離端點(diǎn)0.5-1m處)卸料，采用進(jìn)占法沿壩軸線方向卸料，然后采用小型反鏟輔以人工鋪料和平料，鋪料時由混凝土接觸部位往外鋪，鋪料厚度30cm，倉面平整度要求基本平整，層厚不超過設(shè)計鋪料厚度，并用測量網(wǎng)格控制。

3.3 厚度檢測

厚度檢測主要采用在填筑面建立測量控制網(wǎng)格，測量網(wǎng)格按5×4m控制(測點(diǎn)坐標(biāo)相對固定)，利用GPS快速移動測量技術(shù)，分別在鋪料后和碾壓后測量其高程，推算其厚度，如厚度不滿足要求，應(yīng)及時處理合格后，方可進(jìn)行下道工序施工。

心墻底部基礎(chǔ)面鋪筑時采用大壩數(shù)字化監(jiān)控系統(tǒng)對填筑層厚進(jìn)行監(jiān)控，即采用安裝在推土機(jī)或平地機(jī)上的GPS對填筑厚度隨時進(jìn)行監(jiān)控、報警，根據(jù)監(jiān)控情況及時糾偏，確保填筑層厚控制在規(guī)范允許范圍內(nèi)。

3.4 碾壓

1)河床水平段碾壓：

河床底部1m厚接觸性黏土料選取含水率在Wop+0.5%≤W≤Wop+2.0范圍內(nèi)的天然含水狀態(tài)黏土，壓實(shí)度控下不控上，采用進(jìn)占法鋪料30cm，推土機(jī)平倉，采用自行振動18t平碾多機(jī)聯(lián)動單機(jī)循環(huán)搭接法碾壓，靜碾8遍。

2)岸坡接觸部位碾壓：

岸坡接觸黏土采用自行振動18t平碾順壩軸線方向碾壓。靠近岸坡50cm范圍，采用汽胎碾壓實(shí)。碾壓遍數(shù)：靜壓8遍、行走速度控制在2.5±0.5km/h內(nèi)，含水率控制在WOP+0.5%-WOP+3.5%范圍。

3)儀器周邊碾壓：

儀器周邊碾壓：監(jiān)測儀器周邊1m范圍采用0.5t雙鋼平碾振動碾、BS500沖擊夯碾壓密實(shí)，嚴(yán)禁無振碾壓、欠碾和漏碾[3]。

4 質(zhì)量檢測

質(zhì)量檢測采取環(huán)刀法抽樣檢測為主，并充分利用數(shù)字化大壩質(zhì)量監(jiān)控系統(tǒng)，做好壩體實(shí)體質(zhì)量監(jiān)控為輔，檢測與監(jiān)控并行的“雙控”措施。

4.1 接觸性黏土填筑前質(zhì)量檢測

接觸黏土料填筑質(zhì)量檢測主要為壓實(shí)度、滲透系數(shù)和抗?jié)B透變形的允許坡降。其檢測方法依據(jù)DL/T5355-2006《水電水利工程土工試驗(yàn)規(guī)程》。左、右兩岸接觸黏土每層各取2組試樣測定干密度、含水率，每填筑1m取2組試樣測定顆粒級配、界限含水率試驗(yàn)，每填筑20m取原狀樣垂直、水平向滲透試驗(yàn)各2組，每填筑40m進(jìn)行2組原位滲透試驗(yàn)、2組飽固快直剪試驗(yàn)、中三軸試驗(yàn)CD、CU、UU剪各1組。

4.2 含水量調(diào)整

在繼續(xù)鋪筑上層新土之前，采用人工對壓實(shí)層表面殘留的、翻松的半壓實(shí)土層進(jìn)行補(bǔ)水處理，補(bǔ)水量根據(jù)表層含水率檢測確定，灑水采用高壓灑水車霧狀灑水，避免形成土層間結(jié)合不良的現(xiàn)象。

填筑時要嚴(yán)格控制心墻料的含水率在允許的范圍以內(nèi)(接觸性黏土含水率控制在WOP+0.5%-WOP+3.5%)。

5 結(jié)合面及接縫處理

5.1 結(jié)合面處理

接觸性黏土與蓋板結(jié)合部位在填筑前，采用人工對混凝土板表面裂縫、乳皮等缺陷進(jìn)行處理，并經(jīng)三檢人員驗(yàn)收合格后，輔助工人在其表面噴涂一層厚3-5mm的濃泥漿，以利壩體與基礎(chǔ)之間的結(jié)合，避免形成滲漏通道。泥漿噴涂高度應(yīng)高出鋪土厚度3-5cm(防止泥漿涂刷高度不夠)，并邊涂刷、邊鋪土覆蓋，以利土料與基礎(chǔ)面之間的結(jié)合，嚴(yán)禁泥漿干涸后再鋪土覆蓋。噴涂的泥漿還要注意與下一層相接不得中斷。濃黏土漿采用接觸黏土與水侵泡、攪拌制備。

與反濾料接觸部位的接觸性黏土施工方法：碾壓時對反濾料部位靠近分界≥50cm土料范圍內(nèi)也進(jìn)行相應(yīng)的碾壓，碾壓遍數(shù)同接觸性黏土，碾壓方向應(yīng)平行于界面，防止心墻土料和反濾料發(fā)生相互污染[4]。

5.2 接縫處理

若由于施工需要進(jìn)行分區(qū)填筑時，橫向接縫采用臺階法接縫，留設(shè)臺階寬度1m，其橫向接縫坡度不得陡于1∶3。接觸性黏土內(nèi)不應(yīng)留有縱向(順?biāo)鞣较?接縫。在接合的坡面上，應(yīng)配合填筑的上升速度，將表面松土鏟除至已壓實(shí)合格的土層為止。坡面須經(jīng)刨毛處理，并使含水量控制在規(guī)定的范圍內(nèi)，然后才能繼續(xù)鋪填新土進(jìn)行壓實(shí)。

6 填筑面保護(hù)

由于冬季寒冷出現(xiàn)負(fù)溫(極端溫度-15.4℃)、雨季降雨小區(qū)域氣候明顯或其它原因?qū)е陆佑|性黏土填筑將出現(xiàn)間斷施工，因此在間斷施工期間和填筑前期間均應(yīng)做好接觸性黏土保護(hù)，結(jié)合類似工程經(jīng)驗(yàn)，接觸性黏土施工保護(hù)措施如下：

1)冬季負(fù)溫期間保護(hù)：由于冬季出現(xiàn)負(fù)溫引起的短時間停工，采取表面覆蓋保溫材料保護(hù)，恢復(fù)施工前予以清除。遇有寒流等特殊天氣需長時間停工時，表面采取覆蓋一層厚30cm的天然黏土保護(hù)，恢復(fù)施工前清除干凈，并經(jīng)三檢人員驗(yàn)收合格后方可恢復(fù)填筑。

2)雨季降雨期間保護(hù)：由于雨季降雨引起的停工，采用表面覆蓋防水雨布保護(hù)，恢復(fù)施工前予以清除，并對接觸性黏土內(nèi)積水采用水泵或人工舀水等進(jìn)行處理，然后檢測接觸性黏土含水率，并經(jīng)三檢人員驗(yàn)收合格后方可恢復(fù)填筑。

3)其它原因間斷保護(hù)：由于其它原因引起的壩面間斷施工，其保護(hù)措施視具體情況，可采取覆蓋防水雨布、保溫材料、天然黏土、壓成光面等保護(hù)措施。

4)接觸性黏土正常施工期間采取覆蓋塑料薄膜，起到對接觸性黏土保濕和防止污染的作用。

7 特殊季節(jié)接觸性黏土的施工

7.1 雨季施工措施

根據(jù)氣象資料分析，雨季施工主要集中在5-10月，其它月份有少量降雨>土料停工標(biāo)準(zhǔn)。土料停工標(biāo)準(zhǔn)：日降雨量<5.0mm照常施工；5-10mm雨日停工；10-30mm雨日停工，雨后停工0.5d；≥30mm雨日停工，雨后停工1d。由于接觸性黏土細(xì)料含量高對雨水敏感，規(guī)范制定的標(biāo)準(zhǔn)適用性低。

接觸性黏土雨季施工措施如下：

1)密切關(guān)注天氣預(yù)報，與氣象部門合作采用氣象雷達(dá)實(shí)時監(jiān)測降雨情況。當(dāng)預(yù)報有降雨時提前做好施工應(yīng)對措施準(zhǔn)備，做好材料和設(shè)備的提前準(zhǔn)備；雨季施工接觸性黏土含水量按最優(yōu)含水率的中間值下限控制。

2)雨季接觸性黏土前期上下游較長時采取填筑面形成“龜背狀”，以利于雨季的排水；上下游較短時采取單向坡設(shè)置，下游高于上游，坡比控制在1%-2%左右。

3)接觸性黏土雨季施工應(yīng)快速作業(yè)，縮短流水作業(yè)時間，鋪筑應(yīng)及時、平整，鋪筑完成后采用18t平碾快速壓實(shí)。

4)雨季接觸性黏土填筑前應(yīng)檢測土料含水率，含水率合格的土料才能上壩。

5)雨停后應(yīng)及時排除接觸性黏土區(qū)積水。對表面被雨水浸泡過的土料應(yīng)及時清理干凈，對含水量影響不是很大的土料進(jìn)行翻曬。

6)下雨停工時禁止一切設(shè)備進(jìn)入接觸性黏土區(qū)。做好下雨至復(fù)工前壩面保護(hù)，施工機(jī)械和人員不得穿越接觸性黏土。

7)恢復(fù)填筑前應(yīng)對接觸性黏土含水率進(jìn)行檢測，含水率合格后方可復(fù)工。

8)雨前接觸性黏土碾壓過，恢復(fù)填筑前需重新對壓實(shí)度檢測或進(jìn)行補(bǔ)碾后重新檢驗(yàn)。

9)接觸性黏土與摻礫石土料、兩側(cè)反濾料平起施工，以利于積水排放，對被污染反濾料清理干凈。

10)雨季應(yīng)提前儲備好防雨布、抽排水設(shè)備、輔助工人。

7.2 冬季施工措施

根據(jù)壩址區(qū)最近四年實(shí)測氣象資料分析，冬季氣溫<0℃時段主要發(fā)生在11月-次年2月，出現(xiàn)負(fù)溫時間段一般為晚23∶00-次日10∶00。其余月份有少量夜間出現(xiàn)負(fù)溫天氣，接觸性黏土冬季施工按照淺凍期和深凍期制定措施如下：

1)淺凍期：

開始∶未來區(qū)域內(nèi)10-15d氣象預(yù)報氣溫變化趨勢不斷下降，同時短期最低氣溫連續(xù)5d及以上出現(xiàn)負(fù)溫，并松土覆蓋表層開始發(fā)生連續(xù)3d及以上凍結(jié)。

結(jié)束∶未來區(qū)域內(nèi)10-15d氣象預(yù)報氣溫變化趨勢不斷上升，同時短期最低氣溫連續(xù)5d及以上出現(xiàn)正溫，并無覆蓋條件下松鋪土料連續(xù)3d及以上未發(fā)生凍結(jié)。

措施：接觸性黏土采用單層土工膜(三布兩膜)覆蓋措施，負(fù)溫期間采用RC4監(jiān)測儀器對土溫連續(xù)監(jiān)測，若受凍則在正溫期間將受凍土料挖除。

2)深凍期：

開始∶當(dāng)日最低氣溫連續(xù)3d及以上低于-3℃，且無覆蓋條件下松鋪土料凍結(jié)深度> 4cm、且連續(xù)出現(xiàn)3d。

結(jié)束∶當(dāng)日最低氣溫連續(xù)3d及以上高于-3℃，且無覆蓋條件下松鋪土料凍結(jié)深度<4cm、且連續(xù)出現(xiàn)3d。

措施：接觸性黏土采用雙層土工膜(三布兩膜)覆蓋措施，負(fù)溫期間采用RC4監(jiān)測儀器對土溫連續(xù)監(jiān)測，若受凍則在正溫期間將受凍土料挖除。

3)加強(qiáng)現(xiàn)場施工管理，集中施工設(shè)備，搞好流水作業(yè)，做到快鋪、快壓、快檢；確保接觸性黏土溫下降到0℃之前覆蓋新鮮土層。

4)下雪后，層面積雪影響接觸性黏的壓實(shí)干容重，鋪土前必須清掃，施工過程中少量的降雪對填土質(zhì)量影響較小，可忽略不計。填土中不得夾有冰雪、凍塊。如因下雪停工，復(fù)工前應(yīng)清理壩面積雪，檢查合格后方可復(fù)工。

8 結(jié) 語

該施工技術(shù)已成功應(yīng)用在兩河口水電站接觸性黏土施工中，已填筑的接觸性黏土的壓實(shí)度、含水率、滲透系數(shù)等技術(shù)指標(biāo)均符合設(shè)計和規(guī)范要求，保障了大壩黏土填筑的質(zhì)量和進(jìn)度。兩河口水電站目前已完成兩期蓄水，蓄水后滲透量極小，間接證明了接觸性黏土施工技術(shù)的成熟。接觸性黏土施工技術(shù)可以廣泛應(yīng)用于其他水利、道路、房建等具有防滲、協(xié)調(diào)變形作用的黏土施工中。值得在國內(nèi)外類似工程中推廣應(yīng)用。