水庫大壩填筑建設管理探析

◎ 謝雄飛　深圳市大鵬半島水源工程管理處

水庫大壩填筑建設管理探析

◎ 謝雄飛深圳市大鵬半島水源工程管理處

在水利工程施工中，大壩填筑是一項重要的施工內容，對施工技術要求比較高。良好的填筑質量對大壩的使用年限和質量均有比較大的影響。基于此以實際工程為例，對水庫大壩的填筑建設管理進行探討。

水庫大壩 填筑建設管理 探討

1.工程概況

深圳市大鵬半島水源工程－東涌水庫工程主要工程包括：主壩、副壩、導流洞、溢洪道、管理房及上壩公路等。主壩全長為336.8m，壩頂高程56.1m，最大壩高56.00m，防浪墻頂高程為57.3m，壩底最大寬度292.3m，壩頂寬度6.0，壩型為堆石粘土心墻壩。

2.大壩填筑技術要求

2.1防滲心墻土料

（1）滲透系數＜1×10-5cm/s；（2）水溶量＜3%；（3）有機質量＜2%；（4）有較好的塑性和滲透穩定性；（5）浸水與失水時體積變化小；（6）用于填筑防滲體的礫石土，粒徑＞5mm的顆粒含量＜50%，最大粒徑＜150mm或鋪土厚度的2/3，0.075mm以下的顆粒含量＞15%。填筑時不得出現粗料集中架空現象。

2.2反濾料、過渡料、I類壩殼料

2.2.1反濾料

（1）質地致密，抗水性和抗風化性能滿足工程運用條件的要求；（2）具有要求的級配；（3）具有要求的透水性；（4）反濾料和排水體料中粒徑＜0.075的顆粒含量應＜5%；（5）反濾料和排水體料的顆粒級配根據設計文件的有關要求執行；（6）反濾料在加工生產過程中應隨機抽查檢測并及時調整級配。經檢驗合格后方可使用；（7）在挖裝和鋪筑過程中應防止反濾料顆粒分離，防止雜物及其它料物混入，反濾料宜在挖裝前灑水保持其濕潤狀態，以免顆粒分離；（8）反濾料的材質、級配、不均勻系數、含泥量及其鋪筑位置和有效寬度均應符合設計要求。

2.2.2過渡料

歷史就是最好見證。作為國內第一家以煤為原料、工藝技術全部從國外引進的高效復合肥生產企業天脊集團，與改革開放同行的奮斗歷史，贏得了國際合作者的稱贊。圖為澳大利亞合作者參觀“天脊引進、吸收、再創新”的發展進程。

（1）過渡層應具有協調相鄰兩側材料變形的功能；（2）過渡層應采用連續級配，最大粒徑＜4㎝，頂部水平寬度＞3.0m；（3）石料必須質地堅硬，其抗水性、抗凍性、抗壓強度及排水能力應滿足設計要求，嚴格控制細粒含量和含泥量不超過設計允許的范圍；（4）過渡層石料粒徑范圍為5～40㎜，含泥量≤5%。

2.2.3I類壩殼料

（1）I類壩殼料以土和砂粒為主夾雜強風化巖塊，壓實度98%，含水率偏差值控制在最優含水率的-2%～+3%；（2）I類壩殼料的顆粒級配符合圖1要求；（3）II類壩殼料以強風化和弱風化巖為主夾雜少量粘性土，相對密度＞75%。

3.水庫大壩填筑建設管理

3.1心墻料填筑施工管理

3.1.1調整土料天然含水率

圖1　I類料顆粒大小分布曲線圖

主壩防滲體的材料主要來自3#料場，隨著天氣的變化含水率也會變化。因此要選擇雨季前后的交替期進行主壩粘墻的填筑施工。為了防止土料含水率過大，需要使用以下幾種措施進行控制：（1）根據3#料場地形，使用大角度坡面開采的方式進行施工，對作業面上濕、下干的情況，可以對開采的干料和濕料進行混合進而達到調整含水率的目的。（2）為了降低在開挖過程中雨水滲透到山頂地面，需要在開挖工作面的山地坡面進行防排水工作，降低雨季料場的天然含水量。（3）為了保證粘土心墻土料的供應，在含水量較低的旱季，本項目建立了土料儲備場來儲存土料。遇到雨水量比較大的時期將濕土料和干土料進行混合后進行供料，保證心墻施工的正常開展。

3.1.2攤鋪土料時的施工管理

本工程使用進占法進行心墻土料的使用，每一次填筑厚度為30cm。設計松鋪系數為1.3，松鋪厚度要控制在40cm以內并進行定點測量，避免出現厚度超標的情況。進行心墻鋪土施工前要將控制邊線放出，完成鋪土施工后人工修整反濾料和心墻料的結合邊線。

碾壓交接帶時要保證碾壓痕跡之間相互搭接，順碾壓方向搭接的寬度要控制在1～1.5m，橫縫的搭接寬度要控制在0.3～0.5m以上。在干燥的天氣下施工時土層表面的水分很容易蒸發，所以在鋪料之前要用水濕潤壓實土表面，碾壓時為了防止橫向碾壓出現滲透通道，要順著壩體軸線的方向進行施工。

3.2反濾料填筑施工管理

反濾料處于心墻料下游側，水平寬度為1m可以起到良好的反濾效果。使用質地堅硬的材料作為反濾料，反濾料的抗壓強度、抗水性、排水能力等都要達到要求。材料含泥量和細骨料含量要控制設計值以內。設計反濾料的寬度為1m，邊坡坡度比為1∶0.2，壓實層松鋪厚度控制在40cm。完成心墻土料的填筑的施工后，立即進行反濾料的施工。使用改裝后的4t農用車輛運輸反濾料。為了保證卸料的寬度保持在1m以內，車箱尾部底板位置焊接是用來卸料的喇叭口。

3.3過渡料填筑質量的控制

本工程過濾料的寬度為2m,設計松鋪厚度為40cm，壓實厚度為30cm。反濾料施工后即可進行過濾料的填筑施工。過濾料在堆石和反濾料區之間，由于比較窄車輛無法行駛，所以要在堆石料填筑之前填筑過渡料，當填筑高度為1m時再填筑1m高的堆石料，隨后進行碾壓。在施工過程中要重點控制好填筑層的攤鋪厚度，每層的厚度要控制在30cm,進行碾壓時要從反濾料區錯縫橫向推到過渡料區進行騎縫碾壓，完成碾壓后取樣檢測，達到規定要求后即可進行下一層的施工。

3.4堆石料填筑質量的控制

堆石料在主壩上游，以死水位為界分為堆石Ⅰ和堆石Ⅱ，其填筑施工先完成堆石Ⅰ，填筑后接著上升填筑堆石Ⅱ。施工從上下游最低處開始。設計最大顆粒直徑為600mm，攤鋪厚度為80cm，攤鋪選用退占法進行施工。施工過程中，對于突出層面大石塊要將其擊碎或者挖出。初步攤鋪好的層面由于高低不平，巖石很容易對汽車輪胎造成破壞。所以先使用碎石鋪在表面，鋪設厚度為10cm，推土機攤鋪好后才可以進行碾壓施工。

3.5處理特殊位置

（1）對于反濾料和過渡料的交界面，要先將反濾料鋪好然后再將過度料鋪好，清除干凈交界面超過10cm的分離石料。使用臺階收坡法進行臨時斷面邊坡施工，在進行后續的回填施工時，使用反鏟挖除填筑層臺階松散料，清理不合格料。

（2）壩體和上壩路結合位置的處理。使用和壩體料區相同的材料進行填筑施工，嚴格按照規定要求進行施工。當壩體填筑上升覆蓋該路段時，路兩側的松渣采用反鏟分層挖除相應的填筑層，碾壓平料騎縫。對于壩體和壩區外側路段的接觸位置要等到此路段運輸任務完成后再使用反鏟將其挖除，進行整理和松渣并根據壩后干砌塊的要求進行塊石護坡的砌筑，對于心墻部分保護層上部接近道路的位置，要在心墻填筑復工之前清理干凈。

（3）壩內斜坡道路。在壩體臨時斷面不斷升高的情況下，壩體的上游和下游會形成斜坡運輸道路。按照10～15%設置壩內斜坡道路，使用與壩區石料相同的道路填筑材料進行施工，根據品種料的要求進行施工。壩體對上升覆蓋壩中臨時斜坡進行填筑時，使用反鏟把斜坡道路兩旁的松散石料挖到同一層面上并和此層填料一起進行碾壓。

4.結論

綜上所述，在進行水庫大壩填筑施工時要做好管理工作，盡可能采用科學的管理技術和方法。由于水庫大壩的施工流程比較復雜，因此要嚴格按照技術做好管理工作并注意各個施工設備之間的配合，認真分析各方面因素，合理地組合設備機，保證工程的施工質量達到要求，本工程通過采用科學的管理措施保證了管理質量，取得了良好的施工效果。

[1]李仕奇,劉瓊芳,晉國輝.糯扎渡水電站高心墻堆石壩施工技術[J].水力發電,2010(01):11-13.

[2]牛繼前.混凝土面板堆石壩壩體填筑施工工藝探討[J].中國水運,2006(08):106-107.

[3]湯用泉,王維忠.振沖加密砂礫石基礎筑壩工藝[J].水利水電工程設計,2011(01):21-22.