出山店水庫壩體填筑規劃與實施

劉淑文

（山西水利職業技術學院，山西 運城 044000）

1 引言

出山店水庫是一座以防洪為主、結合供水、灌溉、兼顧發電等綜合利用的大型水利樞紐工程，水庫總庫容12.5×108m3，主要建筑物有主壩、南副壩、北副壩、北灌溉洞、南灌溉洞、電站等。主壩型式為混合壩型，全長2.7km，設三級邊坡。黏土心墻水平頂寬4.0m，心墻上下游邊坡均為1∶0.5，心墻與上游壩殼料之間鋪設水平寬度為3.0m 的反濾料，心墻下游鋪設水平寬度為3.0m 的反濾層、水平寬度為2.0m 的排水帶和水平寬度為1.0m 的過渡層。黏土心墻壓實度99.0%。

2 填料運輸道路規劃

垂直壩軸線修建2 條運輸道路連接壩址區與土料場，作為黏土心墻土料的場內運輸道路。在河道內部分沿河道左岸修建壩殼砂料運輸道路。另外，在壩址上游及下游緊臨壩址各修筑一條臨時道路，路基采用石渣填筑，滿足上下游車輛交通需求。填筑材料采用在壩坡上修筑“路腿”上壩，路面結構采用0.3～0.4m 厚的砂礫土混合料。路面寬度5.0m，最大縱坡8.0%，最小平面曲線半徑50.0m，路堤邊坡坡比1∶2.0。路腿與壩殼料填筑同時進行，分層填筑，分層壓實，嚴格控制路腿修筑位置，確保壩殼砂料填筑設計寬度。

3 壩體填筑施工

根據DL/T 5129—2013《碾壓式土石壩施工規范》要求，壩體填筑采用先填反濾料后填土料的平起填筑法施工。根據優化后的壩體填筑方案：壩殼砂料虛鋪厚度為70.0cm，壓實厚度60.0cm，而黏土心墻、反濾層、碎石排水帶及過渡料的鋪料厚度均按35.0cm 控制，壓實厚度為30.0cm。據此，先鋪筑1 層中粗砂反濾層，然后再在2 道中粗砂反濾層之間填筑1 層黏土，同時填筑1 層排水帶、過渡料，各分區騎縫壓實。完成2 層反濾料或過渡料，填筑1 層壩殼砂料，同樣騎縫壓實。具體填筑順序為：反濾料→黏土心墻→排水帶→過渡料→壩殼砂料。

3.1 黏土心墻填筑

黏土心墻填筑在其上下游反濾料鋪筑完畢后進行，填筑完成后采用振動平碾跨縫碾壓，靜壓1 遍、振壓6 遍，下層填筑時將光面刨毛。黏土心墻土料沿壩軸線方向采用“進占法”進行攤鋪，采用自卸汽車卸料，推土機平料，鋪土厚度35.0cm。平料過程中，采用水準儀跟蹤測量，發現超厚部位立即進行處理。布置好壩面臨時施工道路，在心墻邊沿設置專用“路口”，盡量減少載重車輛在土料壩面的行駛距離。穿越心墻的臨時道路及運土臨時“路口”，要經常更換位置，不同填筑層交錯布置。 對“路口”超壓及混入壩殼砂石料的土體及時挖除。為防止上下游運砂車輛通過心墻時對心墻產生剪力破壞，穿越心墻的臨時道路鋪設20.0mm 厚鋼板。碾壓時采用20.0 t 凸塊振動碾以不超過4.0km/h 的速度勻速行駛，采用“進退錯距法”進行碾壓，靜壓1 遍、振壓6 遍。碾壓沿壩軸線方向進行。每層壓實后采用環刀法取樣檢測現場干密度和含水率，檢驗合格后方可繼續鋪筑土料。分段碾壓碾跡搭接寬度，垂直碾壓方向為0.3～0.5m，順碾壓方向為 1.0～1.5m。

3.2 反濾層填筑

反濾料采用含泥量≤5%的級配良好中粗砂，符合設計顆粒分布曲線要求，進場材料按照1 次/（200～400）m3檢測其細度模數、含泥量及顆粒分析。反濾料采用20.0 t 自卸汽車運至工作面，水平部分采用“進占法”自坡腳線向壩軸線進行攤鋪，攤鋪厚度70.0cm，推土機攤鋪平整，20.0 t 振動平碾搭接法碾壓，弱振1 遍+靜壓1 遍；心墻部分沿壩體縱向“后退法”卸料，再用0.6m3液壓挖掘機配合ZL50 裝載機攤鋪平整，攤鋪厚度按35.0cm 控制，壓實采用20.0 t 振動平碾搭接法靜壓2 遍。反濾料與黏土心墻土料齊平碾壓，碾壓采用振動平碾進行，靜壓1 遍、振壓6 遍，騎縫碾壓時跨過界面至少0.5m。填筑完成后，會同監理灌砂（灌水）法檢測相對密度，檢驗合格后進行下層填筑。為了保證黏土心墻斷面不被侵占，鋪筑時嚴格控制反濾層鋪筑邊界，鋪筑完成后人工配合挖掘機修整邊坡，確保鋪筑邊界不超過黏土心墻邊線。

3.3 碎石排水帶、過渡料填筑

排水帶采用2.0～20.0mm 良好級配的碎石，含泥量不超過5.0%，符合設計圖紙顆粒分布曲線要求，進場材料按照1 次/（200～400）m3檢測其顆粒級配、含泥量；過渡料采用含泥量≤5.0%的級配良好中粗砂，符合設計顆分曲線要求，進場材料按照1 次/（200～400）m3檢測其細度模數、含泥量及顆粒分析。

碎石排水帶設置在壩體內下游側，在水平面反濾層鋪筑完成后，在其上部鋪筑1.0m 厚碎石排水帶。在壩下游水平部分碎石排水帶鋪筑完成后，在其上部鋪筑0.5m 厚過渡料，心墻部分隨其一同上升。水平部分采用“進占法”自坡腳線向壩軸線進行攤鋪，攤鋪厚度70.0cm，壓實采用20.0 t 振動平碾搭接法碾壓，弱振2 遍+靜壓1 遍。心墻部分由于排水帶和過渡料寬度均較小，為了保證斷面尺寸，鋪筑前先將填料就近、集中堆存在已填好的壩殼砂料或過渡料上，然后用反鏟挖掘機或裝載機裝料鋪填至設計位置，混合、污染填料作為棄料清除。心墻部分虛鋪厚度按35.0cm 控制，采用20.0 t 光輪振動壓路機搭接法靜壓2 遍，超出設計邊線部分用人工配合挖掘機進行清邊。填筑完成后，用灌砂（灌水）法檢測相對密度，檢驗合格后進行下層填筑。

3.4 壩殼料填筑

壩殼料擬取自3#～7#砂料場含泥量≤8.0%，上壩材料按照1 次/（5 000～10 000）m3檢測其顆粒級配、含泥量。壩殼填筑作業包括鋪料、碾壓、取樣檢查3 道主要工序，壩殼砂料自料場用采砂船開采就近控水后，ZL50 裝載機裝20.0 t 自卸汽車運到工作面采用“進占法”卸料，推土機平料。平料時，虛鋪厚度按70.0cm 控制，保護層按超出設計邊線1m 控制。壩殼料采用振動平碾圈轉套壓作業，搭接寬度不小于15.0cm，弱振2 遍、靜壓1 遍。上壩后的壩殼砂礫料如含水率過低則采用在壩面灑水的方式進行加水。內側壩殼料的填筑始終與黏土心墻同步上升。壩殼體粗削坡以主壩設計平臺分界，分2～3 層進行。采用反鏟挖掘機削坡，預留20.0cm 左右。精細削坡在填筑墊層之前，由人工自上而下削除，該部分削坡料用裝載機集中挖裝，自卸汽車運輸上壩。

4 技術控制措施

4.1 填筑技術控制措施

壩殼分期、分段填筑時，黏土心墻設置1∶3 橫向接坡，后期填筑時，隨壩體填筑上升，接縫陸續削坡至合格面進行回填，接坡位置采用垂直壩軸線方向碾壓，局部碾壓不到的邊角部分人工補夯。分層填筑時，填料采用“留臺法”進行處理，先期鋪料時，每上升一層填筑料，每層預留1.0～1.5m 的平臺，隨著填筑層的上升，形成臺階狀，平均坡度為1∶3。

后續回填時采用反鏟對相應填筑層的臺階松散料挖除及修整，待該層鋪料碾壓時，騎縫碾壓。填筑時，在基面起伏不平時，按水平分層由低處開始逐層填筑，不能機械作業的較小面積用人工鋪土、小型夯具夯實，直到基面大致平整。對于壓實后出現“彈簧”“分層”等不合格土層及路腿處均需在填筑鋪土之前予以全部清除，并經驗收合格，方可繼續填筑。

4.2 填筑結合處技術控制措施

4.2.1 與岸坡結合部分處理

自上而下依次進行岸坡開挖清理，開挖完成后分層填筑、分層壓實，與岸坡結合處2m 范圍內采用垂直壩軸線方向碾壓，碾壓搭接寬度不小于1.0m。

4.2.2 與防滲墻結合部分處理

考慮壩體填筑整體規劃，先填筑3.0m 后進行塑性混凝土防滲墻，防滲墻施工完成后，清除作業面上污染層，并開挖1∶3邊坡，采用薄層填筑、人工夯實，防滲墻兩側均衡上升，嚴禁漏壓或欠壓。

4.3 冬雨季施工措施

4.3.1 冬季施工

冬季施工時，在每日氣溫較高時段進行填筑施工，確保碾壓時土料溫度在-1℃以上進行，當日最低氣溫在-10℃以下或在0℃以下且風速大于10.0m/s 時停止施工；合理分區填筑，集中施工設備，搞好流水作業，做到快鋪、快壓、快檢連續作業；采取減薄層厚、增加碾壓遍數、加大壓實功能等措施以保證達到設計要求。

4.3.2 雨季施工

降雨來臨前，應將已平整但尚未碾壓的松土層用平碾快速碾壓形成光面，防止雨水滲入，黏土心墻填筑面上的施工機械在雨前撤離填筑面，停置于壩殼區；雨后人工排除黏土心墻表層局部積水，并視未壓實表土含水率情況，采用翻曬、晾曬等方式調整土料含水率，被泥土混雜和污染的反濾料予以清除。

5 結語

通過方案的比選論證，對大壩填筑進行整體規劃，壩體填筑采用先填反濾料、后填土料的平起填筑法，黏土心墻土料沿壩軸線方向采用“進占法”進行攤鋪，碾壓采用靜壓和振壓相結合的方法，同時采取了多種技術控制措施，填筑實施效果比較理想，達到了對大壩填筑的合理規劃。