重庆市秀山隘口水库坝体填筑施工设计

李建文

（中国水利水电第十一工程局有限公司，河南 郑州 450000）

重庆市秀山隘口水库位于秀山县隘口镇，以农业灌溉和防洪为主，兼有供水、发电和解决人畜饮水等综合效益，对秀山县全面建设小康社会和社会主义新农村，实现经济社会持续、健康、协调发展有着重要的意义。水库正常蓄水位544.45 m，总库容3027.4万m3，为满足工程设计需求，水库大坝设计为高100.1 m的沥青混凝土心墙堆石坝[1]。但由于工程区岩溶水文地质条件复杂，重庆市秀山隘口水库工程坝体施工环境差，质量难以保证，因此需要对坝基岩溶地质缺陷进行客观评价，提出合理的设计方案，用以保证水库的正常运行。

1 坝体设计

1.1 大坝地形、地质条件及坝基处理

1.1.1 大坝地形、地质条件及设计地质分区

隘口水库坝址处河床宽110 m，坝轴线处河床覆盖层厚6.5 m～12.8 m，灰岩、白云岩饱和抗压强度为45 MPa～55 MPa，碎裂状白云岩为25 MPa；砂砾卵石承载力标准值约0.2MPa～0.5 MPa，坝基岩体岩溶强烈发育，左岸平均溶洞直线率为5.57%，河床12.78%，右岸10.84%，坝址平均溶洞直线率为10.24%；坝基河床普遍夹有土层，不宜作为持力层。

设计根据地质条件将地基分为三个区，Ⅰ区（带）：溶蚀岩体区（带），主要特征为出露成片基岩，以溶蚀裂隙及直径小于2.0 m的溶洞发育为主，溶隙及溶洞中普遍充填黄色粘土夹砂砾石、碎石；Ⅱ区（带）：溶蚀残留岩体区（带），溶蚀残留岩体区出露石柱、石芽，有基岩产状，下部与成片基岩相连，其间发育溶沟，溶槽，并相互贯通，充填灰黄色粘土夹砂砾石、碎石、块石；Ⅲ区（带）：溶蚀填泥区（带），溶蚀填泥区充填灰黄色粘土夹砂砾石、碎石、块石，无基岩出露，位于地下水位以下，含水量大，结构松散，遇水机械扰动后形成流塑状的稀泥[2]。

1.1.2 大坝基础处理要求

大坝心墙下灌浆廊道基础（坝轴线）开挖至溶蚀岩体Ⅰ区（带）顶面，大坝心墙廊道上游50 m、下游30 m范围(A区)基础全部挖除溶蚀填泥Ⅲ区（带），并尽可能挖至溶蚀残留岩体Ⅱ区（带）的底部后，采用C15砼浇筑至灌浆廊道基础，并对心墙上游50 m、30 m范围进行固结灌浆。其它部位（B区，即A区以外的坝基部分）应挖除溶蚀填泥Ⅲ区（带），将基础置于溶蚀残留岩体Ⅱ区中上部，溶沟、溶槽压实回填碎（块）石。

1.2 坝体断面及坝料分区

坝顶高程EL549.2 m，宽10 m，长233.87 m；坝基高程EL449.1 m；防浪墙顶高程EL550.4 m，上、下游坝坡1∶1.6，下游坝坡在525.0 m高程处设置3 m宽马道，坝体横断面结构为沥青心墙、心墙两侧过渡料以及堆石坝体，具体见图1。填筑总方量157.9万m3，其中坝体回填141.7万m3，大坝上下游平台回填16.2万m3，沥青心墙回填10949 m3。各种坝料的设计参数见表1。

图1 坝体典型设计断面图

表1 坝体填筑料主要设计指标

1.3 工程施工导流

该工程设计采用左岸导流洞结合左岸导流明渠（占压部分左岸坝基）进行导流，分为两个导流阶段。第一阶段，在坝体达到度汛高程EL521 m之前，枯水期采用围堰挡水导流洞过流，汛期采用围堰挡水导流洞与导流明渠联合过流；第二阶段，坝体填筑达到EL521 m高程以后，采用坝体挡水导流洞过流。因汛期要利用明渠过流，所以只能在枯水期进行明渠拆除及其占压部位的施工，就土石坝而言，在大坝一侧设导流明渠对施工安排影响较大。

2 坝体填筑施工安排

结合该工程坝体施工受影响因素较多，工期紧张的特点合理规划施工时间和施工内容。具体填筑时段见表2，坝体填筑分期见图2。

表2 大坝填筑分期工程量及强度表

图2 坝体填筑分期图

3 坝料来源、爆破试验、碾压试验

3.1 坝料来源

坝体堆石料来源于两个石料场，一个为大坝左岸下游的干洞石料场，为主要料场，也是原设计的石料场，距坝址0.8 km，岩性为灰岩，有用储量约416万m3，完全满足工程需求；另一个为大坝右岸上游约4 km的马尿洞石料场，为补充料场，岩性为灰岩。

过渡料、垫层料及沥青心墙所用石料均取自于干洞石料场，骨料经人工砂石系统加工而成。3.2 爆破试验

在石料场进行梯段爆破、2#岩石硝氨炸药爆破、阿特拉斯钻机打孔多次爆破试验，确定施工参数见表3。

表3 施工爆破参数表

3.3 碾压试验

分别对各种坝料进行了填筑前的碾压试验，除过渡料采用2 t振动碾外，其它填料均采用26 t振动碾，经碾压试验确定填筑施工参数见表4[3]。

表4 坝料填筑施工参数

4 堆石坝体填筑及沥青心墙铺筑

4.1 堆石坝体填筑

根据施工分期安排坝体填筑施工，心墙、过渡料、堆石料平起填筑上升，堆石料填筑层可划分为2～4个单元进行流水施工，每个单元2000m2～3000m2。在坝基清理或下部填筑层合格后进行坝料的铺筑作业，过渡料要与沥青心墙同时铺筑。堆石料及垫层料采用26 t振动碾进退错距法碾压，错距宽度小于20cm，碾压10～12遍，边角部位采用小碾子或蛙夯压实，碾压过程中由人工对局部凸凹进行修整。过渡料随沥青心墙料同步碾压，采用2t振动碾，碾压12遍。

4.2 沥青心墙铺筑

心墙与过渡料填筑同步上升，进度稍快于堆石体填筑，沥青混和料采用LB-1000型全自动沥青混凝土拌合站生产，保温自卸车运料、装载机卸料，西安理工大学研制的JXT-09型摊铺机铺料，2 t振动碾压实。

5 结语

本工程地质条件复杂，填筑施工受制约因素较多，2011年汛前抢工任务重、难度大，既要保证堆石体的施工强度又要保证沥青心墙的施工速度。项目通过分析工程地质条件，优化设计方案，并经过试验确定较为准确的施工参数，加强施工组织、保证资源配置、采用先进的施工技术达到了进度目标、保证了工程质量，实现了沥青混凝土心墙月修筑13.5 m（约50层）的好成绩，取得了满意的效果。