阿湖水庫大壩施工重難點及特殊情況處理措施研究

李欣蕾

（新疆水利水電勘測設計研究院有限責任公司,新疆 烏魯木齊 830000）

1 引言

大壩施工是一個復雜的過程中,工期長、工作量大,不同的壩體在施工過程中遇到的重難點問題也不盡相同,在施工過程中也將遇到不同的特殊情況[1-3]。為了保證大壩施工質量,提高施工效果,在工程施工前進行重難點分析和研究特殊情況處理措施是十分必要的。結合阿湖水庫工程特征對施工過程中的重難點進行分析以及對可能遇到的特殊情況及其處理措施進行分析,以指導工程施工。

2 工程概況

大壩為粘土心墻砂礫石壩,壩基為槽孔砼防滲墻,壩頂高程 1577.00 m,壩底高程 1544.0 m,壩高 33 m,壩頂長 341 m,壩頂寬 8 m,上游壩坡高程 1564.4m 以下 1∶2.75,以上為 1∶2.5,下游壩坡為 1∶2.5,上游壩坡為混凝土護坡,壩頂設防浪墻,墻高1.2 m,防浪墻頂高程 1578.20 m。加高后大壩軸線較原心墻軸線向下游偏移 5 m,防浪墻底與粘土心墻之間采用加高粘土心墻防滲,并在粘土心墻加高段下游與壩殼砂料之間增設 1.2 m 厚的反濾料和3.0 m 厚的過渡料,加高之后心墻頂高程為 1575.30 m。

大壩除險加固的主要內容為：將原壩1570.30 m 高程以上壩體結構全部拆除或挖除,加高填筑高程1570.30 m～1577.00 m,加固高度6.7 m,后壩坡砂礫石料培厚；壩頂、下游壩坡填筑砂礫料,上游設 C25F300W6 混凝土護坡,與原護坡相連接。護坡分塊尺寸為 5 m×5 m（斜長）,厚度為 250 mm；下游設鋼筋混凝土網格粱加預制混凝土六棱塊護坡,網格粱分塊尺寸為 5 m×5 m（斜長）。

3 施工重難點分析

3.1 工程測量與岸坡清理

在清理岸坡前,應做好工程測量工作,還應對整個工程測量的數據進行嚴格的審核和復測,確保能夠取到有效的數值。心墻和壩殼在上料前,必須進行邊線測量,并在此過程中繪制相應的圖紙,在此依據上進行填筑。

3.2 壩基與岸坡的處理

壩基與岸坡處理是一項隱蔽工程,同時也是一項安全工程。在整個過程中,如果處理不善,很可能會導致整個工程的坍塌,涉及工程安全問題。在清坡的過程中,采用分層清理的方式,即先清理所需要的層面,待壩面高度達到一定程度時,再進行壩面的清理,這樣可以有效地簡化壩面清理的步驟,避免反復清理。

3.3 壩體分區交界面的搭接

壩體分區交界面處理質量對壩體施工質量影響較大。

（1）粘土、反濾料與過渡料區填筑方法：本工程大壩是粘土心墻砂礫石壩,采用先砂后土法施工。心墻施工時采用交錯上升施工。

（2）墊層料與過渡料交界面處置方式：在施工鋪料中,按照測量成果首先鋪填過渡料,采用人工配合反鏟方式將交界面處的大塊石清除,之后再施工墊層料。在鋪料過程中需要做好各種細節工作,嚴格控制交界面處的塊石粒徑,避免出現大塊石集中。碾壓采用22 t 自行式振動碾。分區施工時,高差不超過1 層。

（3）在墊層料、過渡料與基礎和岸邊交界面填料施工時,需要嚴格把控質量,應當避免顆粒分離導致粗料集中或架空現象。

（4）墊層料、過渡料區料與相鄰層次之間的各種材料需要保證界限分明,避免不同層次之間相互混淆。當采用分段鋪筑時,需要做好各層之間的接縫處理和連接,避免出現層間錯動現象,影響工程施工質量。

（5）過渡料與砂礫料交界面的處理工作難度較大,在進行連接處置時,需要先填砂礫料再填筑過渡料。鋪設過渡料前,需要清除砂礫料中粒徑超過0.3 m 的塊石,以保證砂礫料和過渡料之間的平穩過度。

4 特殊情況處理措施研究

4.1 后壩坡培厚縱、橫向接坡的處理

為了保證后壩坡施工質量,縱、橫接坡可采用臺階收坡法施工。由于部分區域場地狹小,亦可根據穩定邊坡進行收坡。在下一步回填作業時,需使用反鏟對填筑層臺階的松散填料進行清除,待鋪設填料時,需要進行搭接碾壓以保障交界面施工質量。

4.2 上壩路與壩體結合部位的處理

上壩路與壩體結合的區域是施工的困難區域。針對這部分可采用預壩體相同的材料進行分層填筑。填筑質量需要滿足相同區域的填筑要求。當壩體填筑覆蓋上壩路時,可采用反鏟分層清除松散填料,之后一起平料碾壓。下游路段與壩體接觸區域,需等待運輸作業工作完成后進行施工,按照護坡要求進行砌筑。

4.3 臨時斷面邊坡的處理

針對壩內的臨時斷面可以采用臺階收坡法,坡比控制在1∶1.5 左右。在后續回填作業時,需對表層的松散材料進行清除,之后采用搭接碾壓,保證施工質量。

(2)與林地面積相關性最顯著的是人均GDP(X10)、城鎮居民可支配收入(X6)，呈負相關，說明影響林地變化的主要社會經濟驅動因素是比較利益的驅動。人均GDP每增加1億元，林地面積就減少1.470×104hm2。人均GDP的增長提高了人們對生活質量的需求，在比較利益的驅動下，非農用地的利益高于農用地，因此為了發展經濟效益，林地不斷被建設用地占用，面積持續減少[19-20]。

4.4 壩體泥團處理

（1）首先在料源裝車時,注意分選,不讓泥團裝車。

（2）自卸汽車或其他施工機械上壩前在壩外通過一個水槽,使車輛在水槽內清洗一次,以免施工設備將泥巴或污物帶入壩內污染壩料。

（3）在壩體作業面設置專職隊伍配3 m3裝載機,將進入壩內的泥巴和不合格料裝車運到壩外監理人指定的位置。

4.5 壩體與岸坡結合部處理

（1）反坡處理：根據現場調查,壩體左、右兩岸邊坡坡度大、高差大,局部甚至存在反坡現象。反坡導致壩料堆填施工難度大,振動碾無法靠近。因此,針對這一部分區域,首先需要將岸坡由反坡整改為順坡再進行填料填筑,之后按照相關要求進行施工。

（2）在岸坡區域,砂礫料在填筑過程中極易出現塊石集中現象,同時在岸坡區域振動碾壓施工難度大,為保障壩體等施工質量可采取以下措施：

1）在岸坡區域進行填料時,可采用自卸車次用后退法填筑,先在距離岸坡4 m～5 m的范圍進行填筑,之后再正常填筑。

2）振動碾壓需要沿著岸坡方向進行,當碾壓不到時,可采用小型機具夯實。

4.6 壩體分期、分段結合部位處理

（1）當因設計或者施工需要而采用分期施工時,先期與后期施工之間將存在結合縫,針對這一區域,可在先期填筑時采用臺階收坡法施工。

（2）在保證安全的前提下,先期填筑面盡可能碾壓到邊,減少交接處松散填料。

（3）后期填筑時,可先清除松散填料,和新填筑料混合后一同碾壓。

4.7 雨季施工措施

（1）填筑區四周需要設置排水溝,防止雨水匯入填筑作業施工界面。在雨季,填筑工作面需要預留一定坡度,保障排水效果。

（2）在雨季施工需要密切關注天氣情況,晴天、旱季加快施工速度,雨季盡可能停止土料填筑作業。

（3）雨季到來之前,應將填筑面的施工機械轉移,下雨或者雨后應嚴禁汽車等機械進入作業面,同時也嚴禁人員踩踏。

（4）雨后復工需要清除積水,根據含水率情況進行翻松、晾曬,直至含水率滿足要求后方可施工。

4.8 負溫下施工措施

（1）在負溫條件下,當硬巖堆石料、砂礫石料的孔隙率可以滿足相關要求時,可繼續填筑施工作業,軟巖料在負溫條件下需要停止施工作業。

（2）在負溫條件下填筑作業時,首先需要在壩基凍結前進行處理,并且預填筑1 m～2 m 厚的松散土層,也可采取其他防凍措施。當地基凍結時,需采用專門的措施進行處理。

（3）在負溫露天條件下進行土料填筑作業時,需要盡可能縮小填筑作業面,采用鋪土、碾壓、取樣快速、連續施工作業。土料溫度不得低于-1℃。當最低氣溫低于-10℃時,或者氣溫在0℃以下但風速大于10 m/s 時,需要停止施工。

（4）負溫施工時需要控制填料質量,不得使用夾有冰雪、凍塊的填筑材料。復工時需要對填筑料質量進行檢查,不滿足要求的填筑料不得使用。

5 結語

阿湖水庫大壩工程施工中將會遇到工程測量與岸坡清理、壩基與岸坡的處理、壩體分區交界面的搭接3 個重難點問題,施工過程中需要嚴格把控施工質量。由于大壩施工工期長、工作量大,施工過程中可能遇到壩體泥團處理、雨季施工、負溫施工、臨時斷面邊坡處理等8 種特殊情況,針對不同的情況提出了相應的解決措施,可有效保障阿湖水庫壩體施工質量。