蓄水池土方填筑施工分析

贾红军

（阳城县水务局，山西　阳城　048100）

1　工程概况

张峰水库一干渠郑庄—芹池供水工程末端蓄水池位于阳城县芹池镇刘东村，芦苇河北岸台地上。蓄水池区现多为耕地，呈梯田状，高程705～728m，地形坡度10°左右。表层为低液限粘土，厚约10～15m，下伏基岩为二叠系上统石千峰组（P2sh）黄灰色砂岩夹紫红色泥岩。

水池所在区域地形北高南低，考虑到尽量减少开挖工程量和就地处理开挖土方，水池设计为半挖半填式，池底高程为711.50m，长130m，宽80m，池顶高程为722.00m，长193m,宽143m，水深9.0m，水池总深度10.5m，池壁内边坡1∶3，水池外部回填边坡1∶2.5，水池总容积 15 万 m3。

2　施工参数确定

根据《碾压式土石坝施工规范》要求，应在土方填筑施工前通过碾压试验，对设计填筑标准进行验证、复核，以确定相应的施工参数，包括碾重、振动频率、行进速度、铺料厚度、加水量、碾压遍数等。

2.1　设计填筑指标

料场主要由低液限粘土组成，其天然含水率为14.3%～22.4%，干密度为1.21～1.62g/cm3。坝体土方填筑施工质量设计指标见表1。

表1　土方填筑施工质量设计指标

2.2　碾压试验

根据施工单位的实际状况、土料特性和施工情况，选择施工机具。采用1.0m3挖掘机和3.0m3装载机装土，20t自卸汽车运输，推土机平料，20t自行式振动凸块碾采用进退错距法碾压，碾压方向平行于纵轴线（坝轴线方向）。振动碾振动频率为28～32Hz，行进速度控制在1～2km/h以内。

每层试验铺料面积为22m×8m，每层安排10个试验组合，每个试验组合均按1.5m×1.5m梅花形布置10个网格测点，用水准仪测量铺料前、铺料后及不同碾压遍数后同一测点上的标高。按规定的碾压遍数碾压结束后，用环刀法测10个点的干密度值（结合层取样2个）。

取土料进行击实试验，最大干密度为1.72g/cm3，最优含水率为19.3%。

该土料场土料含水率分布均匀，本次试验选用30cm、35cm、40cm三种铺土厚度进行碾压试验,碾压试验分别为4、6、8遍。碾压试验成果见表2。

表2　土料碾压试验成果数据汇总

2.3　施工参数确定

从以上试验结果可知：采用土料含水率17.0%，铺料厚度35cm，碾压8遍,测点合格率达到100%，可满足设计指标压实度≥97%，干容重≥1.67g/cm3的要求。

3　土方填筑施工

3.1　作业区规划

该蓄水池为半挖半填式，地形特征为北高南低，填筑作业区共分南侧、东侧、西侧3个作业区。土方填筑施工从南侧地形最低处开始，就近开挖土料进行坝体填筑，从空间规划上保证高料高用，低料低用。南侧作业区填筑至与东、西侧作业区相衔接后，再对3个作业区进行轮换工作面填筑施工。

3.2　填筑方法

自卸汽车运输土料要采用“进占法”进行卸料，尽量避免载重车辆在已压实的坝面上行驶，防止已压实土层产生剪切破坏。对于局部由于人员踩踏、机械碾压形成的干硬光面，在铺土前要进行刨毛、洒水湿润处理。

铺土时，按一个作业段的宽度加上预留20cm以上的削坡余量一次性铺土。一个作业段内必须将所铺开的土按质量要求碾压完毕，碾压采用进退错距法，碾迹重叠要符合规范要求。作业段的搭接要做成缓坡，搭接处坡度不陡于1∶3，对结合部位要清除杂物，刨毛和洒水，保证结合部位达到压实要求。

3.3　质量控制

土方填筑施工前按设计要求对料场进行清基，主要是对表面耕作层及植物根系含量较多，工程性质较差的表层土进行清除。

定期进行土料抽样检查，对超限含水率的土料要经过日光曝晒后再拉至坝上，对含水率不够的土料上坝后适当加水。在气温较高，风大，间隔时间较长时，由于土层表面水份蒸发，上下土层间会有分层现象，从而导致质量降低，应对下层土料洒水湿润后再铺上层土料。

现场施工员用带刻度的钢钎尺测量铺土厚度，随时钎插。发现铺土不达标准时，指挥负责平料的推土机司机进行纠正，保证坝面铺土厚度均匀，均衡上升。

振动碾压采用前进后退法碾压，严格控制漏压和超压。施工员要准确记录碾压遍数，及时告知司机，确保碾压次数达标。

坝面压实后，要按照试验规程进行抽样检查。用环刀法做含水率及干容重检测，发现不合格的部位要及时分析原因并采取措施补压，补压后重新抽样检查，达标后方可进行下道工序的施工。

3.4　防雨措施

为避免降雨对施工的不利影响，要合理安排人员和机械设备，抓住有利时机，使填筑工作能够高效进行。

做好蓄水池土料场范围内的排水工作，利用蓄水池北高南低的地形特点，在适宜的位置布设排水沟，及时将降雨导致的积水排走，避免浸泡土料。

对于已进行清基暂未用的土料场，要对裸露表面进行压实，形成光面，避免降雨时积水导致土料含水量提高。

以上坝铺开的土料由于降雨未进行碾压的，应利用晴天及时翻晒土料，含水量达标后及早进行碾压。对于凸块碾碾迹内的积水，应对表层5cm进行剥离清除，或在自然晒干至标准含水率范围时方可进行碾压。

做好作业面降排水工作。在坝体布置截水槽，在坝体周边根据地形布置截水沟。作业面应压成缓坡，坡向坝体截水槽，以利降雨时排水。

雨后复工，对于受到雨水浸泡的表层要重新进行压实度检测，不达标的要剔除。

3.5　质量检查结果

在土方填筑过程中按照试验规程共进行环刀取样420个，99%达标。单元工程验收全部合格，96%以上达到优良标准。

4　结语

在施工过程中，施工单位对土料及填筑层及时进行自检，监理、业主等部门分层抽检，严格把关，保证了工程的质量和进度要求，施工单位也获得了良好的经济效益。