淺談康蘇水庫壩基強夯技術與施工方法

謝青杉

（新疆海天工程監理有限公司，新疆 烏魯木齊 830000）

1 工程概況

康蘇水庫工程位于新疆克孜勒蘇柯爾克孜自治州烏恰縣康蘇鎮境內，壩址距康蘇鎮6.0 km，距離烏恰縣城約20 km。康蘇水庫工程規模屬Ⅳ等小（一）型工程，由瀝青砼心墻壩、左岸灌溉引水隧洞、左岸導流泄洪沖沙放空隧洞、右岸溢洪洞等建筑物組成。主要建筑物瀝青砼心墻砂礫石壩為3 級建筑物，左岸灌溉引水隧洞、左岸導流泄洪沖沙放空隧洞、右岸溢洪洞等其它建筑物級別為4 級，臨時建筑物為5 級。康蘇水庫正常蓄水位2520.2 m，相應庫容800 萬m3，死水位2514 m，死庫容560 萬m3，調節庫容240 萬m3，總庫容977 萬m3, 最大壩高51.30 m，設計灌溉面積1.87 萬畝。

擋水建筑物：新疆烏恰縣康蘇水庫樞紐工程大壩為瀝青砼心墻砂礫石壩，其等級為3 級建筑物。壩頂高程2525.30 m，防浪墻頂高程2526.50 m，壩頂長度365.0 m，壩頂寬8.0 m，最大壩高51.30 m。水庫正常蓄水位、設計水位2520.20 m，校核洪水位2524.12 m，死水位為2514.00 m，壩頂高程2525.30 m，防浪墻頂高程2526.50 m，壩頂長度365.0 m，壩頂寬8.0 m，最大壩高51.30 m。上游壩坡1∶2.5，在高程2489.0 m 處結合上游圍堰設置12.462 m 寬馬道，圍堰上游坡比1∶2.25。大壩下游壩坡比為1∶2.0，排水棱體頂高程2478.0 m，頂寬3.0 m，坡比1∶1.9。壩下游馬道結合上壩公路設置，馬道寬8.0 m。上游壩坡采用250 mm 厚的現澆C25 砼板護坡，下游壩坡采用150 mm厚預制網格梁護坡。

2 水文氣象

康蘇河流域地處中緯度的歐亞大陸中心，遠離海洋，屬中溫帶干旱荒漠氣候，氣候干燥，降水稀少，四季分明，春季風多，夏季溫涼短促，降水集中，冬季寒冷漫長。主要有雪災、大風、浮塵、冰雹、霜凍等災害性天氣。多年平均氣溫為7.5℃，極端最高氣溫34.8℃，極端最低氣溫-29.9℃；多年平均年降水量178.6 mm，8 月份降水量最大，月降水為31.1 mm，占年降水量的17.4%，連續最大四個月降水量出現時間為5 月～8 月，降水量107.2 mm，占全年降水量的60.0%；多年平均年蒸發量為1599.7 mm；多年平均風速為2.3 m/s,多年平均年最大風速為26.7 m/s，瞬時最大風速超過40.0 m/s；初霜多年平均為9 月中旬，終霜多年平均為5 月下旬；最大凍土深為1.5 m。

奴爾河流域于1960 年7 月在河流出山口處設立了奴爾水文站，是該河徑流控制站，控制流域面積734 km2，水文站屬國家基本水文站，僅有1962 年～1993 年共32 a 的實測徑流系列資料，其中1967 年、1968 年、1971 年～1973 年、1975 年中有部分月份缺測，1974 年全年缺測，需進行資料插補。

工程場址多年平均徑流量以庫孜洪站為參證站采用水文比擬法推求。經計算，康蘇水庫工程壩址斷面多年平均年徑流量為0.3488×108m3。工程壩址斷面處多年平均年徑流量年內分配采用壩址斷面多年平均年徑流成果，借用庫孜洪站1989 年、2004 年～2007 年5 a 平均月徑流量百分比推算。計算結果見表1。

表1 康蘇水庫壩址斷面多年平均年徑流年內分配計算表 單位：流量，m3/s；徑流量，108m3

洪水主要分為融雪型洪水、暴雨型洪水及混合型洪水三種類型洪水，融雪洪水發生時間集中在4 月～6 月，暴雨洪水大多發生在6 月～9 月，其中以7 月、8 月發生暴雨洪水次數居多，混合型洪水具有融雪型洪水和暴雨型洪水雙重性質。

3 工程地質

壩址處于康蘇河谷出山口段，為較對稱的“U”形河谷，河床寬150 m～180 m。當設計蓄水位2520.2 m 時，谷寬約340 m～350 m。河流流向為近南北向，河底高程2462 m～2484 m，枯水期水面寬5 m～10 m，水深0.5 m～2.0 m，河床坡降較陡，其縱坡坡度約為26‰。兩岸山體較雄厚，兩岸山頂高程2600 m～2800 m，山頂相對高差50 m～300 m，山坡坡角40°～60°，局部為陡崖。山坡基巖裸露，緩坡、坡腳處多為崩坡積的碎石土夾塊石覆蓋；兩岸多殘留Ⅱ級階地，階面寬20 m～50 m 不等，階面傾向河床，傾角5°～15°，在臨河一線形成5 m～15 m的直立陡坎，左岸上壩線上游約100 m 河岸基巖出露；兩岸各發育兩條小規模沖溝，深2 m～8 m。河床砂卵礫石厚度5.9 m～74.5 m。

4 大壩的設計

康蘇水庫工程大壩為瀝青砼心墻砂礫石壩，其等級為3 級建筑物。壩頂高程壩頂高程2525.30 m，防浪墻頂高程2526.50 m，壩頂長度365.0 m，壩頂寬8.0 m，最大壩高51.30 m。瀝青砼心墻為非標準斷面設計，與砼基座連接處水平厚為1.5 m，相對基座頂面高程以上3 m 處漸變厚度為0.7 m。2503.3 m 高程為心墻0.5 m 厚變換高程，見圖1。

圖1 瀝青砼心墻斷面示意圖

壩基設計將表層含泥或者雜草根砂卵石凍融層進行清基處理，清基厚度1 m，清基后對壩軸線上游50 m 至壩軸線下游80 m，壩基應力較大部位進行強夯處理。點夯施工完成后用沖擊式壓實機沖壓3 遍，有效加固深度為4 m～5 m。

5 壩體強夯設計技術要求

采用一遍點夯施工，梅花形布孔，夯點中心間距4 m，點夯夯擊能力2000 kN·m，點夯夯擊次數為12 擊。夯錘自由落距：10 m。夯擊方式：一遍點夯施工，單點夯擊次數為12 擊。收錘控制標準；單點夯擊最后兩擊平均夯沉量≤50 mm；單點夯擊次數為12 擊。滿足上述兩條既可停止該夯點的施工。

5.1 施工前應具備資料

（1）壩基巖土工程勘察報告；

（2）大壩總平面圖；

（3）大壩設計圖紙及設計要求。

5.2 施工技術準備

施工方案的審批文件，項目負責人及技術員，明確工作要點與質量控制，建立相關責任制度。施工場地所需要測量儀器。安全生產培訓及技術交底工作、質量控制工作、專業人員上崗，崗位責任制。確定基準線與水準點，確定絕對高程。

5.3 施工機具設備和人力的準備

依據設計圖紙和工期要求，做好施工機具進場準備工作。合理安排各項工作的施工任務，根據施工管理方案組織各作業人員做好施工現場進場準備工作。

5.4 施工場地準備工作

熟悉施工現場及附近的作業環境，如隱蔽的管線、高空電高壓線、場地周圍的構筑物、建筑物，當強夯工作影響到周邊設施的安全時，要及時采取有效的措施。施工現在要做好封閉管理工作，設置五圖一牌等安全警示標志，做到文明施工。

6 強夯施工方法

6.1 施工流程圖

大壩強夯的施工流程圖見圖2。

圖2 強夯施工流程圖

6.2 強夯施工步驟

（1）清平施工場地，測施工場地的高程，使施工現在高程達要設計起夯面所要求的高程。

（2）強夯試驗。在圖紙給定的強夯試驗范圍區內進行強夯試驗，采取直徑2.5 m 的夯錘夯錘重25 t，按設計標準要求執行，通過試驗達到最后的合格指數確定最終的參數。

強夯目的：達到預期的加固效果；為安全達標施工和考核做好根基；比對和確定強夯的施工參數，根據實驗確定參數指導強夯大面積的施工要求。

（3）測出第一遍夯點位置，用標志物石灰圈點標識，且偏差不大于5 cm 范圍。

（4）吊車到場，讓夯錘對準夯點位置：用脫鉤繩定死脫鉤位置高度，校測高度。

（5）確定夯前錘機高度。

（6）將夯錘起吊到指定高度，對準夯擊點進行夯擊，專人負責對每個夯點進行觀測進行沉降量的記錄，對出現偏斜時要急時將坑底進行平整，直到滿足設計所要求的參數。

7 質量檢查控制點

應按強夯施工組織設計及《建筑地基基礎工程施工驗收規范》（GB 50202－2002）進行檢驗，具體的強夯地基質量檢驗標見表2。

表2 強夯地基質量檢驗標準表

開夯前要做好質量控制要求，確保單點夯擊能符合設計要求，在進行實驗時要做好單點的強夯施工參數記錄。每一遍夯擊前要用儀器測量，檢查夯坑位置，讓偏差控制在規范范圍內。在出現偏差時要及時糾正嚴格按照標準執行。確定好強夯參數，做好夯擊能、夯擊次數的記錄，并由專門的技術人員負責[1]。

8 結語

本次工程壩基的強夯技術施工嚴格按照施工組織設計及《建筑地基基礎工程施工驗收規范》（GB 50202-2002）的要求進行,在工程的施工過程中做好每一步的施工準備前的工作及施工技術要求, 按照施工流程圖, 控制好每一個節點的技術要求。強夯法由于具有加固效果顯著，施工設備簡單，施工速度快，造價低，在工程上從而得到廣泛應用。