沙河水库围堰施工技术探析

魏建伟，方方强 （安徽水利开发有限公司，安徽 蚌埠 233000）

1 工程案例

沙河水库为Ⅲ等中型水库，导流建筑物级别为4级。考虑到本工程施工导流采用的挡水围堰形式是常规的土石围堰，围堰高度较小，工程规模和施工难度均不大，大坝枢纽工程设计施工期人工围堰是10年一遇的洪水标准，围堰顶高程364.5m，围堰洪水位363m，导流洞设计泄洪流量为455.5m/s，拟采用将人工围堰堰顶364.5m加高到367.5m，加高段的上游面为2m厚堆码沙袋，下游面为碾压石渣，拦挡20年一遇超标洪水，围堰洪水位366m。导流设计洪水标准重现期取10年一遇。导流时段为全年导流，相应10年一遇洪水流量为462m/s。导流洞设计泄洪流量482.6m/s。坝体度汛标准为50年一遇，相应50年一遇洪水流量为643m/s。导流方式为围堰一次断流、导流隧洞泄流。

所处长头河流域内无气象实测资料，距沙河水库坝址东北9km的武隆区设有武隆气象站。根据武隆气象站1957-2014年实测降水量资料统计，多年平均降水量为1053.8mm，多年平均蒸发量为1120mm，多年平均气温为17.2℃。

2 技术要求

填筑时应注意铺料平整、厚度要均匀，上下游应超铺至少30cm，以保证边缘能碾压到位。

堰体上升2m左右，应及时地采用反铲进行坡面削坡和干砌块石堆码。

心墙体渗透系数设计为K≥1×10-5cm/s。土料含水量不应大于15%，压实后的干密度应超过1.7t/m，铺土厚度50cm。用18T的振动碾压基本达2遍即可，各层碾压后须用推土机或挖掘机进行刨毛。

上游回填料以泥岩和土混合料为主，渗透系数控制在K≥1×10-3cm/s左右，含水量20%，干密度1.9～2.0t/m。碾压遍数2～3遍。

3 施工方案

戗堤工程量小，施工时直接采用大坝开挖粘土料和土石混合料进行填筑，1.2 m反铲配20T自卸车运料，反铲和装载机配合填料，由左岸进占，戗堤合拢后，及时进行加固后，再进行围堰施工。围堰结构为粘土心墙土石围堰，为全年挡水围堰。

堰顶高程为364.50m，围堰轴线长82m，堰顶宽8.0m。围堰迎水面边坡为1:2.0，背水面边坡为1:2，河床两侧覆盖层采用抽槽至基岩回填粘土的方式进行防渗，河床部分采用粘土心墙接不透水岩层防渗，心墙顶宽4m，深入岩土分界线。上游坡面采用40cm厚干砌块石固坡防冲。

4 工艺流程

围堰布置在坝轴线上游约200m，左侧接原1#施工道路，右侧接自然围堰山体，人工围堰在自然围堰的基础上填筑。

下游因河床坡度较大，导流洞出口水流不会倒灌，为此不设下游围堰。

图1 上游围堰纵断面图

图2 上游围堰3-3断面图

另外在大坝趾板上游开挖线与围堰之间，在原河床合适的部位，设1个集水坑，深4m，长6m，宽5m，汇集基坑渗水，采用抽水泵抽排至上游围堰河床中，以创造旱地施工条件。

5 施工方法

5.1 施工程序

截流、戗堤填筑→围堰岸坡及截水槽开挖→围堰河床段基础开挖→围堰堰体和心墙填筑→干砌块石护坡→基坑抽水。

5.2 施工准备

截流施工项目及工程量

①组建截流施工指挥小组，确保截流及围堰施工质量安全。

②各种材料的备料充足，质量符合要求，弃渣场内弃料与利用料分开堆放。石渣料使用岸坡开挖的混合石渣料。粘土使用土料场的粘土料。

③施工道路通畅，施工机械设备准备充足，各种应急措施应安全可靠。

5.3 围堰施工

围堰基础处理以1.2 m反铲为主，将基础范围内植被、淤泥、松渣、各种植土清除干净，岸坡开挖至不透水层或山体岩层，截水槽开挖至不透水层。开挖后的渣料可用部分可就近堆放，用于后期围堰填筑，不可用部分运输至弃渣场。

围堰石渣料填筑采用1.2m反铲挖装，20T自卸车运输，运距50～100m，装载机和反铲铺料平踩，层厚0.8m，振动碾进行碾压密实。填筑时应注意铺料平整、厚度要均匀，上下游应超铺至少30cm，以保证边缘能碾压到位。堰体上升2m左右，应及时地采用反铲进行坡面削坡和干砌块石堆码。

粘土心墙料就近从渔家坝土料场取料，运距500m以内，1.2反铲挖装，20T自卸汽车运输，层厚0.4 m，振动碾碾压。粘土心墙应与堰体土石渣填筑同步上升，铺设时应按分区线严格控制，防止填筑料混杂。

砂砾石反滤层随粘土心墙和坝体填筑同步进行，采用人工铺设施工方式，按设计的顺序和骨料的级配分类进行铺设，层厚0.5m，铺设完毕后随同心墙一同进行碾压密实。

上游坝坡干砌石护坡，在堰体上升至一定高程后，即开始进行堆码砌筑，砌筑块石料选用大坝开挖的大粒径块石料，汽车运至堰体，反铲进行坡面砌筑。砌筑时应保证坡面平整，各石块间卡扣紧密。

5.4 堰顶道路

堰顶考虑交通行车需要，宽度设计8m，在围堰填筑施工完毕后，根据实际情况，堰顶采用级配块石铺垫，形成施工道路。

5.5 基坑排水

围堰填筑闭气后，立即根据施工安排在大坝趾板上游开挖线内开挖6m×5m，深4m的集水坑，开挖区内合理地规划几条排水沟，将基坑积水汇集到集水坑，将渗水抽排至基坑外。

①经常性排水

截流后，考虑基坑渗水和地表水汇集，为确保坝体基础开挖和填筑干地施工，需对基坑内渗水、施工废水、降雨汇水进行集中抽排，形成经常性排水。

排水方式：围堰形成之后，上游基坑渗水量大，对工程施工影响较大；设计上游围堰内侧设截水沟，将沟水引入集水井，集中抽排；坝体轴线下游积水主要通过明沟或临时泵站（潜水泵）排至下游河道。

设计最大排水量：上游基坑渗水、施工废水、施工期降雨等设计排水强度为350m/h。

②排水水泵选型：

上游基坑排水泵站选择水泵250S24（Q=360m/h，H=30m，N=30kW）三台（两用一备）；下游基坑排水泵站选择 排 水 泵 250S14（Q=330m/h，H=17.5m，N=30kW）一台；同时上游基坑设4个临时移动排水泵（采用7.5kW潜水泵），下游基坑设2个临时移动排水泵（采用7.5kW潜水泵）。

6 效果评价

该围堰已按设计、规范、方案施工完成，达到了预期效果，并经一年的汛期考验，建成后，各项监测监控数据表明该围堰稳定性强，为大坝施工创造了有利条件。