紅豆峽水庫料源規劃及壩體填筑施工工藝

趙秀改

（山西省水利水電勘測設計研究院有限公司，山西 太原 030024）

1 工程概況

紅豆峽水庫位于壺關縣東南部的橋上鄉紅底村北約1.3 km 的紅底河上。樞紐工程由大壩、導流泄洪洞、供水管組成。水庫總庫容122.2 萬m3，最大壩高51.0 m，屬小（一）型Ⅳ等工程，主要建筑物級別為4 級。混凝土面板堆石壩長182.0 m，壩頂寬8.0 m，壩頂高程976.0 m，上游壩坡為1∶1.4，下游壩坡為1∶1.8。壩頂防浪墻頂高程977.2 m。

2 壩體分區及填筑料特性

2.1 壩體分區

壩址位于太行山大峽谷景區，壩址周邊無合適的棄渣場，為減少棄渣量，充分利用開挖料筑壩，將下游壩坡放緩至1∶1.8，可把大壩基礎和導流泄洪洞開挖料填筑在壩體下游相對干燥的區域，在壩體上游側過渡層下游和下游水位以下壩體內設主堆石區，以利壩體排水，剩余的渣料填筑在壩體下游坡腳。壩體填料分區，自上游向下游依次為上游蓋重區4.74 萬m3、混凝土邊墻0.74 萬m3、墊層料區3.15 萬m3、過渡料區4.09 萬m3、主堆石區14.83 萬m3、下游堆石區18.95 萬m3、開挖料填筑區2.66 萬m3及下游壩面干砌石料0.69 萬m3。

2.2 填筑料特性

墊層料。墊層料最大粒徑80 mm，小于5 mm 的粒徑含量35%～50%，小于0.075 mm 的粒徑含量不大于6%，且級配連續。填筑相對密度不小于0.75，含泥量低于6%。

過渡料。細堆石料最大粒徑300 mm，填筑孔隙率不大于20%，且級配連續。

主堆石料。粗堆石料，最大粒徑800 mm，小于5 mm 的顆粒含量不大于20%，小于0.075 mm 的顆粒含量不大于5%，填筑孔隙率不大于22%。

下游堆石區。最大粒徑800 mm，小于5 mm 的顆粒含量不大于30%，小于0.075 mm 的顆粒含量不大于8%，填筑相對密度不小于0.85。

3 料源規劃

面板堆石壩能否快速施工、縮短工期，其關鍵因素在于能否實現高強度的填筑堆石體，這就要求必須做好料場規劃，滿足供料強度。

3.1 料場選擇原則

一是充分合理地利用樞紐附近的當地材料，實現合理開采，均衡供料，滿足高強度筑壩的需要。二是料場的質量和數量應滿足設計要求。堆石料料場開采量與壩體填筑量的比值為1.2 ～1.5。三是就近取料，選擇運距較短、儲量較大和便于開采的料場。四是不占或少占耕地，保護環境，維護生態平衡。五是挖填平衡，優先充分利用符合設計要求的建筑物開挖料，并力求開挖與壩體填筑平衡，減少棄渣對環境的影響。六是對于墊層料、過渡料等有特殊級配要求的壩料，可分別設置專業料場，以便開采、加工、運輸和存放。

3.2 壩料利用

在料場規劃中，必須在質量、數量、時間、空間上對料源和壩體填筑部位進行統籌規劃，綜合平衡，既要保證壩體填筑進度的需要，又要滿足壩體各區對石料質量的不同要求，以確保壩體填筑質量，同時盡可能減少壩料中轉、暫存，提高直接上壩率，盡可能縮短運距，充分利用建筑物開挖料，提高有效挖方的利用率，以獲得最大經濟效益。

墊層料。選用上游庫區石料場，新鮮的灰巖、白云質灰巖加工料。

過渡料。選用上游庫區石料場石料。直接采用爆破技術進行開采，控制級配。

主堆石料。選用上游庫區石料場開采。利用微弱及新鮮灰巖、白云質灰巖料。石料開采采用臺階爆破法施工，爆破方法采用深孔梯段松動爆破。當有超徑石時，可采用鉆孔爆破法或機械破碎法，在料場解小。

下游堆石區。利用導流泄洪洞、大壩岸坡及基礎開挖石料、壩基及岸坡覆蓋層開挖有用料。石料開挖時采用深孔梯段松動爆破施工，控制壩料的粒徑。

開挖料填筑區。利用壩體填筑以后剩余的全部開挖料，填筑在壩體下游壩腳處。

4 大壩填筑施工

面板壩堆石壩分為墊層區、過渡區、主堆石區和下游堆石區。墊層料、過渡料須和主堆石平起施工，均衡上升，為使過渡區和堆石區和堆石區有良好的搭接，保持上游壩面平起填筑。墊層區、過渡區、堆石區的鋪料順序為從上游往下游鋪料，先填主堆石，再填過渡料，最后填墊層料。允許墊層料占壓過渡區、過渡料占壓堆石區，但不允許過渡料占壓墊層區、堆石區占壓過渡區。

4.1 堆石料填筑

堆石料由自卸汽車運至壩面填筑區后，采用進占法鋪料，推土機平倉，以便粗徑石料滾落底層而細石料留在面層，利于碾壓。平整后采用振動碾碾壓，碾壓時采用進退錯距法，順壩軸線方向進行，碾壓按壩料的分區、分段進行，各碾壓段之間的搭接不應小于1.0 m，鋪料層厚和碾壓遍數嚴格按照碾壓試驗確定的參數施工控制，鋪筑碾壓做到平起平升，以防碾壓時漏碾欠碾。堆石料碾壓前應適當加水，使材料濕潤，軟化細粒，使塊石棱角容易壓碎，以便壓實和減小堆石體竣工后的沉降。主堆石區與岸坡、混凝土建筑物接觸帶，按設計要求回填過渡料，并采用小型振動碾碾壓。

4.2 過渡料填筑

過渡層區最大粒徑為300 mm，超徑料在料場直接解小，填筑時自卸汽車將料直接卸入工作面，采用后退法鋪料，推土機推平，人工輔助平整，填筑時石料不能分離，并充分壓實，碾壓采用振動碾，順壩軸線方向進行。

4.3 墊層料填筑

墊層坡面是混凝土面板的支承面，需進行整修、斜坡碾壓和鋪設保護層。在鋪設墊層時，為使碾壓后剛好達到設計線，應向上游坡面線方向超填15～30 cm，以便為坡面整修提供條件。墊層料采用自卸汽車運料，平行壩軸線填料，采用后退法鋪料，推土機推平，人工輔助平整，碾壓采用振動碾，順壩軸線方向進行。

5 結語

紅豆峽水庫料源的合理規劃，既全部利用了開挖料，又滿足壩體結構要求。不僅大大減少了石料場開采量，也減少了工程棄渣對環境的污染，充分體現了經濟、安全、合理的設計原則，具有很大的經濟價值和環保價值，可為類似工程提供參考。