吳國(guó)鵬

（甘肅九洲水電建筑工程有限責(zé)任公司，甘肅 蘭州 730000）

0 引言

均質(zhì)土壩是利用當(dāng)?shù)夭牧嫌赡雺悍绞阶龀傻囊环N擋水壩，其應(yīng)用優(yōu)勢(shì)包括：能夠就地取材，施工技術(shù)簡(jiǎn)單，對(duì)壩基地質(zhì)條件具有良好的適應(yīng)性，被廣泛應(yīng)用于水利工程。但均質(zhì)土壩填筑工程量大，并且土料在施工過程中容易受到氣候的影響，尤其是雨季或者多雨的地區(qū)，開展均質(zhì)土壩施工具有極大的難度?；诖?，本文以新集水庫(kù)工程為例，論述均質(zhì)土壩工程的施工準(zhǔn)備工作、資源配置工作以及需要把控的施工技術(shù)要點(diǎn)，以供相關(guān)技術(shù)人員參考。

1 工程概況

新集水庫(kù)位于甘肅省靈臺(tái)縣達(dá)溪河上，行政區(qū)劃隸屬甘肅省平?jīng)鍪徐`臺(tái)縣百里鄉(xiāng)。工程區(qū)距靈臺(tái)縣約26km，距平?jīng)鍪屑s128km。水庫(kù)總庫(kù)容3218萬(wàn)m3，平時(shí)庫(kù)容為1115萬(wàn)m3，年可供水量1122.5萬(wàn)m3，屬Ⅲ等中型工程，水庫(kù)大壩等主要建筑物按3級(jí)設(shè)計(jì)，次要建筑物按4級(jí)設(shè)計(jì)，臨時(shí)建筑物級(jí)按5級(jí)設(shè)計(jì)。大壩分為三部分，其中：混凝土壩段長(zhǎng)143m，混凝土壩與均質(zhì)土壩連接壩段長(zhǎng)100m，均質(zhì)土壩段長(zhǎng)515m。大壩從左至右布置，依次為：混凝土重力擋水壩段、混凝土泄洪排沙底孔壩段（包括取水建筑物）、混凝土溢流表孔壩段、混凝土壩與均質(zhì)土壩連接壩段、均質(zhì)土壩段等，壩頂總長(zhǎng)度為758m。均質(zhì)土壩填筑是工程施工的重點(diǎn)項(xiàng)目之一。

2 均質(zhì)土壩填筑施工準(zhǔn)備與資源配置

2.1 施工準(zhǔn)備

（1）根據(jù)合同文件及施工圖紙，編寫大壩施工組織方案。

（2）明確施工各項(xiàng)技術(shù)資料；確保大壩“四通一平”等臨時(shí)設(shè)施工程項(xiàng)目。

（3）完成現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量放線工作的上報(bào)審批，完成導(dǎo)流及引排水工程建設(shè)。

（4）根據(jù)施工用量選擇合理的土料場(chǎng)，一般情況下土料場(chǎng)貯量應(yīng)大于需用量的1.5～2.5倍。根據(jù)工程實(shí)際情況，選擇從4#土料場(chǎng)取土。該料場(chǎng)現(xiàn)為梯田耕地，地層巖性為第四系坡洪積粉質(zhì)黏土，表層約1.0m為耕作層，結(jié)構(gòu)疏松，有機(jī)質(zhì)含量高，可見樹木及植物根系及蟲孔，具大孔隙，為料場(chǎng)無(wú)用層，需剝離；1.0m以下至高程1047m，有用層厚4～12m，土質(zhì)結(jié)構(gòu)均一，可見垂直節(jié)理。無(wú)砂層分布，但在開采Ⅰ區(qū)有鈣質(zhì)結(jié)核分布，開采時(shí)需剔除，土料物理性質(zhì)符合設(shè)計(jì)要求。

（5）確保機(jī)械設(shè)備、實(shí)驗(yàn)設(shè)備等準(zhǔn)備就緒，并且需要完成防滲體土料碾壓實(shí)驗(yàn)。

2.2 資源配置

2.2.1 勞動(dòng)力配置

根據(jù)該工程的特點(diǎn)，為了確保施工任務(wù)的順利實(shí)施，配置勞動(dòng)力如表1所示。

表1 施工勞動(dòng)力配置表（單位：人）

2.2.2 施工機(jī)械配置

根據(jù)工程內(nèi)容和各項(xiàng)施工工序要求安排施工投入機(jī)械設(shè)備如表2所示。

表2 施工機(jī)械設(shè)備配置情況表

3 施工技術(shù)要點(diǎn)

3.1 土料開挖

（1）土料場(chǎng)開挖前要?jiǎng)澐珠_挖范圍，清除樹桿、碎石塊及防礙工程的施工一切阻礙物，清除場(chǎng)內(nèi)積水，且開挖好排水溝[1]。

（2）開挖過程中，若土料天然水分含量偏小，宜采用立面開挖；水分含量稍大時(shí)，宜采用平面開挖。出現(xiàn)不合格土料需要清除時(shí)，采用用平面開挖。

（3）取土過程中，應(yīng)保持坑壁的穩(wěn)定，采用立面開挖時(shí)禁止掏底施工。

3.2 土料鋪填

（1）壩基填方采用的碾壓機(jī)器、鋪土層厚及碾壓遍數(shù)、灑水量等工藝均通過實(shí)驗(yàn)進(jìn)行確定，并報(bào)請(qǐng)監(jiān)理方審批。該工程碾壓試驗(yàn)最終確定結(jié)果如下：鋪土厚度30～40cm，碾壓壓實(shí)度標(biāo)準(zhǔn)要求不小于98%，施工填筑含水率控制在最優(yōu)含水率的-2%～3%；填筑以壓實(shí)參數(shù)和最優(yōu)含水率共同控制；采用22t凸塊振動(dòng)碾，碾壓遍數(shù)6～8遍，具體碾壓參數(shù)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)碾壓試驗(yàn)調(diào)整。

（2）均質(zhì)壩體反濾層的顆粒及配應(yīng)根據(jù)試驗(yàn)進(jìn)行確定。防滲體土料鋪填時(shí)應(yīng)與壩軸線平行，該工程均質(zhì)土壩段長(zhǎng)515m，分段作業(yè)長(zhǎng)度控制在100m以下進(jìn)行。該工程混凝土壩與均質(zhì)土壩連接壩段長(zhǎng)100m，在填筑前，應(yīng)對(duì)混凝土表面進(jìn)行清理（乳皮、煙塵以及上粘附臟物等）；回填過程中，對(duì)混凝土表面進(jìn)行澆水，保持其表面潮濕，并在表面涂泥漿，一邊涂刷，一邊鋪土并壓實(shí)，泥漿粉刷相對(duì)高度鋪土薄厚保持一致，涂刷過程中上層泥漿應(yīng)當(dāng)與下層對(duì)接，邊刷邊回填，禁止在泥漿干后鋪土和夯實(shí)；泥漿土與水質(zhì)量比宜為1∶ 2.5～1∶3.0[2]。

（3）防滲體土料攤鋪應(yīng)平行面壩體中心線依次開展，按段作業(yè)檢查，機(jī)械工作時(shí)長(zhǎng)短不應(yīng)小于40m，人力工作時(shí)不低于10m。工作面采用流水線作業(yè)，分為鋪土、碾壓、檢測(cè)三段，應(yīng)分層次統(tǒng)一鋪土和碾壓，指派專人進(jìn)行抽樣檢查，不能產(chǎn)生界溝等問題。相鄰施工作業(yè)面高程應(yīng)均衡抬升，若不能避免需存在高差時(shí)，應(yīng)以1∶ 3～1∶5的陡坡連接土料最宜進(jìn)占法倒料施工，用挖掘機(jī)攤鋪后使用推土機(jī)推平，粘性土料中禁止禁止混雜透水性料。鋪土厚度及土塊直徑限制尺寸如表3所示。

表3 鋪土厚度及土塊直徑限制尺寸表

下層面應(yīng)保持填土面平整，方便計(jì)算上層土料。填土過程中及時(shí)檢測(cè)鋪土厚度，鋪土薄厚誤差控制在0～5cm。鋪料至堤邊時(shí)，需在設(shè)計(jì)邊線兩側(cè)各超鋪一定范圍，人工鋪料應(yīng)控制在10cm，機(jī)械設(shè)備鋪料應(yīng)控制在30cm。

3.3 碾壓施工

碾壓機(jī)械設(shè)備走動(dòng)方位應(yīng)平行壩中心線（見圖1所示），在行走距離不夠時(shí)，可沿著豎直堤中心線行進(jìn)，按段分塊碾壓[3]。相鄰工作面的碾壓的搭接寬度為：平行于軸線時(shí)≥相鄰工作，豎直于軸線時(shí)≥直于軸。局部無(wú)法采用機(jī)械碾壓的地方，可采用夯實(shí)機(jī)或蛙式打夯機(jī)等進(jìn)行壓實(shí)，壓實(shí)選用連接環(huán)套打法。碾壓采用進(jìn)退錯(cuò)距法工作方式。兩次碾壓最小搭接寬度為10cm。

圖1 新集水庫(kù)均質(zhì)土壩碾壓施工

流水作業(yè)要保持各工序（鋪料、灑水、壓實(shí)、質(zhì)檢）的連續(xù)性。平碾碾壓后，頂層土鋪料前，應(yīng)進(jìn)行刨毛后再碾壓一遍，以便于上下兩層土料較好的連接。嚴(yán)格控制土料水分含量，如果土料水分含量小，可適度灑水后拌勻；水分含量過大在現(xiàn)場(chǎng)開展晾曬后再使用，避免出現(xiàn)彈簧土。

嚴(yán)格控制鋪土厚度，確定碾壓遍數(shù)已保證滿足設(shè)計(jì)干容重[4]。對(duì)于干容重的控制：（1）每層土料碾壓后只有其干容重測(cè)定達(dá)到設(shè)計(jì)要求后才可以進(jìn)行上層鋪土；（2）現(xiàn)場(chǎng)干容重實(shí)驗(yàn)采用環(huán)刀法，環(huán)刀取樣實(shí)驗(yàn)合格的部位，需要進(jìn)行補(bǔ)壓或者局部返工處理，直至其復(fù)檢合格；（3）各層抽樣數(shù)量控制在50～100m3抽樣一個(gè)，每次抽樣不少于3個(gè)，抽樣點(diǎn)應(yīng)均勻分布。

通過采用進(jìn)占法倒料，減少載重量汽車在壩坡行車距離，避免回填土因受到剪應(yīng)力毀壞而發(fā)生質(zhì)量不合格。碾壓過程中出現(xiàn)漏壓、欠壓等情況，應(yīng)對(duì)其部位進(jìn)行補(bǔ)壓，補(bǔ)壓合格后再行施工。

3.4 雨季施工

（1）做好雨情氣象預(yù)報(bào)，盡量在雨前對(duì)松土層壓實(shí)，可采用平碾迅速壓實(shí)，壓實(shí)注意填筑面應(yīng)盡量平整，以防存水[5]。另外，大型機(jī)械設(shè)備應(yīng)該在雨前開出填筑面。

（2）做好填土面的保護(hù)，雨天或下完雨后不踩踏壩坡，禁止車輛通行。

（3）狹小場(chǎng)地可采用覆蓋塑料薄膜進(jìn)行防雨防水。

（4）雨后應(yīng)將填土層面進(jìn)行晾曬處理后再行復(fù)工。

（5）做好邊坡維護(hù)，避免雨水沖壞邊坡。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，本文以新集水庫(kù)均質(zhì)土壩填筑施工為例，介紹了施工準(zhǔn)備工作以及施工人力資源和機(jī)械設(shè)備資源的配置情況；并從土料開挖、土料鋪填、碾壓施工和雨季施工四個(gè)方面介紹了施工技術(shù)要點(diǎn)。實(shí)踐證明，該填筑施工技術(shù)的應(yīng)用達(dá)到了降低施工成本，縮短施工工期的目的。

隨著土石壩填筑技術(shù)的不斷發(fā)展，均質(zhì)土壩施工技術(shù)也將不斷革新，但是因其填筑工程量大、施工質(zhì)量影響因素多，如果對(duì)整個(gè)施工流程和施工技術(shù)掌握的不夠全面，勢(shì)必會(huì)影響工程建設(shè)的順利推進(jìn)，增加工程成本。因此，均質(zhì)土壩施工過程中，應(yīng)該結(jié)合實(shí)際工程情況，做好施工前期準(zhǔn)備，熟練掌握施工流程，并引進(jìn)新技術(shù)、新設(shè)備、新工藝，提高循環(huán)作業(yè)進(jìn)程，加快工程進(jìn)度，降低工程成本。