浅谈深圳市公明供水调蓄工程土坝碾压施工

刘任远 王 虹

(深圳市水务工程建设管理中心,广东深圳 518000)

1 工程概况

公明供水调蓄工程位于广东省深圳市光明新区。工程主要由公明水库扩建、鹅颈水库—公明水库连通隧洞、公明水库至石岩水库供水工程以及白花引水改造工程四部分组成。工程建设内容包括:6座土坝,坝顶宽8m,最大坝高54m,总坝长为4.28km,1号、3号、6号坝采用均质土坝,2号、5号坝采用分区坝,4号坝采用黏土心墙坝,以及连通鹅颈水库与公明水库隧洞 (洞内径3.6m,输水能力136万m3/d,长4.66km)、连通公明水库与石岩水库隧洞 (洞内径3.4m,输水能力88.5万m3/d,长6.06km)。公明水库集雨面积11.77km2,总库容1.48亿m3,正常库容1.42亿m3,校核洪水位60.58m,正常水位59.70m,死水位26.50m。工程总工期42个月。工程所处地区为热带海洋性季风气候区,夏季长,雨量丰沛,产流量大,湿度高且台风频繁。根据流域内雨量站资料,多年平均降雨量1582.9mm,导致区内土料含水量大,为土坝施工造成不便。

2 工程实施

2.1 料场、填筑面情况及存在问题

公明供水调蓄工程建成后水域面积达到6km2,所以在满足设计要求的情况下,料场选择尽量在库区淹没范围内,以满足运距短、开采方便的要求。1号坝为黏土均质坝,使用料场为13号料场,料场面积6.85万m2,开采区多位于正常蓄水位以下,以黏土料为主。

2008年10月30日,1号坝正式开工,但由于存在大量的征地问题,基坑开挖后直到2009年5月才正式开始填筑。

建设单位对料场及填筑面地下水位、含水率、干密度进行检测。检测结果13号料场的平均含水率为 26.7%。上游坝身填土的平均含水率为25.3%。截水槽平均含水率为25.3%。平均地下水位32.80m。根据地质补充资料、土工试验成果及设计图纸要求,13号料场土料的塑限为26.3%,塑性指数17.2,最优含水率为19.5%,坝体填筑土料含水量应控制在17.5%～22.5%,截水槽内填筑土料含水量必须小于最优含水率的1%～2%。因此,料场的土料不适合直接填筑。填筑前必须先降低含水率,另外,截水槽及上游填筑面含水率也高于设计要求。考虑坝体抗滑稳定性及沉降稳定的统一性,也不能直接填土,必须首先做好土料翻晒和基坑的降水工作,才能够进行土坝填筑。

2.2 质量控制体系

鉴于以上情况,业主连同监理、设计、施工单位共同制定了土坝填筑质量管理体制。

(1)监理部安排专业质量检查人员和监督人员,其中专业质量监督人员必须全施工过程跟班作业,并做好有关质量记录。

(2)施工单位项目部主要分部工程施工期间,安排相关技术人员跟班,试验员、测量员、技术员必须旁站,每个人按照自己的职责范围做好相关检查和记录。

(3)为保证填方材料的标准,安排专门的技术人员负责在取料场对开采土料的监督检查,不合格的土料禁止进入填筑现场。

(4)对各种检测设备应定期检查,尤其是使用频率较大的测量设备和密实度检测设备组织委外校验。

2.3 优化施工工艺

2009年5月1号坝正式开始填筑,此时深圳已进入汛期,降雨频次较高、降雨量较大,且大坝基坑由于地势最低导致坝基含水量居高不下,进一步加重了施工的难度,但是为了保证施工质量、确保按合同工期完成生产任务采取了以下措施。

2.3.1 料场控制

由于深圳地区属于热带海洋性气候,雨季具有时间长、雨量大、频次高的特点,造成料场的含水量特点是变化较大、不易控制,为了有效地控制上坝土料的含水量,在施工过程中对料场采用以下方法进行控制。

(1)加强对料场的监测工作,对料场分块进行监测,及时掌握料场的含水量变化情况,为合格土料及时上坝掌握第一手资料。

(2)加强料场周边的降排水工作,围绕料场周围挖掘排水沟,及时将积水排走,避免浸泡土料。

(3)对料场周边的小水库、鱼塘进行放空处理,对于已剥离覆盖层但暂时未用的料场,尽可能进行表面压实,避免降雨时积水,抬高土料含水量。

(4)视天气情况,利用雨季间歇晴天及时翻晒含水量较低的土料,然后堆筑“土牛”表面抹光,在降雨时用彩条布加以覆盖,避免降雨后土料含水量反弹。

2.3.2 作业面控制

(1)做好作业面降排水工作,尤其在地势较低的坝体截水槽周边挖掘截水沟避免周围面流汇聚到坝体截水槽位置,并且在截水槽周边布置降水井点,降低截水槽位置地下水高程,降低截水槽作业面土体含水量。

(2)做好施工人员和机械的准备工作,在施工过程中合理安排机械设备,做到在降雨间隙的填筑工作能够及时高效地进行。

(3)在天晴时基面验收合格后,及时上土,做到上一层碾一层,并在降雨前将坝面铺土压成光面,做成缓坡,在降雨时能够及时排水,对于未碾压的松土及时覆盖。

(4)雨后复工,对于表面受到雨水浸泡的10cm左右进行剥除,并进行压实度检测 (表1),检测合格后对已经完成的填筑面刨毛以利于新旧面之间的结合,截水槽与岸坡结合带碾压搭接宽度不小于1m。填土含水率要调至施工含水率允许范围内,选用轻型机械薄层压实,避免漏压或欠压,保证工程质量。

表1 压实度取样检测统计表

3 结语

公明供水调蓄工程1号坝目前已经按期完工,在施工过程中经过业主、监理、质量监督部门分层多次抽检,各单元工程均达到优良水平,在实施过程中,建设单位能够充分考虑当地实际环境情况,做好料场和作业面控制,及时降低了土料含水率,并且试验单位能够常驻施工现场,对土料及填筑层及时准确的进行检测,保证了工程的质量和进度要求,施工单位也得到了较好的经济效益。