水庫工程中壩體加寬培厚的施工技術

陳 輝

（新疆昌源水務集團有限公司 新疆 烏魯木齊 830000）

當前，我國有相當一部分地區的水庫工程由于建設時間比較早，在長期使用過程中，一部分組成構件出現了嚴重的問題，再加上維修工作不到位，導致壩體出現了各種各樣的問題。為了保證大壩的正常使用，將一些潛在的安全隱患消除，需要對大壩壩體進行加厚和加寬處理，從而使水庫的調蓄能力得以恢復，保證水庫的灌溉能力，將水庫的作用充分發揮出來。本文以實際工程為例，對水庫工程壩體加寬培厚的施工技術進行分析探討。

1 案例介紹

峽口水電站位于阿勒泰地區富蘊縣境內的烏倫古詞中游河段上。地理坐標：東經88°50'，北緯46°21'，距上游薩爾鐵列克水電站18km，距下游喀拉布勒根鄉16km，距富蘊縣城117km，本工程是以灌溉為主，結合發電的水利樞紐工程。在長期的使用下，壩體出現了一些低密度區，再加上壩體的碾壓夯實的均勻性差，對水庫運行的安全性造成了影響。為了保證壩體質量達到使用需求，決定對大壩進行加寬、加厚。

2 工程地質情況

（1）區域地質。該區地貌為剝蝕構造，低山地形，海拔760m～880m，河谷寬約200m，局部寬達500m，局部發育于I級、II級階地，III級階地發育比高為5m-6m、10m-14m、90m。

（2）峽口電站工程地質條件。出露地層為中泥盆統托讓格庫都克二亞細（D2T）巖性為凝灰巖、輝石、安山巖、玢巖、少量的玄武玢巖等。第三系（上新統昌河組）（N2DJ）主要為紫紅、粉紅砂巖、礫巖、泥巖互相相交沉積（互層）。第四系全新統沖積層主要分布在河床上，厚2.80m-5.30m。

（3）勻地質構造。區內主要受烏倫古河大斷裂的影響，節理裂隙發育，表層巖石破碎較嚴重，全強風化厚度5m-6m，在壩上游600m處有規模較小的斷層，破碎最寬可達20m，其產狀為314°/SW（60°），為壓紐性斷層，因河床陡直，卸荷裂隙發育存在局部的不穩定性。廠房位于沖溝的出口處，覆蓋層淺僅為4m-5m，覆蓋層主要系第四系的沖洪積、坡積混雜堆積，碎石土層夾碎石層，基巖系泥盆系數的凝灰巖，致密堅硬。廠房地段未發現斷裂穿過，亦無其它大的非連續結構面，工程地質條件良好。

3 大壩的問題所在

（1）由于大壩已經建成很長時間、多年沒有被修整過、常年受到雨水的侵蝕，極大的損壞了坡面排水溝，各種類型的沖溝分布在表面。此外兩側的陡崖上有坍塌的情況，兩座大小不同的山坡也由此形成，極大的損壞了背水坡面的穩定性，壩體原本的坡面整齊規則被破壞，原本排水比較流暢的地貌也不見了。

（2）由于大壩的性質是土質的，當時構筑的時候出現土質不均勻的情況，進行施工時機械設備的條件又不能滿足實際需求，所以壩體的空隙比值相對較大，導致壩體的干密度較低，滲透穩定性較差。

（3）由于風浪經常侵蝕上游壩坡及水庫岸坡，再加上長時間的使用水庫內的鉛絲籠、混凝土板等，很多東西原本的功能已經喪失了。

（4）在重力墩和大壩右壩肩拱端結合位置7.5m左右的位置出現了一個貫穿壩體上游和下游的裂縫，裂縫的寬度為0.18cm。裂縫主要是因為氣候因素造成的，并沒有伸入到下部的重力墩中，重力墩和裂縫周圍的壩體沒有出現異常情況。所以，裂縫并不是因為地基發生變形造成的，如圖1所示。

圖1 貫穿性裂縫示意圖

4 大壩加寬培厚施工方案的研究

影響工程施工方式的因素很多，如工程施工成本、工期、現場地形等，這些因素決定了工程施工大多以大型機械為主，少量人工進行輔助。

（1）工程的作用有很多種，如提供建設施工臨時用的道路、將水庫內雜草和腐殖土清理干凈、運輸土料、測量放線、壓實施工、施工監測、修整坡面、清理施工現場等。因為地形環境及氣候條件等因素會在很大程度上影響施工過程，上述的工作是無法使用人力或者小型機械無法完成的，不能保證工程的順利竣工。

（2）施工放線、土料運輸、壓實、監測是工程的重點項目。如果工程全部利用耕地作為土料，那么花費的成本就會很大，因此要重新選擇土源。由于大壩東側的坡地是工程要開挖的溢洪道，根據實際的勘測可知，這塊區域地下6m是一般性的素土，但是開挖溢洪道需要取出土方的量是2萬m3，因此，將大壩加固的土源選擇為開挖溢洪道取出的土方，如此土方的問題就得到了妥善的解決。

（3）坡比放線和樁位放線是工程測量放線的關鍵。開展壓實工作前，需要把土料攤平再進行人工修整，保證均勻的鋪設料層，合理搭配新舊土層，再檢測土層的厚度，最后進行壓實工作。

（4）專業人員檢測施工現場的水量及干容量，只有測定的結果合格才能進行下一步工作，如果檢測結果不合格要檢測原因并采取措施進行處理。

（5）用人工整修坡面，同時輔之以機械，坡面的放線工作一定要做好，為了保證坡比和坡面的平順度需要做成網格線的形式。

（6）對于壩體右側壩肩出現的貫穿性裂縫以及出現的滲水情況，要使用補強灌漿的方式來對壩體進行補強。使用反壓灌漿的方式處理壩下游面的滲水點。使用P.O42.5的水泥作為灌漿材料。采用現場試驗的方式確定漿液的濃度。

5 施工流程和技術

通過分析壩體存在的問題，施工的流程可分為以下：鋪設臨時道路、處理土料、測量放線、清理坡面、壓實土層工作。

5.1 鋪設臨時道路

結合水庫的具體實際地形和大壩的土料選擇情況，鋪設臨時道路時，大壩右肩外一料場可以作為主結合部分選擇的土料，大壩右肩是下壩臨時主道路，料場與主道鏈接，不僅縮短了運土的距離，還可以充分利用大壩右肩土崖高差較低的優勢，地形呈臺階狀，進行道路修建時土方的挖運量少，控制坡比和路面的寬度較容易。根據施工機械的動力和外形尺寸，控制坡比的度數為小于豎直角30°，路面的寬度大于3.5m。施工現場運輸機械的路線確定為625平臺以下坡面進行運土，修建道路要用下壩主道和壩后，取土可以從料場和溢洪道下段進行；在625平臺以上到662坡面范圍內，料源主要是大壩右肩料場和溢洪道上段提供的，載重車經過料場從西向東給現場運料，但是主要是沿壩軸線方向進行。上述布置從工程施工費用和運輸安全的角度分析，以上操作是可行的。

5.2 處理土料工作

將土料中夾雜的石塊、樹枝和腐殖土清理干凈,確保土料的含水量、顆粒級配等與設計要求相匹配，土料的含水量必須在上壩前進行測定。如果土料的含水量過大，等天氣好的時候用攤料、機械翻料等方法晾曬；如果碰到雨雪天氣，要覆蓋好拌好的土料，盡量使土料的含水量與設計要求保持一致。

5.3 測量放線工作

高程及限位控制樁必須設置好，這些位置的選擇必須保證能夠長久保存，機械設備碰不到，方便引測。根據現場實際情況設置水準點，應該選擇背水坡坡腳沿坡面每垂直高約4m的地方。為了準確的將高程引測到現場臨時水準點，采用閉合法，但是由于施工現場的情況比較多變，必須事先將坡比樁設置在填土區左右側。為了保證坡比線不被施工土料掩埋，與設計高程相比，需要將坡比樁上的高程統一抬高50cm，這樣也有利于檢查校核坡比線。進行具體施工工作時，需要拴四排坡比線，但是需要遵守從右向左的順序，坡比線上最少要掛兩排呈網格狀的水平線，填土坡比及高程可以得到很好的控制。625平臺和662平臺內外邊線的設置，需要選擇坡面左右側地勢較高、通視的地方，同時將平臺高程引測到邊線樁上，施工時機械受其他因素的影響被大大減少。

5.4 清理坡面

清理壩體原來坡面的雜草、樹枝及腐殖土。利用機械進行處理，處理的厚度是40cm左右，處理的地方要達到原坡面堅實的土層上，用機械刨毛被清理后的土面，使新填的土與原來的坡面更加緊密的銜接，用機器運走清理完的全部土料。

5.5 土層壓實工作

將土鋪設在大壩反濾體砂石面上，鋪土的厚度要小于40cm。遵照相關的設計標準，利用木樁厚度線（必須是事先測定好的）把它打成網格，再修正其厚度。碾壓工作是用15T的壓路機進行，對樹枝和雜質的碾壓需要從里向外進行，夯實死角地方，然后化驗員進行取樣測定干容重，符號要求后才能進行下一步工作。進行新土料鋪上之前，采用刨毛的方法，用裝載機處理層層之間的粘結。開展壓實工作中，檢察員需要檢查坡比，在結束壓實3層的工作后掛線檢查。如果有跑線情況的出現，誤差的糾正需要機械和人力協助完成。在施工過程中需要科學的組織管理，施工人員的責任心需要被強化，及時采取各種措施處理異常情況，盡最大努力將施工的進度提高到最快，實現最大的經濟效益。

6 結論

峽口水庫工程壩體加寬加厚主要使用大型機械設備來進行施工，同時安排工作人員進行輔助施工。通過使用大型機械設備來機械施工，有效提高了施工進度，使工程質量達到設計要求。通過合理的對土料進行調配，對工期進行周密的安排，使施工效率顯著提升，降低了工程的施工成本，具有一定的借鑒參考價值。※

[1]王金河.小型病險水庫大壩除險加固問題分析[J].黑龍江科技信息,2011（9）.

[2]王小毛，徐麟祥，廖仁強.三峽工程大壩設計[J].中國工程科學,2011（07）:70-77.

[3]魏清民,邊峰,延虎忠.論陜西省甘泉縣雨岔水庫溢洪道除險加固工程的施工質量控制[J].北京農業,2011,（03）:74-75.