拋石擠淤施工技術(shù)在小仝水庫除險(xiǎn)加固中的應(yīng)用

□高利胭 □趙電俊

（1新安縣小水庫管理所；2河南省陸渾水庫管理局）

1 基本情況

小仝水庫位于新安縣磁澗鎮(zhèn)掌禮村，屬黃河流域澗河一級支流小仝河上。該水庫主要由大壩、溢洪道和輸水管等組成。控制流域面積3.25km2,大壩壩型為均質(zhì)土壩，加固后最大壩高17m，壩頂長50m，寬5m，壩頂高程230m，總庫容32.44萬m3，是一座以防洪、灌溉為主，兼顧水產(chǎn)養(yǎng)殖等綜合利用的小（2）型水庫。

該庫始建于1954年11月，1955年7月竣工，由附近村民動(dòng)工興建，大壩建成蓄水至今，運(yùn)行50余年，在壩前淤積厚度達(dá)6m左右，淤積面高程219.23m，淤積物為低液限粘土。在除險(xiǎn)加固中，由于庫底淤泥軟弱、挖除工程量大、運(yùn)輸困難等施工技術(shù)難題，對工程施工產(chǎn)生較大影響。

2 工程地質(zhì)

庫區(qū)主要被第四系中更新統(tǒng)低液限粘土（Q2）覆蓋，為土質(zhì)岸坡，山高坡陡，植被覆蓋率較低，水土流失比較嚴(yán)重，在壩前淤積厚度達(dá)6m左右，淤積物為低液限粘土。

水庫大壩為均質(zhì)土壩，筑壩材料均取自兩岸，大部分為低液限粘土，含少量鈣質(zhì)結(jié)核。壩體主要由紅黃色和紅色低液限粘土經(jīng)填筑組成，土的成分和顏色變化較大，土質(zhì)不均勻，含少量鈣質(zhì)結(jié)核及卵礫石、片石等。壩身土沙粒含量占總重的13.00%～19.00%，粉粒含量占總重的65.00%～71.00%，粉粒含量占總重的15.00%～20.00%。擊實(shí)試驗(yàn)干容重為1.69～1.73 g/cm3，平均值為1.71 g/cm3，建議采用值為1.72 g/cm3；含水量為17.30%～18.40%、平均值為17.90%，建議采用值為18.10%。壩體多屬于壓縮性土范圍，部分屬高壓縮性土，經(jīng)綜合分析壩體土滲透系數(shù)建議值取4.38×10-5cm/s。

除險(xiǎn)加固方案為：在大壩迎水坡全段鋪設(shè)粘土斜墻，放緩上游壩坡坡比，提高壩體防滲能力和上游壩坡穩(wěn)定性。施工中，庫底分布有2m厚的淤泥層，處于流塑狀態(tài)，清淤工程量較大，由于淤泥流動(dòng)，一般車輛難以進(jìn)行斜坡運(yùn)輸，加之汛期臨近，工期十分緊迫，如不清淤，直接在上游壩坡進(jìn)行粘土鋪蓋，其下部因淤泥性質(zhì)軟弱，基礎(chǔ)不穩(wěn)定，工程質(zhì)量難以保證。因此，采用了“拋石擠淤”技術(shù)來處理軟弱淤泥，使該除險(xiǎn)加固工程順利如期完成。

3 工程設(shè)計(jì)與施工

拋石擠淤法是水利工程施工中常用一種技術(shù)方法。分為分散式擠淤和整體式擠淤兩種。根據(jù)小仝水庫工程實(shí)際情況，除險(xiǎn)加固工程設(shè)計(jì)采用分散式擠淤。具體方案是：利用機(jī)械將當(dāng)?shù)亓捷^大的堅(jiān)硬塊石或卵石拋入淤泥中，經(jīng)過擠壓把淤泥擠出，少部分淤泥充填于石料孔隙之間，分層施工并用機(jī)械進(jìn)行碾壓，從而提高軟弱地基的承載力和強(qiáng)度，又保持其滲透性。充分穩(wěn)定后，在進(jìn)行其他部位施工。

3.1 施工方法

先在施工工地附近選取堅(jiān)硬的、粒徑較（粒徑30～50 cm）大的符合設(shè)計(jì)要求的石塊，用汽車運(yùn)輸?shù)焦さ睾螅眯⌒屯诰驒C(jī)由近而遠(yuǎn)地將合格石料逐塊拋入淤泥，分層施工并用機(jī)械進(jìn)行碾壓，直至壓不進(jìn)且挖掘機(jī)能在其上行走為止，逐漸擴(kuò)大處理范圍，直至設(shè)計(jì)范圍內(nèi)軟弱淤泥全部處理完畢為止。

3.2 主要材料的選定

拋石用料為當(dāng)?shù)厮a(chǎn)的塊石。為保證擠淤效果明顯，石料粒徑控制在30～50 cm范圍，且將石料的石屑清除，具體指標(biāo)為：最短邊尺寸≥30 cm，抗壓強(qiáng)度>20MPa。

3.3 測量放樣

按設(shè)計(jì)范圍要求須測量放線，確定其拋石范圍并經(jīng)業(yè)主或監(jiān)理工程師現(xiàn)場檢查界線。結(jié)合現(xiàn)場的現(xiàn)狀，繪制出施工范圍的地形平面圖，并完善專項(xiàng)施工方案報(bào)監(jiān)理工程師核查、批準(zhǔn)。

3.4 石料運(yùn)輸及擠淤施工

按照拋石擠淤專項(xiàng)施工方案，施工中采用小型挖掘機(jī)用進(jìn)占法進(jìn)行施工。首先由挖掘機(jī)均勻地在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)拋第一層毛石，然后挖掘機(jī)來回走動(dòng)進(jìn)行碾壓后，可進(jìn)行第二層拋石。若塊石沉降量較大，則需再拋一層塊石進(jìn)行碾壓，如此一層一層進(jìn)行施工。

3.5 沉降觀測

施工結(jié)束后每10m設(shè)置一個(gè)沉降觀測點(diǎn)，布設(shè)沉降觀測樁，每3 a觀測一次，做好記錄，作為施工質(zhì)量的評價(jià)依據(jù)。

4 處理效果

小仝水庫通過“拋石擠淤”處理，形成了塊石淤泥混合的人工復(fù)合地基，提高了地基承載力和強(qiáng)度，同時(shí)也提高了迎水坡粘土斜墻坡腳的穩(wěn)定性。經(jīng)過半年多蓄水檢驗(yàn)，工程運(yùn)行良好，未發(fā)現(xiàn)沉降變形開裂等現(xiàn)象，且防滲效果良好。

5 結(jié)語

工程實(shí)踐表明，采用“拋石擠淤”加固處理成功解決了庫底淤泥深、基礎(chǔ)軟弱、挖除工程量大、運(yùn)輸困難等施工技術(shù)難題，取得顯著的效果。比先清淤后墊土再壓實(shí)投資節(jié)省30%，工程量相對較小，處理周期較短，值得推廣。