病險(xiǎn)水庫(kù)加固工程土方填筑施工探討

□ 徐治勇 陳再國(guó)

由于大多數(shù)病險(xiǎn)水庫(kù)建設(shè)早，標(biāo)準(zhǔn)低，施工質(zhì)量差，主要建筑物均有不同程度的損壞。這些水庫(kù)帶病運(yùn)行，嚴(yán)重威脅人民生命財(cái)產(chǎn)安全和社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。為保證水庫(kù)安全運(yùn)行并使其發(fā)揮最大效益，采取相應(yīng)的加固措施消除病險(xiǎn)危害不僅非常必要，而且十分迫切。在加固工程中，水庫(kù)壩體的培厚加固是其中一個(gè)重要內(nèi)容，現(xiàn)根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)并結(jié)合相應(yīng)規(guī)范闡述如下。

一、土方填筑施工的特點(diǎn)

在病險(xiǎn)水庫(kù)加固工程中，需實(shí)施土方填筑質(zhì)量控制的：一是壩置換放水涵管后的土方填筑（破壩回填）；二是壩背水坡培厚加固（含反濾體接觸部位）；三是壩迎水坡培厚加固；四是壩頂加高等。如果壩體培厚加固的土方量少，其施工工作面必然較小，受限制的條件多，則對(duì)壩體土方填筑的施工質(zhì)量要求較高。實(shí)施的部位不同，對(duì)土方填筑的施工工藝、質(zhì)量控制方法的要求也不同，故在施工中應(yīng)根據(jù)不同的部位，制定出一套便捷而有效的措施方案，對(duì)保證土方填筑的施工質(zhì)量，加快工程進(jìn)度是很有必要的。

二、壩體填筑質(zhì)量的控制

（一）土料的質(zhì)量控制

土料的質(zhì)量是保證壩體土方填筑質(zhì)量的基礎(chǔ)，是控制填筑質(zhì)量的源頭。注重土料質(zhì)量的選擇，可以減少施工過(guò)程中的“再加工”，對(duì)壩體的質(zhì)量控制是非常有利的。

一般土料的選取：破壩回填的土料，原則上優(yōu)先采用原來(lái)開(kāi)挖的土料，不足的才外運(yùn)滿足防滲要求的粘性土；其他部位可以依據(jù)當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況盡量采用粘性土，如因條件限制可采用粘性土、砂質(zhì)土和卵礫石的摻和料，盡量不選用含水量較難控制的粉質(zhì)土。為保證上壩土料的質(zhì)量，施工前應(yīng)對(duì)土料進(jìn)行擊實(shí)試驗(yàn)，確定含水率、最優(yōu)含水量、最大干密度值，為施工時(shí)提供控制依據(jù)。試驗(yàn)分原壩土料和料場(chǎng)土料，土料的含水量過(guò)高時(shí)，采取翻曬，在夏季和中午的時(shí)間段施工；土料的含水量過(guò)低時(shí)，可采用在施工攤鋪面灑水的方法處理。

土料上壩時(shí)，如發(fā)現(xiàn)有明顯不合格的土料，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行清理，對(duì)土料中混進(jìn)的雜草、樹根等必須安排專人清除。

（二）填筑壓實(shí)試驗(yàn)

壩體填筑前，進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)碾壓試驗(yàn)是質(zhì)量控制的一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)。通過(guò)試驗(yàn)的進(jìn)行，可以確定不同部位所應(yīng)采用的施工機(jī)械、碾壓厚度、碾壓遍數(shù)等有關(guān)的施工參數(shù)。

按最優(yōu)含水率、最優(yōu)含水率±3%三種土料分別試驗(yàn)，并結(jié)合已建類似的工程經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，初選三種土料的碾壓機(jī)械及碾壓參數(shù)。根據(jù)不同的鋪土厚度和碾壓遍數(shù)，測(cè)得其相應(yīng)的含水量及干密度，作出對(duì)應(yīng)的關(guān)系曲線，再按鋪土厚度、壓實(shí)遍數(shù)、最優(yōu)含水率和最大干密度進(jìn)行整理并繪制出相應(yīng)曲線。結(jié)合設(shè)計(jì)干密度，從曲線上分別得出不同鋪土厚度所對(duì)應(yīng)的壓實(shí)遍數(shù)及最優(yōu)含水量，最終確定適合的壓實(shí)厚度及松攤厚度。

在病險(xiǎn)水庫(kù)加固工程中，壩體填筑主要進(jìn)行兩種試驗(yàn)：一種是壩體的填筑，常用施工機(jī)械組合壓路機(jī)輔以推土機(jī)平土或履帶拖拉機(jī)輔以推土機(jī)平土等；另一種是防滲部位的填筑，主要是破壩后土方回填，施工場(chǎng)地狹窄，新設(shè)置涵管的附屬結(jié)構(gòu)多，無(wú)法進(jìn)行機(jī)械化施工。涵管面以上1m高程至涵管底高程間的回填土，采用病險(xiǎn)振動(dòng)沖擊夯輔以人工平土的施工方法，其施工參數(shù)可根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)初定，松鋪厚度15cm，壓實(shí)厚度10cm左右，具體的參數(shù)統(tǒng)計(jì)方法也如上所述。

（三）壩體施工的質(zhì)量控制

1.壩體新舊結(jié)合面的處理

壩面的清基含植被清理和表土清理，將其范圍內(nèi)的樹根、雜草、垃圾及其他有礙物清除干凈。用人工配合推土機(jī)將表層土及植被堆積成堆后，裝運(yùn)至指定地點(diǎn)分類堆放。破壩后兩邊坡開(kāi)挖面以及各類壩坡面的新舊結(jié)合部位，新舊土體采用臺(tái)階法接縫，接觸面刨毛，灑水潤(rùn)濕。修臺(tái)階時(shí)，在挖掘機(jī)斗齒上加焊30 mm厚鋼板，避免破壞原堤土料，修筑臺(tái)階按有關(guān)規(guī)定實(shí)施。

2.壩體與岸坡結(jié)合面處理

壩體與岸坡的結(jié)合面是壩體施工控制的關(guān)鍵部位，若處理不當(dāng)，極易形成滲水通道，甚至形成管涌、不均勻沉降及裂縫，使壩坡面出現(xiàn)軟弱面，影響壩體的穩(wěn)定。填土前，先將結(jié)合面的污物沖洗干凈，清除松動(dòng)的巖石，在結(jié)合面上灑水濕潤(rùn)后，涂刷厚約5cm的濃粘土漿或水泥粘土漿，邊涂刷邊鋪土碾壓。在正常施工至相同標(biāo)高時(shí)，施工中形成的近岸坡處臨時(shí)便道必須挖除，重新依照施工方案層層鋪土及碾壓。

3.壩體與結(jié)構(gòu)物的結(jié)合面處理

結(jié)構(gòu)物包括涵管、混凝土截水環(huán)、進(jìn)出口漿砌石邊墻、壩后反濾體等。填筑時(shí)，應(yīng)對(duì)稱進(jìn)行，均勻上升，以免產(chǎn)生過(guò)大的側(cè)壓力影響安全。結(jié)構(gòu)物周邊的土方回填，宜在建筑物強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度50～70%的情況下施工，鋪土的厚度依據(jù)試驗(yàn)的參數(shù)進(jìn)行，應(yīng)采用病險(xiǎn)振動(dòng)沖擊夯輔以人工平土的施工方法夯實(shí)；邊角及機(jī)械碾壓不到的部位，可采用木錘人工打夯，但須按 “薄鋪土、勤夯實(shí)、常灑水”的原則實(shí)施。

4.接縫的處理

壩體填筑中，層與層之間分段接頭必須錯(cuò)開(kāi)，避免在高度方向形成施工通縫，同時(shí)分段條帶要與壩軸線大致均等布置，防止順滲水方向出現(xiàn)施工通縫。縱向接縫宜采用不同高度的斜坡和平臺(tái)相間的形式，坡度與平臺(tái)寬度可依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)合理設(shè)置，但應(yīng)滿足穩(wěn)定需要。壩體施工臨時(shí)設(shè)置的接縫，通常高差以不超過(guò)鋪土厚度的1～2倍為宜，分縫在高程上也應(yīng)適當(dāng)錯(cuò)開(kāi)。

以上要點(diǎn)必須在實(shí)際施工中靈活把握。

（四）關(guān)鍵工序的控制

1.土料鋪填

需統(tǒng)一鋪土，統(tǒng)一碾壓，其層厚由碾壓試驗(yàn)確定。土料鋪填分卸料及平料兩道工序，采用進(jìn)占法施工，即汽車在已平好的松土層上卸料，用推土機(jī)向前進(jìn)占攤鋪料，后用平路機(jī)平料。施工過(guò)程中嚴(yán)禁汽車在已處理的層面輾壓處行駛，以免土料產(chǎn)生剪力破壞。每邊超填寬度30～50cm。在填筑高度達(dá)到2.5m后，用挖掘機(jī)修坡至設(shè)計(jì)要求。攤鋪后的土料要做到厚度均勻，表面平整，無(wú)粗粒集中，邊線整齊。土料鋪筑時(shí)應(yīng)嚴(yán)格控制鋪料層厚度及防止土料剪力破壞，為此，常采用如下措施：1）保持填土表面平整、均勻，防止超厚；2）算方上料。根據(jù)鋪土厚度，計(jì)算出每車土料控制的面積，在填筑面上均勻卸料，呈梅花狀傾卸；3）在推土機(jī)平料過(guò)程中，要及時(shí)檢查鋪土層厚度，發(fā)現(xiàn)超厚部位立即進(jìn)行處理；4）在填筑前設(shè)高程控制樁，在高程控制樁上標(biāo)識(shí)每層的填土厚度；5）土料填筑施工過(guò)程中嚴(yán)禁汽車等機(jī)械在已處理好的層面上碾壓行駛。

2.土料整平、壓實(shí)

整平及壓實(shí)是土方填筑工程施工的重要關(guān)鍵工序。土料攤鋪后，用平路機(jī)或推土機(jī)整平，盡可能沿平行壩軸線的方向進(jìn)行碾壓，嚴(yán)禁垂直于壩軸線方向進(jìn)行碾壓。同時(shí)，應(yīng)考慮碾壓機(jī)械工作的適宜條件，避免局部漏壓形成橫穿壩體的集中滲流帶。壓實(shí)時(shí)主要采用進(jìn)退錯(cuò)距法，碾壓順軸線方向搭接進(jìn)行，無(wú)漏壓，表面平整，無(wú)彈簧、起皮、脫空和剪切破壞現(xiàn)象。為控制碾壓質(zhì)量，可根據(jù)碾壓面積、機(jī)械行駛速度算時(shí)碾壓，設(shè)專人專職負(fù)責(zé)記錄碾壓遍數(shù)及時(shí)間。

3.土層間的層面處理

在土料填筑前，為保證上、下層土體結(jié)合良好，必須對(duì)結(jié)合層面進(jìn)行處理，其處理方法為：將表面松土、砂礫及其他雜物徹底清除干凈，表面用刨毛機(jī)刨毛，刨毛深度為1～2cm。刨毛要均勻，深度要一致，且無(wú)漏刨現(xiàn)象。土層面較干時(shí)，須灑水濕潤(rùn)。在清基完成驗(yàn)收合格后，應(yīng)立即進(jìn)行第一層土料填筑。

（五）填筑質(zhì)量的檢測(cè)

檢測(cè)試驗(yàn)是質(zhì)量控制的量化指標(biāo)，施工中除按要求進(jìn)行試驗(yàn)取樣外，在接縫處、與原岸坡結(jié)合處、分段施工結(jié)合處等需進(jìn)行加密取樣，具體的檢測(cè)取樣及部位應(yīng)依據(jù)《碾壓式土石壩施工規(guī)范》的要求進(jìn)行，通過(guò)檢測(cè)試驗(yàn)徹底消除施工中的薄弱環(huán)節(jié)。

干密度的測(cè)定，除采用核子密度儀測(cè)定以外，對(duì)于粘性土可用環(huán)刀法測(cè)定，其他的可用灌砂法或灌水法測(cè)定。在每一填筑層自檢、抽檢后，凡取樣不合格的部位應(yīng)及時(shí)進(jìn)行補(bǔ)壓或作局部處理，經(jīng)檢驗(yàn)合格后再進(jìn)行下一道工序。

三、結(jié)束語(yǔ)

病險(xiǎn)水庫(kù)加固工程中土方填筑工程的施工質(zhì)量控制，必須嚴(yán)格按施工填筑參數(shù)控制好壓實(shí)、鋪筑厚度、土料的質(zhì)量。認(rèn)真依據(jù)施工規(guī)范及設(shè)計(jì)要求實(shí)施，做到“試驗(yàn)先行、嚴(yán)抓重點(diǎn)、檢測(cè)緊跟、合理統(tǒng)籌”的方針，結(jié)合每個(gè)工程的實(shí)際情況合理進(jìn)行施工組織設(shè)計(jì)，使壩體的加固質(zhì)量達(dá)到預(yù)期目的。