花凉亭水库石渣料帮坡填筑施工

汪胜利 嵇红光

(安徽省安庆市水利局小水电管理所 安庆 246003)(中国水电基础局有限公司 天津 301700)

安庆市花凉亭水库位于长江流域皖河支流长河的上游，坝址座落于太湖县城西北约5km处，是一座以防洪、灌溉为主，结合发电、供水、养殖、航运、旅游等综合利用的大(1)型水利枢纽工程。水库控制流域面积1870km2，总库容23.98亿m3。地理位置十分重要，防洪责任重大。大坝全长566m，坝顶高程99.25m，坝顶宽6.7m，最大坝高58m。坝基采用混凝土防渗墙处理，上游坝坡采用加高培厚的施工方法，高程66.5m以下采用水下抛石帮坡加固，高程66.5m以上采用石渣料帮坡加固。加固后上游坡比为 1∶2.75、1∶3.0、1∶3.0、1∶3.5、1∶3.5，高程 88.5m 处设8.5m 宽马道，高程80.0m处设2.0m宽马道，高程72.0m处设18.0m宽平台，高程60.5m处设18.5m宽平台。加固后的剖面如图1所示。

图1 加固后的剖面

1 设计技术指标

1.1 原材料技术指标

石渣料由爆破开挖的弱风化和微新岩石组成，石质坚硬，不易破碎或水解，岩石饱和抗压强度大于30MPa，软化系数不小于0.8;石渣料应具有良好的级配，且不得含有黏壤土块、植物根茎等有害物质，碾压后最大粒径应小于铺层厚的2/3(小于40cm)，粒径小于0.1mm的颗粒(含泥量)小于5%，粒径大于5mm的颗粒含量大于65%，干容重大于20.5kN/m3，孔隙率小于25%。

1.2 施工技术要求

a.施工方法:采用分层填筑碾压的方法施工。

b.填筑作业采用分层平行摊铺，振动碾行驶方向应平行于坝轴线，靠近岸坡碾压不到的地方可以顺坡行驶，但碾压遍数应适当增加;重叠碾压带宽度应大于20cm。

c.为满足混凝土防渗墙施工工期要求，应先进行河床段帮坡，再进行两岸帮坡。尽早完成80m高程以下河床段填筑施工，为防渗墙施工提供工作面。

d.石渣料帮坡厚度控制原则:高程72.0～80.0m平台石渣料帮坡铅直厚度按不小于5.5m控制，88.5m高程平台至坝顶的石渣料帮坡厚度应根据平台宽度、坡比及坝坡线控制。

e.石渣料帮坡透水率按一个单元检测一次的原则，透水率按不小于10-3cm/s控制。

2 施工工艺

填筑施工工艺流程见图2。

图2 坝体填筑施工工序

3 施工道路布置

石渣料运输利用现已修筑坝体的下坡斜道进入，为防止大量车辆出入造成交通阻塞，在右坝肩开辟一条回车道。

4 生产性试验

为取得合理的铺料方式、铺料厚度、碾压机械类型及重量、碾压遍数、行进速度，及压实后的干密度等施工参数，在土料填筑前，进行与实际施工条件相仿的现场生产性试验。

按设计要求，根据现场实际情况，与相关单位沟通后，选定在桩号0+120～0+200之间，宽度为30m作为试验区，进行了石渣料帮坡填筑生产性试验。经试验，碾压后的干密度、孔隙率、透水性均满足设计文件要求。由于在太湖县城附近不能找到满足设计要求的石渣料料源，项目部建议有关单位将石渣料粒径进行调整优化。经监理、设计、代建、业主单位同意，将粒径大于5mm渣料，含量由大于70%调整为大于65%。

石渣料材料的优化方案为混凝土防渗墙施工争取了时间，保证了混凝土防渗墙工程按期完工。

5 原材料质量控制

项目部通过前期料源考察，选定太湖刘羊陈屋、江塘甘加龙等料场作为石渣料场。

进场石渣料，均由具有相应资质的试验检测单位试验、检测。在施工过程中按规定的频次进行送检，并由监理见证取样或平行检测。

进场石渣料由现场监理工程师验收，不合格、过期或失效的材料严禁使用。碾压后每200m测4处干密度，采用“灌砂法”试验。

6 石渣料填筑施工方法

6.1 机械设备选用

6.1.1 石渣料运输设备

石料主要采用ZL50装载机装料，10～15t自卸汽车运输。

回填料的运输车辆均设置标志，以区分不同的回填区。

6.1.2 填筑料摊铺平整设备

填筑料采用HD100型推土机进行平料摊铺，1m3反铲配合人工修坡。

6.1.3 压实机械设备

采用14t自行式振动碾压实，辅助采用手扶振动碾压实或振动夯板夯实。

6.1.4 洒水机械设备

坝面填筑洒水采用6t洒水车喷雾洒水。

6.2 填筑前施工准备

a.基础面的软弱夹层等缺陷已按要求进行了处理。

b.按设计要求进行了必要的清理杂物。

c.回填基础按设计要求进行了平整和夯实。

d.上述各项工作都经单项检查后，再请业主、设计、监理等单位进行基础联合验收，合格后才能开始填筑。

6.3 原料运输与卸料

石渣料运输以10～15t自卸汽车为主，采用进占法卸料。

6.4 铺料

a.填筑前，必须清除上游坡面的植物及根茎等杂物。

b.根据施工图纸在填筑基础面上逐层放出各区的分界线，作出明显的标记(如:洒白灰线或在岸坡上涂抹水泥砂浆)，为保证边缘压实度、预留接头部位碾压收边量，整个铺料层在坝面法线方向向两侧各超填20cm。

c.采用HD100型推土机进行平料摊铺，1m3反铲配合人工修坡。

6.5 超径石处理

对于石料在推土机平料过程中，出现个别超径石时，由反铲机将超径石清出。

6.6 回填料洒水

土石料回填质量的一个主要指标是洒水，根据生产性试验，本工程采用洒水车洒水。

按照碾压试验确定的加水量，在运输过程中加一部分水量，在坝面上补充剩余的水量。运输过程中加水5%～7%;在填筑作业面洒水车补充加水8% ～12%，加水量应根据土料含水量确定。

6.7 回填料碾压

经生产性试验实践论证取得可靠的施工方法和技术参数。即采用分层填筑碾压的方法施工。采用机械碾压，碾重14t，铺筑厚度为0.3～0.4m，碾压6～8遍。

a.填筑作业采用分层摊铺，振动碾行驶方向平行于坝轴线，靠近岸坡碾压不到的地方可以顺坡向行驶，但碾压遍数应适当地增加;重叠碾压带宽度应大于20cm。压实度不得低于设计值的98%。

b.每一填层填筑碾压后，经监理人检查合格后才能继续铺筑上一层。在继续铺筑上层新料之前，应对压实层表面残留的和半压实层进行处理(包括含水量的调整)，以免形成料层间结合不良的现象。

c.由于气候、施工等原因停工的填筑工作面应加以保护，复工时必须仔细清理，经监理工程师验收合格后，方可继续填筑。

6.8 特殊区域的碾压

建筑物周边或边角地带的回填料，采用小型振动平碾碾压，振动碾碾压不到的部位，采用振动夯板夯实。

7 质量控制及效果

7.1 质量控制

质量控制包括对填筑料强度、颗粒级配、含泥量、孔隙率、渗透系数，以及填筑施工中填料铺料、碾压、边线预留、结合处碾压情况、铺料厚度等施工工艺及参数进行检查。每一填筑单元碾压后，采用“灌砂法”对填料进行抽样检查试验，测定填料的干密度、含水量、孔隙率及渗透系数等。

7.2 质量控制效果

项目部制定健全的质量保证体系，责任到岗，现场安排专职质检员，循环监督每道工序质量。

质量检查严格执行“三检制”，并接受监理机构和代建单位现场值班人员的检查和监督。施工过程中未发生质量事故。

7.2.1 石渣料帮坡填筑工序质量检验

石渣料填筑工序施工质量检查明细见表1。

表1 石渣料填筑工序施工质量检查、检测验收明细

7.2.2 石渣料填筑碾压后现场试验成果石渣料填筑碾压后现场试验成果见表2。

表2 石渣料填筑碾压后现场试验成果

7.3 第三方检测

检测成果:抽检60组干密度，合格率95%，且不合格点干密度大于允许值的95%。粒径大于5mm的颗粒干重量百分比小于65%的有3组，粒径大于5mm的颗粒干重量百分比合格率为95%，满足设计要求。

8 结语

花凉亭水库除险加固工程坝坡石渣料帮坡填筑工程质量合格。施工总体布置和施工工艺满足大坝帮坡加固技术、质量和工期要求。为防渗墙施工争取了时间，得到了监理和业主的肯定。◆