夏布里克水庫除險(xiǎn)加固工程大壩施工設(shè)計(jì)

黃婭婷

夏布里克水庫除險(xiǎn)加固工程大壩施工設(shè)計(jì)

黃婭婷

(巴州水利水電勘測設(shè)計(jì)院 新疆庫爾勒 841000)

本文以新疆夏布里克水庫為例，敘述了水庫大壩壩體施工設(shè)計(jì)、護(hù)坡施工設(shè)計(jì)與壩頂施工設(shè)計(jì)，希望能夠?yàn)轭愃扑畮斓某U(xiǎn)加固工程設(shè)計(jì)起到參考作用。

夏布里克水庫 均質(zhì)土壩 除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)

1 工程概況

夏布里克水庫是新疆尉犁縣墩闊坦鄉(xiāng)的一座引水注入式平原水庫，主要從塔里木河下游支流—烏斯?jié)M河引水，水庫建于1976年，總庫容350萬m3，主要為墩闊坦鄉(xiāng)5萬畝耕地進(jìn)行補(bǔ)充灌溉用水。該水庫屬Ⅳ等小(1)型平原水庫，主要建筑物為4級(jí)，次要建筑物為5級(jí)。

2 大壩壩體填筑

夏布里克水庫大壩采用挖掘機(jī)及鏟車將原壩體表面按設(shè)計(jì)坡度挖除，挖除的廢料可運(yùn)至壩后低洼地回填壓實(shí)。壩坡削坡后，采用斜坡碾進(jìn)行碾壓。壩頂揭除后，應(yīng)加強(qiáng)表層養(yǎng)護(hù)工作，防止暴曬、雨淋。隨著新填筑體的上升，逐層對(duì)原壩體進(jìn)行刨毛灑水，改善與新填土體的結(jié)合條件。

土方填筑在開挖和基礎(chǔ)準(zhǔn)備完成后進(jìn)行，填筑從最低處開始，分層鋪料、夯實(shí)。土石方填筑施工的總原則是：為了水庫正常運(yùn)行，確保壩體安全，施工中必須遵守分段施工、先填后削原則，即壩體削坡分段實(shí)施，在前一段削坡段未培厚前，不能進(jìn)行下一段的削坡。壩前護(hù)坡施工過程中，必須壩體填方完成后進(jìn)行，護(hù)坡削一段護(hù)砌一段，無力護(hù)砌就不要削坡。

壩體土方填筑前應(yīng)首先人工清除壩前坡虛土、雜草、草根等，然后對(duì)表層碾壓，并挖試坑取樣，干容重試驗(yàn)合格后進(jìn)行壩體填筑。壩體填筑前應(yīng)做碾壓試驗(yàn)確定碾壓參數(shù)，填方應(yīng)用機(jī)械施工，挖掘機(jī)挖裝土，8t自卸汽車運(yùn)至工作面，鏟車推平，人工輔助修整到試驗(yàn)層厚，厚度應(yīng)均勻，碾壓方向平行壩軸線方向進(jìn)行，碾跡搭壓寬度不小于0.3～0.5m。

(1)上壩土料設(shè)計(jì)指標(biāo)：

土料：壓實(shí)度≥96%、土塊粒徑≤5cm，水溶鹽含量≤3%，有機(jī)物含量≤2%。

(2)土料施工

土料壩面施工基本作業(yè)包括卸料，平料，壓實(shí)及質(zhì)量檢查，輔助作業(yè)包括灑水刨毛、清理壩面、接縫處理等。

1)土料鋪填：為防止已壓實(shí)合格土料不產(chǎn)生剪切破壞，應(yīng)采用鏟車配合自御汽車進(jìn)占法鋪料，鋪料厚度在30cm以內(nèi)，厚度應(yīng)均勻，嚴(yán)禁后退法卸料。與岸坡結(jié)合處2.0m范圍用人工夯或蛙式打夯機(jī)分層夯實(shí)每層厚度不大于15cm。

2)土料壓實(shí)：采用140型推土機(jī)拖13.5t凸塊振動(dòng)碾進(jìn)退錯(cuò)距法壓實(shí)，碾壓遍數(shù)6～8遍，碾壓方向平行壩軸線方向進(jìn)行，碾跡搭壓寬度不小于0.3～0.5m，碾壓速度1～2檔車速。

3)層間施工：進(jìn)行下一層施工時(shí)，需對(duì)上一層進(jìn)行刨毛，并清除殘留硬塊，上料前需對(duì)毛面進(jìn)行撒水處理。

4)接合部位的施工：

①鋪筑第一層土料前應(yīng)將表層含水量調(diào)節(jié)至施工含水量上限用振動(dòng)碾壓實(shí)，第一層土用輕型機(jī)具壓實(shí)，鋪土厚度應(yīng)減薄到20cm以內(nèi)。

②為確保土料設(shè)計(jì)斷面，應(yīng)將土料斷面上、下游兩側(cè)分別加寬30cm。

③土料與混凝土剛性建筑物接合處理：填筑前，必須先人工清除混凝土表面的粉沫、乳皮，并用濃泥漿涂刷混凝土表面，邊涂刷邊填土，再用木榔頭人工夯實(shí)接合部位，其填筑土料粘粒含量應(yīng)大于30%(建筑物周邊厚度不小于0.5m)，邊涂刷邊填土邊夯實(shí)。

④土料橫向接縫的接合坡度不應(yīng)陡于1:3，接縫應(yīng)逐層削至合格層，施工時(shí)需將結(jié)合面刨毛灑水后施工。

(3)壩體填筑質(zhì)量檢查

在壩面作業(yè)中，應(yīng)對(duì)鋪土厚度、含水量、壓實(shí)后的干容重等進(jìn)行檢查，對(duì)壩殼砂礫料還應(yīng)檢查相對(duì)緊密度。土料采用環(huán)刀法測定干容重，對(duì)砂礫料用灌砂法測定干容重。

邊角及結(jié)合部位的夯實(shí)部分每層取樣2～3次，碾壓部位每150m3取樣一次，檢測項(xiàng)目：干密度、含水量，并做結(jié)合層描述。

砂礫料每300m3檢查一次，且每層至少一次，檢測項(xiàng)目：干密度、顆粒級(jí)配、含泥量，并用相對(duì)密度校核。

土料取樣：同一試坑應(yīng)在該層底部和上部各取一個(gè)試樣。

壩殼砂礫料試坑直徑50～60cm，試坑深度不小于40cm，應(yīng)挖至下層10cm。

(4)特殊條件下的施工控制

1)雨季土壩壓實(shí)施工控制：在降雨時(shí)壩上應(yīng)停止土料填筑。雨前采用振動(dòng)平碾壓實(shí)封閉壩面以利排水，為便于排走雨水壩面應(yīng)略向上游傾斜。為使雨后盡快上土，可將心墻壩段用雨布履蓋，雨后去蓋稍加晾曬即可復(fù)工。

2)因某些原因停工較長時(shí)間的工作面施工

應(yīng)清除表面干土至含水適宜土層，對(duì)土層進(jìn)行刨毛撒水碾壓，并取樣檢查，合格后再按正常施工工序施工。

3 大壩護(hù)坡施工

壩前護(hù)坡施工包括土工膜施工、防凍層施工、壩面防浪護(hù)坡施工。

3.1復(fù)合土工膜的施工

(1)土工膜不允許有針眼、疵點(diǎn)和厚薄不均勻；不允許使用有裂口、孔洞、裂紋或退化變質(zhì)等問題的材料。

(2)運(yùn)輸及儲(chǔ)運(yùn)

1)土工膜以卷材包裝，必須貼有標(biāo)簽，標(biāo)明該膜的制造廠名稱、制造號(hào)(或組裝號(hào))、類型、厚度、尺寸及重量。并應(yīng)附有專門的裝卸和使用說明書。

2)土工合成材料運(yùn)輸過程中和運(yùn)抵工地后應(yīng)妥為保存，避免日曬，防止粘結(jié)成塊，并應(yīng)將其儲(chǔ)存在不受損害和方便使用的地方，盡量減少裝卸次數(shù)。

(3)拼接

1)土工膜的拼接方式及搭接長度應(yīng)滿足土工膜拼接的拼接要求，土工膜的拼接可采用粘接或熱熔焊接。

2)土工膜的接頭施工前應(yīng)先作工藝試驗(yàn)。進(jìn)行粘接劑比較、粘接后的抗拉強(qiáng)度、延伸率以及施工工藝等試驗(yàn)；若熱熔焊接采用方式，則應(yīng)進(jìn)行焊接設(shè)備、焊接溫度、焊接速度以及施工工藝等試驗(yàn)。

(4)鋪設(shè)

1)土工膜鋪設(shè)前，應(yīng)通過基礎(chǔ)錨固槽開挖的驗(yàn)收、完成壩坡防滑槽的開挖及壩坡坡面的清理工作。基礎(chǔ)錨固槽的斷面開挖尺寸，應(yīng)符合施工圖紙要求。

2)鋪設(shè)面上應(yīng)清除一切樹根、雜草和尖石，保證鋪設(shè)砂礫石墊層面平整，不允許出現(xiàn)凸出及凹陷的部位。不得直接在土工膜上卸放混凝土護(hù)坡塊體，嚴(yán)禁一切可能引起土工合成材料損壞的施工作業(yè)。

3)為防止大風(fēng)吹損，在鋪設(shè)期間所有的土工合成材料均應(yīng)用沙袋或軟性重物壓住，直至保護(hù)層施工完為止。

3.2砂礫石防凍層施工

(1)土工合成材料完成拼接和鋪設(shè)后，應(yīng)及時(shí)回填覆蓋，當(dāng)回填的覆蓋層層厚大于30cm時(shí)，才能允許采用輕型碾壓實(shí)，不得使用重型或振動(dòng)碾壓實(shí)。

(2)砂礫石墊層回填時(shí)土石塊的最大落高不得大于30cm。應(yīng)采取有效措施防止大石塊在坡面上滾滑，以及防止機(jī)械搬運(yùn)損傷已鋪設(shè)完成的土工膜，同時(shí)砂礫石的施工，應(yīng)從壩體底部開始，防止砂礫料大小顆粒分離。

3.3壩面砼板施工

前后壩坡加高培厚后即可進(jìn)行壩面混凝土板的施工，混凝土護(hù)坡所用混凝土由拌合站拌制，按《水工混凝土施工技術(shù)規(guī)范》的要求進(jìn)行拌制；8t自卸汽車運(yùn)至壩頂，經(jīng)緩降筒送至施工點(diǎn)，以防混凝土離析。混凝土攪拌設(shè)備采用移動(dòng)式0.4m3CJG400拌和機(jī)，混凝土骨料由自卸汽車自料廠運(yùn)輸至拌和站，自卸汽車將拌好的成品混凝土運(yùn)至施工用料點(diǎn)。

護(hù)坡采用C20F200現(xiàn)澆混凝土板，混凝土板規(guī)格為3.0×3.0×0.15m，分縫寬度20mm，分縫內(nèi)部采用高壓閉孔板嵌縫。為便于護(hù)坡底下的水體排出，在死水位以下1.0m至正常蓄水位之間的面板上水平設(shè)置φ100 PVC排水管。PVC管伸入砂礫石防凍墊層0.3m，管壁鑿孔，開孔率不小于20%，并外包無紡布。混凝土面板每塊板上的排水孔由下而上逐漸減少，由最下面一排每塊板上4個(gè)排水孔至正常蓄水位每塊板2個(gè)排水孔。混凝土板下設(shè)0.6m厚的砂礫石防凍墊層，墊層下鋪設(shè)復(fù)合土工膜防滲。

澆筑壩面混凝土板時(shí)宜采用跳倉法，混凝土塌落度應(yīng)根據(jù)試驗(yàn)確定，不宜過大，以防止砼在斜面上滑動(dòng)。人工平倉后，采用4kw振動(dòng)板振搗密實(shí)。面板混凝土施工中應(yīng)注意事項(xiàng)：

(1)混凝土要滿足施工工藝要求，控制好水灰比、坍落度，運(yùn)輸過程中避免發(fā)生分離、漏漿、嚴(yán)重泌水，盡量減少周轉(zhuǎn)次數(shù)。

(2)面板澆筑應(yīng)一次到頂，不留施工冷縫。由于面板厚度只有15cm，因此一定要控制好墊層坡面的平整性，應(yīng)對(duì)墊層坡面布置3×3m網(wǎng)格平整度測量，其偏差不得超過面板設(shè)計(jì)線2cm。

(3)模板采用木模板或組合鋼模板，其分塊長度應(yīng)便于在斜坡上安裝和拆卸。面板選用4.0kw的平板振動(dòng)器振搗，特別注意靠近模板處的砼也應(yīng)振搗密實(shí)。

(4)脫模后的砼應(yīng)及時(shí)修整和保護(hù)。混凝土初凝后，應(yīng)及時(shí)鋪蓋草袋等隔熱、保溫用品，并及時(shí)灑水養(yǎng)護(hù)，宜連續(xù)養(yǎng)護(hù)至水庫蓄水為止。

4 壩頂工程施工

壩頂包括防浪墻、路沿石和泥結(jié)石路面。放浪墻采用防浪墻墻高1.0m，厚20cm，呈L型，墻體埋深0.9m。防浪墻混凝土強(qiáng)度等級(jí)及抗凍等級(jí)為C25F200，每6.0m長留一條伸縮縫，縫寬2cm，采用高壓閉孔板填縫。路肩石采用C20F200預(yù)制混凝土塊，尺寸按照設(shè)計(jì)要求；基礎(chǔ)夯實(shí)后，人工砌制，伸縮縫寬2.0cm，采用1:2水泥砂漿勾縫。

整平壩頂及上壩道路整修路面，達(dá)到設(shè)計(jì)高程；自卸汽車卸料，人工鋪料后進(jìn)行碾壓，壓路機(jī)壓實(shí)后方可通車。

5 結(jié)束語

通過除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)，夏布里克水庫大壩的壩基防滲、上游護(hù)坡、壩體防滲等符合規(guī)范要求；水庫壩體內(nèi)的浸潤線高度得到降低，上、下游壩坡的抗滑穩(wěn)定性和滲流也滿足規(guī)范要求；在穩(wěn)定滲流期，上、下游壩坡的抗滑穩(wěn)定性也滿足要求。

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1672-2469(2014)06-0087-02

10.3969/j.issn.1672-2469.2014.06.028

黃婭婷（1980年—）女，漢，工程師。