淺談深圳市公明供水調蓄工程土壩碾壓施工

劉任遠 王 虹

(深圳市水務工程建設管理中心,廣東深圳 518000)

1 工程概況

公明供水調蓄工程位于廣東省深圳市光明新區。工程主要由公明水庫擴建、鵝頸水庫—公明水庫連通隧洞、公明水庫至石巖水庫供水工程以及白花引水改造工程四部分組成。工程建設內容包括:6座土壩,壩頂寬8m,最大壩高54m,總壩長為4.28km,1號、3號、6號壩采用均質土壩,2號、5號壩采用分區壩,4號壩采用黏土心墻壩,以及連通鵝頸水庫與公明水庫隧洞 (洞內徑3.6m,輸水能力136萬m3/d,長4.66km)、連通公明水庫與石巖水庫隧洞 (洞內徑3.4m,輸水能力88.5萬m3/d,長6.06km)。公明水庫集雨面積11.77km2,總庫容1.48億m3,正常庫容1.42億m3,校核洪水位60.58m,正常水位59.70m,死水位26.50m。工程總工期42個月。工程所處地區為熱帶海洋性季風氣候區,夏季長,雨量豐沛,產流量大,濕度高且臺風頻繁。根據流域內雨量站資料,多年平均降雨量1582.9mm,導致區內土料含水量大,為土壩施工造成不便。

2 工程實施

2.1 料場、填筑面情況及存在問題

公明供水調蓄工程建成后水域面積達到6km2,所以在滿足設計要求的情況下,料場選擇盡量在庫區淹沒范圍內,以滿足運距短、開采方便的要求。1號壩為黏土均質壩,使用料場為13號料場,料場面積6.85萬m2,開采區多位于正常蓄水位以下,以黏土料為主。

2008年10月30日,1號壩正式開工,但由于存在大量的征地問題,基坑開挖后直到2009年5月才正式開始填筑。

建設單位對料場及填筑面地下水位、含水率、干密度進行檢測。檢測結果13號料場的平均含水率為 26.7%。上游壩身填土的平均含水率為25.3%。截水槽平均含水率為25.3%。平均地下水位32.80m。根據地質補充資料、土工試驗成果及設計圖紙要求,13號料場土料的塑限為26.3%,塑性指數17.2,最優含水率為19.5%,壩體填筑土料含水量應控制在17.5%～22.5%,截水槽內填筑土料含水量必須小于最優含水率的1%～2%。因此,料場的土料不適合直接填筑。填筑前必須先降低含水率,另外,截水槽及上游填筑面含水率也高于設計要求。考慮壩體抗滑穩定性及沉降穩定的統一性,也不能直接填土,必須首先做好土料翻曬和基坑的降水工作,才能夠進行土壩填筑。

2.2 質量控制體系

鑒于以上情況,業主連同監理、設計、施工單位共同制定了土壩填筑質量管理體制。

(1)監理部安排專業質量檢查人員和監督人員,其中專業質量監督人員必須全施工過程跟班作業,并做好有關質量記錄。

(2)施工單位項目部主要分部工程施工期間,安排相關技術人員跟班,試驗員、測量員、技術員必須旁站,每個人按照自己的職責范圍做好相關檢查和記錄。

(3)為保證填方材料的標準,安排專門的技術人員負責在取料場對開采土料的監督檢查,不合格的土料禁止進入填筑現場。

(4)對各種檢測設備應定期檢查,尤其是使用頻率較大的測量設備和密實度檢測設備組織委外校驗。

2.3 優化施工工藝

2009年5月1號壩正式開始填筑,此時深圳已進入汛期,降雨頻次較高、降雨量較大,且大壩基坑由于地勢最低導致壩基含水量居高不下,進一步加重了施工的難度,但是為了保證施工質量、確保按合同工期完成生產任務采取了以下措施。

2.3.1 料場控制

由于深圳地區屬于熱帶海洋性氣候,雨季具有時間長、雨量大、頻次高的特點,造成料場的含水量特點是變化較大、不易控制,為了有效地控制上壩土料的含水量,在施工過程中對料場采用以下方法進行控制。

(1)加強對料場的監測工作,對料場分塊進行監測,及時掌握料場的含水量變化情況,為合格土料及時上壩掌握第一手資料。

(2)加強料場周邊的降排水工作,圍繞料場周圍挖掘排水溝,及時將積水排走,避免浸泡土料。

(3)對料場周邊的小水庫、魚塘進行放空處理,對于已剝離覆蓋層但暫時未用的料場,盡可能進行表面壓實,避免降雨時積水,抬高土料含水量。

(4)視天氣情況,利用雨季間歇晴天及時翻曬含水量較低的土料,然后堆筑“土牛”表面抹光,在降雨時用彩條布加以覆蓋,避免降雨后土料含水量反彈。

2.3.2 作業面控制

(1)做好作業面降排水工作,尤其在地勢較低的壩體截水槽周邊挖掘截水溝避免周圍面流匯聚到壩體截水槽位置,并且在截水槽周邊布置降水井點,降低截水槽位置地下水高程,降低截水槽作業面土體含水量。

(2)做好施工人員和機械的準備工作,在施工過程中合理安排機械設備,做到在降雨間隙的填筑工作能夠及時高效地進行。

(3)在天晴時基面驗收合格后,及時上土,做到上一層碾一層,并在降雨前將壩面鋪土壓成光面,做成緩坡,在降雨時能夠及時排水,對于未碾壓的松土及時覆蓋。

(4)雨后復工,對于表面受到雨水浸泡的10cm左右進行剝除,并進行壓實度檢測 (表1),檢測合格后對已經完成的填筑面刨毛以利于新舊面之間的結合,截水槽與岸坡結合帶碾壓搭接寬度不小于1m。填土含水率要調至施工含水率允許范圍內,選用輕型機械薄層壓實,避免漏壓或欠壓,保證工程質量。

表1 壓實度取樣檢測統計表

3 結語

公明供水調蓄工程1號壩目前已經按期完工,在施工過程中經過業主、監理、質量監督部門分層多次抽檢,各單元工程均達到優良水平,在實施過程中,建設單位能夠充分考慮當地實際環境情況,做好料場和作業面控制,及時降低了土料含水率,并且試驗單位能夠常駐施工現場,對土料及填筑層及時準確的進行檢測,保證了工程的質量和進度要求,施工單位也得到了較好的經濟效益。