和顺县恋思水库土坝工程坝体黏土填筑质量控制

戴晓丽

（山西省水利建筑工程局 山西太原030006）

1 工程概况

和顺县恋思水库位于清漳河东源主流张翼河上游，是和顺县城市生活和工业用水的水源地之一，控制流域面积为113km2,总库容1600 万 m3。

恋思水库为中型水库，枢纽工程属Ⅲ等工程，由大坝、溢洪道、导流泄洪洞等建筑物组成，设计洪水标准为50年一遇，校核洪水标准为1000年一遇。

恋思水库大坝为均质黏土坝，坝高30.3m，坝顶长336.8m，坝顶宽6.0 m，最大坝底宽185.03m。上游坝坡由上至下坡比分别为1:2.75、1:3.0、1:3.25，下游坝坡由上至下坡比分别为1∶2.25、1∶2.5、1∶3.0，大坝上下游均在相对坝高10.8m 和20.8m 处各设一条马道，下游坝坡设贴坡排水。

2 施工过程质量控制

2.1 设计要求

和顺县恋思水库坝体土方填筑由截水槽高塑性黏土填筑、岸坡高塑性黏土填筑和坝体均质黏土填筑三部分组成，高塑性黏土取自大坝右岸土料场，含水率为19.3%～20.3%，压实度为96%；均质黏土取自左右岸和库区土料场，含水率为14.8%～16.8%，压实度为97%。

2.2 碾压试验

现场试验室在料场挖了7个坑进行击实试验取样，确定高塑性土土场选在大坝右岸，均质黏土土场选在大坝左、右岸各一处。通过对左右岸土料含水量、砂粒、粉粒、黏粒、液限、塑限、塑性指数、限制粒径、典型粒径等基本性质检验成果分析，左岸土场土料偏向砂砾性，在土料充足的情况下优先考虑用右岸土场土料填筑。

在大坝上游围堰选三个宽度为15m的试验条带，经多次试验最终确定料场土料的施工碾压参数为：选取右岸高塑性黏土和均质土料，碾压机械选用20 t凸块振动碾，铺土厚度为40 cm,松铺系数为1.35，碾压8遍，行车速度1～2km/h，高塑性黏土含水率为14.5%～17.5%，干密度大于1.59g/cm3，均质土料含水率为10.5%～14.5%或15.5%～20.5%，干密度大于1.75g/cm3或大于1.65g/cm3。

2.3 坝体及截水槽黏土填筑施工质量控制方法

坝体填筑主要包括坝体均质黏土填筑、坝端结合带高塑性黏土填筑、河床段和左、右岸截水槽高塑性黏土填筑，采用“层面处理”→“卸料”→“铺料”→“碾压”→“检验”→“层面处理”的顺序逐层循环施工。

2.3.1 土料上坝前的控制

土料填筑前先进行含水率检测，当含水率过高时对土料进行翻晒处理，当含水率过低时，则对土料洒水进行补水处理，确保土料填筑前的含水率接近最优含水率。含水率检验频率为平均每天检验两次，雨后和连续干热天气加大检验频率。

在施工过程中，料场土料的基本性质指标会随着开挖的进展而有所改变，项目试验室及时进行取样检测，并进行击实试验，以准确控制回填土料的压实质量。

2.3.2 坝体均质黏土填筑

坝体土方填筑施工在大坝基础开挖完成、截水槽河床段高塑性黏土填筑到一定高程之后进行，土料为取于右岸土场和左岸下游土场的均质黏土料。

先沿截水槽下游边线到坝体下游边线铺设一层无纺土工布（300 g/m2），从河床段最低处开始找平，找平之后开始分区填筑。相应于坝高20.8m以下每层纵向分为A、B、C三个区域循环向上填筑，相应于坝高20.8m以上每层纵向分为A、B两个区域循环往上填筑，每层虚铺40 cm，采用20 t振动碾碾压8遍的施工方法进行压实，确保压实后的大坝土方压实系数达到0.97以上。

由于施工前期导流洞达不到过水条件，所以大坝采用了左右岸分期填筑的方法进行施工，首先在右岸0+280处设置一道施工方法和填筑材料与大坝坝体相同的底宽10 m、顶宽6m、高4m的纵向黏土围堰，使其与右岸岸坡形成一道用于先期过水的导流明渠。围堰修筑完成后先进行左岸坝体的填筑，填筑至相应于坝高26.05m后停止施工，至2011年10月导流洞具备过水条件时开始右岸坝体填筑施工，用1.8m3反铲挖掘机挖除右岸原导流明渠内的淤泥并用砂砾料进行回填换基，然后进行截水槽及坝体填筑施工。

施工中要特别注意新旧坝体结合部位的处理。对已填筑坝体接触面进行坡度不陡于1:3的削坡处理，并增加结合部位的检测点密度，检验压实度和含水率，且随着填筑面上升不断调整接合部位的含水率，确保结合部位的施工质量满足要求。当最大干密度为1.71g/cm3，最优含水率为17.1%时，干密度为1.66～1.72g/cm3，含水率为16.3%～18.5%，压实度为97.1%～100.6%；当最大干密度为1.78g/cm3，最优含水率为17.9%时，干密度为1.73～1.79g/cm3，含水率为17.8%～21.9%，压实度为97.1%～100.6%。可见接合部位压实度和含水率控制良好。

2.3.3 坝体岸坡高塑性黏土填筑

左右岸岸坡高塑性黏土填筑在左右岸边坡隐蔽工程验收完成后进行，与坝体均质黏土填筑同步进行。土料为右岸土场的高塑性黏土。先用浆砌石将岸坡倒坡处填补成平缓的顺坡，然后对整个岸坡刷黏土浆，坝体与岸坡连接处用50 cm宽的高塑性黏土填筑并用HCR-90型汽油冲击夯和挖掘机振动板夯实，确保接触带高塑性黏土的压实系数达到设计要求,以保证坝体与岸坡的有效结合。

2.3.4 河床段截水槽高塑性黏土填筑

河床段截水槽高塑性黏土填筑在坝基河床段截水槽开挖工程验收完成后进行，采用自下而上的施工方法，从截水槽基坑最低处开始填筑。每层虚铺40 cm，采用20 t振动碾碾压8遍的施工方法进行压实，确保压实系数满足设计要求。

2.3.5 左、右岸截水槽高塑性黏土填筑

左、右岸岸坡截水槽高塑性黏土填筑在左、右岸截水槽开挖工程验收完成后进行，与大坝均质黏土同步填筑，用HCR-90型汽油冲击夯和挖掘机振动板夯实，确保压实系数满足设计要求。

2.3.6 取样检查

全部施工过程严格按照规范进行质量控制，平均每150 m3自检一次。对取样点压实系数没有达到设计要求（均质黏土大于0.97，高塑性黏土大于0.96）的部位，全部进行了补压处理、重新加密取样达到要求后方可进行下一层的填筑。山西省水利水电科学研究院在现场按我方自检点数的5%进行抽检，对整个施工过程的碾压质量实施有效控制。

3 坝体填筑质量检验结果及分析

在填筑过程中按SL237-1999《土工试验规程》和DLT5129-2001《碾压式土石坝施工规范》要求（每200 m3一次）进行取样检测。取样检测结果见表1：

表1 坝体填筑取样结果统计表

续表1

由表1可见坝体土方的压实质量控制效果良好，初次压实绝大多数检验点的压实度都到达了设计要求，即使没有达到设计要求的点，也均满足了DLT5129-2001《碾压式土石坝施工规范》中干密度不小于0.98倍设计要求的条件，但应业主要求，施工单位对所有压实度未达到设计要求的点代表的区域均进行了补压处理，最终结果大坝回填土压实度检测全部合格

4 结束语

坝体黏土填筑过程应注意从以下几方面改进质量控制：

1）压实度作为压实指标比干密度能更加灵活有效地控制回填土的压实质量，避免了因土场土质的逐渐变化而引起的最大干密度变化对回填质量的影响。

2）任何质量控制都是从原材料开始的，在土料场严格控制上坝土料的含水率以保证有效压实度。

3）施工前必须进行碾压试验，碾压试验是确定压实参数和施工方案的重要依据，依据碾压试验分析结果进行施工，才能确保压实工序完成后回填土的压实度满足设计要求。

4）施工中严格按照已定的专项方案施工，尤其严格控制碾压机具的行走速度为1～2km/h，并且碾压机具沿轴线方向碾压8遍。

5）碾压完成后的现场干密度取样是判断回填土料压实是否合格的主要依据，每层碾压完成后按梅花形在回填面上均匀布置取样点，每200 m3取一次样，严格遵照SL237-1999《土工试验规程》试验，确保干密度试验及时、准确。对于不合格点代表的范围及时进行补压处理并重新加密取样。

6）对于左右坝体接合处按照DLT5129-2001《碾压式土石坝施工规范》的要求严格削坡，坡度不陡于1:3，并且加大接合处的试验强度，确保左右坝体有效结合，结构稳固紧密。

7）坝体与左右岸边坡接触带填筑50 cm高塑性黏土并在接触岩面上涂刷稠黏土浆可以有效加强坝体与岩石岸坡的连接，高塑性黏土较强的可塑性可以使其与岸坡面有更加紧密的接触，从而有效避免了边坡渗流的现象，保证了坝体结构的稳定性。