南水北調山東段平原水庫圍壩填筑質量控制

董衛(wèi)軍，常 青，張 慧

（南水北調東線山東干線有限責任公司，山東 濟南 250013）

南水北調東線山東段第一期工程是一項跨流域、長距離的大型調水工程，沿線主要包括平原水庫、渠道、泵站、節(jié)制閘、倒虹及主要引水口建筑物等工程，平原水庫是南水北調工程建設的重要組成部分，可以提高調蓄能力及提高供水保障率，沿輸水干線興建了大屯、東湖、雙王城3座重要的平原調蓄水庫，總庫容近2.0億m3，圍壩均為土壩，壩高約12～14.15 m，圍壩填筑為高填方填筑工程。現結合3座平原水庫的圍壩高填方填筑與壓實工程施工過程中的實踐經驗,對填筑與壓實的施工工藝、質量控制及評定進行了探討，為高填方工程施工提供理論基礎和實踐控制方法。

1 工程概況

1.1 工程位置及規(guī)模

大屯水庫位于山東省德州武城縣恩縣洼東側，距德州德城區(qū)25 km，距武城縣13 km。東湖水庫位于濟南市東北部歷城區(qū)郭店鎮(zhèn)老憎口村東北部白云湖與小清河之間，胡家岸引黃灌區(qū)內，距濟南市區(qū)約30 km。雙王城水庫位于壽光市北部的臥鋪鄉(xiāng)寇家塢村北廢棄水庫處，距市區(qū)約31 km，利用原雙王城水庫擴建而成。

大屯水庫、東湖水庫和雙王城水庫3座平原水庫是南水北調東線一期工程輸水干線工程重要調蓄水庫，其規(guī)模大，具有土方填筑高度高、圍壩軸線長、庫容大、占地面積大和年供水量多等顯著特點，其指標見表1所示。

1.2 工程地質

大屯水庫勘探深度內，廣泛分布第四系全新統(tǒng)堆積層，分為沖積堆積層和沖積～沼澤堆積的粉細砂和中細砂等。沖積堆積層上部為砂壤土和裂隙黏土，夾有零星壤土和粉砂，厚度變化較大，分布不穩(wěn)定，下部為裂隙黏土夾砂壤土和壤土，局部為古河道沖積的粉砂和粉細砂，分布不穩(wěn)定，厚度變化較大。

表1 三座平原水庫的各項特征指標

東湖水庫在勘探深度內，壩基及庫內地層除表層素填土外，主要為第四系松散堆積層，料場開采深度范圍內土層自上而下主要分為砂壤土、裂隙黏土多被砂壤土、粉土充填，局部夾有砂壤土微層，以及黏土層等。

雙王城水庫在勘探深度內，分為第四系全新統(tǒng)沖積堆積（Q4al）的砂壤土、壤土及裂隙黏土；第四系全新統(tǒng)海積堆積（Q4m）的砂壤土、黑色的富含有機質的壤土；以及第四系上更新統(tǒng)海積堆積（Q3m）的砂壤土、壤土、壤土夾姜石，局部夾黏土透鏡體。

2 圍壩土方平衡、壩料復勘和碾壓試驗

壩料復勘就是在復查過程中應調查料場土質情況，并計算該區(qū)域面積和土層方量，以便后續(xù)施工控制。根據料場高程、位置、填筑部位作統(tǒng)一規(guī)劃，優(yōu)化土方調配，料場的上壩運距要盡可能短，要求不同的土料運至相對應的壩段。

土方填筑前先進行現場碾壓試驗，各標段分別根據各自料場土料的性質、鋪土方法、碾壓機械分別進行碾壓試驗，通過碾壓試驗確定各種壩料施工控制參數（鋪土厚度、碾壓遍數、行車速度、含水率等），并報給監(jiān)理單位批準。

根據總工程量及單臺設備定額工作量，適當考慮備用設備，確定施工機械設備數量。確定碾壓設備的數量時，需要同時考慮碾壓寬度、碾壓遍數、行走速度及必要的時間間歇及各自標段每天需要碾壓的壩面長度，以確保碾壓設備數量滿足施工強度要求。

3 圍壩填筑與碾壓施工工序

圍壩土方填筑工程主要工序有結合面接縫處理、上料鋪土、碾壓工序，并在現場做關鍵工序負責人標識牌。

3.1 壩體填筑施工工序

1）結合面、接縫處理工序。結合面應刨毛處理，若采用凸塊振動碾則不需要刨毛。結合面土料含水率應在最優(yōu)含水率-2%～3%范圍之內，否則，需要灑水或晾曬。圍壩壩型銜接區(qū)段和各標段及各工作面之間,銜接區(qū)段的橫向接坡不陡于1∶3.0，坡面必須壓實。不同施工壩段、施工標段的填筑高程應大致保持同步上升，相鄰高差不宜超過1.0 m，隨著壩體填筑上升接縫必須陸續(xù)削坡直至合格面方可填筑。

2）上料鋪土工序。土料上壩后先由施工班組人員及施工技術員控制質量。對于壩料中存在的葦根等其他雜物，采用撿除方法，分4道工序上壩傾卸土料后、推平、翻曬、整平撿除控制。

壩基驗收合格后進行上料、鋪土，填寫“土方填筑工程上土許可證”。在此過程中對土料中的蘆葦根等雜物進行清除。如填土出現橡皮土、層間光面、層間中空、松土層或剪切破壞等現象時，可采用鏵犁翻開晾曬或者直接挖除,換填好土再按壩體填筑要求碾壓，經檢驗合格后，始準鋪填新土。

在上料過程中，應根據單元工程總土方量、上壩鋪土邊線、運輸車輛類型、卸土間距、土料質量等情況填寫“鋪土過程控制檢查記錄表”；鋪土整平工序完成后，對鋪土厚度、鋪土邊線、土料含水率進行檢驗，填寫“土方填筑鋪土工序檢測記錄表”。檢驗合格后填寫“鋪土工序驗收簽證”報監(jiān)理部。監(jiān)理部收到施工單位的 “鋪土工序驗收簽證”及相關檢測資料后，對土料是否合格、粒徑是否偏大、鋪土厚度、寬度、含水率、平整度、蘆葦根清理等項目進行檢查和驗收，填寫“圍壩填筑鋪土工序監(jiān)理檢測記錄表”，鋪土厚度抽檢頻次為10%～30%，其他項目為10%。檢驗合格后簽發(fā)“鋪土工序驗收簽證”，同意施工單位進行碾壓施工。

壩面土料用推土機推平或鏟運機整平后開始碾壓。碾壓前應使上壩土料含水率控制在最優(yōu)含水率-2%～3%范圍之內，當土料含水率低于這個范圍時，需要灑水。當含水率過大時，對作業(yè)面用鏵犁進行翻開晾曬，用旋耕犁粉碎大的土塊，待含水率適合時按照壩體填筑標準進行碾壓。并填寫用于校核的三點擊實試驗報告。

3.2 圍壩壩體碾壓施工工序

碾壓參數按照監(jiān)理部批復的碾壓試驗成果執(zhí)行。在土方碾壓過程中，填寫“圍壩土方碾壓施工記錄表”。碾壓完成后施工單位進行“三檢制”檢驗合格后，填寫“圍壩填筑壓實工序檢測記錄表”與“土方填筑壓實原始記錄表、土方填筑壓實度檢測報告”一起報送監(jiān)理部，報監(jiān)理部進行壓實干密度檢測見證取樣和壓實后高程測量，并填寫“干密度檢測見證取樣單”，干密度檢測頻次不少于1組/350 m3。檢驗合格后填寫“碾壓工序驗收簽證”、“壩體填筑壓實工序質量評定表”、“壩體填筑單元工程質量評定表”及報驗單報監(jiān)理工程師驗收。

監(jiān)理部收到施工單位壩體填筑單元工程質量報驗資料后，安排監(jiān)理人員對干密度、壓實后高程、接縫處理等項目進行檢查和驗收，填寫“圍壩填筑壓實工序監(jiān)理檢測記錄表”，干密度抽檢頻率為施工單位抽檢數量的10%。

4 圍壩填筑與碾壓施工質量控制與評定

4.1 上料鋪土工序主要質量控制點

1）上壩土料質量控制。土料上壩前，在料場首先由施工項目部技術員根據料場清表情況判斷土料是否合格，不合格的土料直接運到指定位置棄置，或采取措施處理后再上壩；上壩土料中樹根及葦根等雜物，現場采取多道工序進行撿除；含有葦根比較多的土料作為棄土，放到指定棄土位置。上土過程中由挖掘土料司機、運土司機及現場施工技術人員共同對土料質量進行控制，達到不同土料運至不同的卸料位置。

2）筑壩每層土的鋪土厚度控制。對于鋪土厚度的控制，主要采用上土前計算單元總方量、上土過程、整平過程、整平后測量的方法進行控制，亦即事前控制、事中控制、事后控制。

在該層土上壩前由施工單位先計算該層土的總方量；上土過程中，由現場施工員對每輛上土車輛的單車方量與該車拉的總趟數進行統(tǒng)計，實行總量控制；上土完成后，由推土機推平，采用標桿配合灰點進行整平厚度控制以及撒灰線進行邊線控制；整平完成后，采用水準儀測量鋪土后的高程，與前層土碾壓完成后對應點的高程相減，即得出本層土的鋪土厚度。

4.2 碾壓工序的主要質量控制點

1）碾壓遍數。碾壓遍數主要通過現場施工員及司機記錄碾壓起止樁號、碾壓寬度、碾壓起止時間、每遍碾壓歷時及有效碾壓歷時等施工過程中的數據控制。

2）碾壓搭接寬度控制。碾壓搭接寬度由司機及現場施工員現場控制。相鄰兩段交接帶碾跡應彼此搭接，垂直碾壓方向搭接帶寬度應不小于0.3～0.5 m；順碾壓方向搭接帶寬度應為1～1.5 m。

4.3 土方壓實度的質量控制

填筑土料壓實度主要根據土料輕型擊實試驗確定的最大干密度計算得出，必要時結合三點擊實試驗進行驗證。

1）土料最大干密度指標的確定。首先施工單位根據料場土料分布情況結合施工組織設計，規(guī)劃好施工壩段及對應的庫區(qū)取土料場，然后在每個取土區(qū)，取土樣進行輕型標準擊實試驗，確定該區(qū)對應施工壩段的土料最大干密度指標，并報監(jiān)理批準。

2）壓實度檢測。壓實度檢測主要采用現場碾壓后實測的土體干密度與土料最大干密度計算得出。當計算的壓實度出現異常（如＞1.02或＜0.96），則通過三點擊實試驗進行校核。

三點擊實試驗法的具體操作：①碾壓后現場取土7.5 kg左右，均分3份，根據含水率情況確定加、減水試驗，或者減水試驗測出濕密度及加減水的含量。減水可采用晾曬或者采用吹風設備來控制含水率。②采用輕型標準擊實試驗，確定不同含水率下的變換濕密度。③環(huán)刀取樣，測出碾壓后土的天然濕密度ρf和含水率wf。④根據圖解法或者數解法得出變換最大干密度ρm。⑤經計算得出壓實度D=ρf/ρm。

以上主要工序完成后，分別填寫“壩體填筑結合面處理工序質量評定表、筑壩工程接縫處理工序質量評定表”、“壩體填筑卸料及鋪填工序質量評定表”、“壩體（壓重平臺）填筑壓實工序質量評定表”、“壓重平臺填筑壓實單元工程質量評定表”“壩體填筑壓實單元工程質量評定表”、單元工程施工質量報驗單”進行報驗。

5 結語

目前，三座平原水庫圍壩土方填筑工程即將完工，文中闡述圍壩填筑各階段主要工序的特點及各階段的施工質量控制的主要方法，總結填筑各階段質量控制的主要經驗，得出填筑前期準備階段是質量控制事前控制階段，填筑階段是填筑工程中事中控制階段，填筑評定階段是填筑事后控制階段；規(guī)范圍壩填筑各施工工序的記錄表格、質量控制、評定標準表格等，為類似工程建設施工質量控制提供了參考。

[1]施發(fā)弘.高填方工程施工中的系統(tǒng)控制方法[J].四川建筑,2010(03):91-92.

[2]胡保頌.高填方路基填筑碾壓工藝控制的試驗研究[J]西部探礦工程,2007(01):169-170.

[3]馬天勝，翟慶國.公路路基壓實度控制的有效方法和措施[J].西部探礦工程,2004(06):134-135.

[4]蒲智明，張紅珠.高等級公路路基施工壓實度檢測控制方法的探討[J].山西交通科技,2005(02):17-18.

[5]凌旭初，張成龍，毛菊良.土質路基壓實度標準的實踐與強度評定[J].華東公路,1995(04):9-16.

[6]胡志好.高速公路路基壓實質量控制分析[J].安徽地質,2006(01):70-72.

[7]霍明艷，閆松濤.路基壓實度控制技術[J].黑龍江科技信息,2009(28):232-280.

[8]趙桂娟，郭平.高速公路路基壓實度檢測方法相關性分析[J].西安科技大學學報,2006(02):38-42.

[9]徐剛，盛安連，姜松，胡紅梅.新穎的路基壓實度測定方法的研究[J].農業(yè)機械學報,2001(03):21-24.

[10]鄧鵬飛，孔永健，曹東偉.某高速公路基層壓實度施工質量動態(tài)控制[J].金陵科技學院學報,2008(02):24-28.

[11]李輝，夏柏如，王園.高液限粘土路基填土工程性質探討[J].中國地質災害與防治學報,2006(04):148-150.

[12]王李俊.含水量對路基安全性影響的試驗研究[J].工程質量,2009(07):77-79.