大壩加固料場復查和填筑監理實務

陳新萍

（新疆水利廳頭屯河流域管理處 新疆 昌吉 831100）

1 工程概況

頭屯河水庫位于烏魯木齊市及昌吉市以南，距離兩市均約40 k m處的頭屯河中游，是一座以防洪、灌溉為主，結合城鎮生活供水、工業供水等綜合利用的中型水庫。樞紐工程由攔河壩、放水涵洞、泄水隧洞、溢洪道、工業引水系統及下游分水樞紐等組成。水庫原設計總庫容2030萬m3，本次除險加固設計總庫容1261萬m3。工程等級為Ⅲ等，主要建筑物級別為3級。

頭屯河水庫大壩為礫質粘土心墻堆石壩，最大壩高51.0m，壩頂寬8.76m，壩頂長423.0m，壩頂高程995.20m。上游坡比自上而下依次為 1∶2.5、1∶3.25、1∶4.0，在高程975.0m、960.0m處分別設有寬為1.5m的戧臺；壩面設漿砌卵石框格，采用干砌卵石、干砌塊石護坡。下游坡比自上而下依次為1∶2.25、1∶2.5、1∶2.75， 并 在 高 程 983.0m、973.0m、963.0m、953.0m處設有寬 1.5m 的戧臺；采用堆石護坡。壩軸線與溢洪道泄槽軸線交點定為大壩0＋000樁號。

壩頂高程995.16m～995.20m，最大壩高約51.0m，壩頂寬約8.76m，壩頂長423.0m。壩頂防浪墻頂高程約995.50m。結合本次實測，大壩上游坡坡比自上而下依次為1∶2.145、1∶2.715、1∶3.57、1∶6.0， 在 高 程 974.84m、960.00m處分別設有寬為1.35m、1.5m的戧臺；壩面設漿砌卵石框格，采用干砌卵石、干砌塊石護坡。下游坡比自上而下依次為1∶1.895、1∶1.895、1∶1.795、1∶2.306、1∶2.62，并在高程 982.55m、976.53m、973.32m、964.05m、953.36m 處 設 有 寬 1.8m、3.9m、4.8m、2.0m、2.0m的戧臺，采用堆石護坡。

依據設計要求，大壩加固的主要內容是對上、下游壩坡進行培厚加固，壩頂993.15m高程以上漿砌石防浪墻及粘土心墻拆除重建。大壩培厚砂礫石填筑56977m3，粘土心墻填筑2391m3。

2 料場復查

大壩填筑料料場位于大壩上游3 k m處，監理部組織業主、設計、施工單位對粘土料場進行了復查。復核了招標文件提供的料場勘察報告和調查試驗資料，驗證料場填筑料的物理力學性能及其壓實特性，查明填筑料的有效儲量，為料場開采規劃提供依據。

表1 壩頂填筑監理檢測成果

表2 上游壩坡填筑檢測成果（灌砂法）

2.1 粘土料場復查結論

T 5左料場：平均粘粒含量82.9%，液限26.0%，塑限15.6%，液限指數10.4，滲透系數 k=5.3×10-7c m/s，干密度 1.87 g/c m3，最大干密度1.887g/c m3，其余指標滿足設計要求。

T 5右料場：平均粘粒含量73.4%，液限24.4%，液限指數10.1，塑限指數14.3%，滲透系數 k=9.1×10-8c m/s，干密度 1.87 g/c m3，最大干密度1.91 g/c m3，其余指標滿足設計要求。

兩個料場土料在標準擊實（擊實功能為592.2 k J/m3）下測定土料最大干密度與其對應的最優含水率為：T 5左料場土料最優含水率的平均值為13.7%，最大干密度的平均值為1.887 g/c m3。T 5右料場土料最優含水率的平均值為13.7%，最大干密度的平均值為1.91 g/c m3；從土料室內測試結果看，T 5左料場、T 5右料場土料天然含水量接近最優含水率，不需重新加工可直接取用，且儲量在7萬m3以上，滿足本工程需求。

2.2 砂礫石料場復查結論

監理部三次組織施工單位對砂礫石料場進行了復查。復查結論：砂礫石料場位于大壩上游3 k m處河床內，場地開闊，不受地下水影響，儲量豐富，有用層厚度分布均勻，便于開采。并取樣送二檢單位檢測，該料場砂礫石料的P 5含量、緊密度、含泥量等指標滿足規范和設計要求，該料場可作為壩體培厚砂礫石壩殼料的料源。

3 碾壓試驗

碾壓試驗的主要目的：核實填料設計標準的合理性，驗證碾壓機械的可行性，選擇相應的施工參數、確定填筑施工工藝與措施。

3.1 土料碾壓試驗

監理部組織進行了場內土料碾壓工藝試驗，經試驗及會議討論最終確定壩頂粘土心墻填筑碾壓機械及施工參數為：

①進占法鋪料，鋪料厚度25 c m；

②土料含水率控制在11.0%～13.0%；

③土料采用18 t自行式平碾壓實，行駛速度2 k m/h～2.5 k m/h（1檔中油門），先靜碾4遍，后振動碾壓8遍。

3.2 砂礫石碾壓試驗

監理部組織在頭屯河水庫（上游護坡漿砌石護腳基槽回填工程）施工現場以施工單位施工、一檢單位現場試驗、監理單位現場旁站監理的形式，以填筑厚度為50c m，采用18 t自行式振動碾，分別采用靜碾2遍，振動碾壓4遍、6遍、8遍進行碾壓試驗，灌砂法試驗。最終確定該天然砂礫料碾壓參數：填筑厚度50 c m，碾壓遍數為靜壓2遍，振動碾壓6遍。

4 壩頂粘土心墻填筑施工質量控制

根據本工程特點，在施工質量控制上，監理部針對壩頂填筑制定了《頭屯河水庫壩頂工程質量控制要點》，實行中間驗收簽證制度。在粘土心墻填筑過程中，現場監理按設計及規范要求，嚴格控制上壩料的質量、鋪料厚度及碾壓施工參數。在填筑質量控制上，嚴格實行施工單位三檢制，監理檢查驗收簽證制。每層鋪料、碾壓自檢合格后，報現場監理檢查驗收，合格后同意上料，進入下一層填筑。邊角特殊部位加強控制、重點檢查，并根據現場的施工情況進行了隨機取樣檢測。監理檢測壩頂粘土心墻料填筑16組、反濾料填筑2組、砂礫石填筑4組、水穩層填筑4組，全部合格。詳見表1。

5 砂礫石填筑施工質量控制

上、下游壩坡加固培厚原設計為堆石體（爆破料），鑒于現場堆石料料源所限以及投資控制原因，在征得設計單位同意后變更為砂礫石填筑，根據砂礫石填筑質量檢測特點，為方便現場質量控制，建管處委托新疆水科院進行了三因素曲線設計。砂礫石填筑以現場實測P 5含量的百分率與三因素曲線中相對密度0.75（設計值）所對應的干密度的大小，判定合格或不合格。

上、下游壩坡砂礫石培厚采用水平分層攤鋪、分層碾壓的方法，鋪料寬度以設計培厚厚度加碾壓富裕寬度50 c m控制，鋪料厚度50 c m，待分段碾壓完成后對富裕寬度用反鏟挖掘機收坡至坡頂，挖掘機配合人工鋪料、修坡。現場監理對上述填筑順序和碾壓密實度進行檢查控制。在監理控制過程中，對鋪料厚度、碾壓參數、填料的變化情況進行了抽查，重點控制的部位是分段接縫的處理，及時督促施工單位對粗細骨料分離和集中現象使用挖掘機進行拌合處理。

6 砂礫石填筑質量檢測

壩體培厚設計相對密度≥0.75。壩體培厚填筑質量檢測實行施工單位自檢（一檢），監理抽檢（二檢單位檢測試驗），每單元（或分段）填筑完成后及時檢查驗收。對于壩料檢測中發現的含礫分布不均勻等問題，首先對料場進行了調查，查明原因后責成施工單位對料場進行取料調整；其次對施工現場出現的填料含水率的偏大或偏小，先查明填筑時的含水率與碾壓后的含水率。若填筑時含水率符合要求，可繼續填筑，否則要求施工單位灑水調整含水率。對已上壩的填料出現粗細骨料分離現象要求挖掘機配合人工進行處理。監理檢測反濾料21組、碎石墊層12組、砂礫石44組，全部合格。詳見表2。

7 小結

通過頭屯河水庫除險加固工程大壩加固料場復查、碾壓試驗、大壩填筑的監理工作實踐，總結如下。一是料場復查、碾壓試驗工作必須按程序認真做好，不得以施工代替工藝試驗，更不得以施工數據代替工藝試驗數據；二是料場復查、碾壓試驗工作應有計劃的提前做好，防止臨時抱佛腳而耽誤工期，或因工期而敷衍了事走過場；三是工藝試驗數據必須緊密聯系實際，正確指導施工，防止將實驗數據束之高閣，施工另搞一套；四是現場監理的旁站、記錄、資料收集整理及時到位。

頭屯河水庫除險加固工程大壩加固料場復查、碾壓試驗、大壩填筑的監理工作程序規范，過程控制嚴謹，質量檢測成果可信，工程整體質量可靠。陜西水利