重慶市秀山隘口水庫壩體填筑施工設計

李建文

（中國水利水電第十一工程局有限公司，河南 鄭州 450000）

重慶市秀山隘口水庫位于秀山縣隘口鎮，以農業灌溉和防洪為主，兼有供水、發電和解決人畜飲水等綜合效益，對秀山縣全面建設小康社會和社會主義新農村，實現經濟社會持續、健康、協調發展有著重要的意義。水庫正常蓄水位544.45 m，總庫容3027.4萬m3，為滿足工程設計需求，水庫大壩設計為高100.1 m的瀝青混凝土心墻堆石壩[1]。但由于工程區巖溶水文地質條件復雜，重慶市秀山隘口水庫工程壩體施工環境差，質量難以保證，因此需要對壩基巖溶地質缺陷進行客觀評價，提出合理的設計方案，用以保證水庫的正常運行。

1 壩體設計

1.1 大壩地形、地質條件及壩基處理

1.1.1 大壩地形、地質條件及設計地質分區

隘口水庫壩址處河床寬110 m，壩軸線處河床覆蓋層厚6.5 m～12.8 m，灰巖、白云巖飽和抗壓強度為45 MPa～55 MPa，碎裂狀白云巖為25 MPa；砂礫卵石承載力標準值約0.2MPa～0.5 MPa，壩基巖體巖溶強烈發育，左岸平均溶洞直線率為5.57%，河床12.78%，右岸10.84%，壩址平均溶洞直線率為10.24%；壩基河床普遍夾有土層，不宜作為持力層。

設計根據地質條件將地基分為三個區，Ⅰ區（帶）：溶蝕巖體區（帶），主要特征為出露成片基巖，以溶蝕裂隙及直徑小于2.0 m的溶洞發育為主，溶隙及溶洞中普遍充填黃色粘土夾砂礫石、碎石；Ⅱ區（帶）：溶蝕殘留巖體區（帶），溶蝕殘留巖體區出露石柱、石芽，有基巖產狀，下部與成片基巖相連，其間發育溶溝，溶槽，并相互貫通，充填灰黃色粘土夾砂礫石、碎石、塊石；Ⅲ區（帶）：溶蝕填泥區（帶），溶蝕填泥區充填灰黃色粘土夾砂礫石、碎石、塊石，無基巖出露，位于地下水位以下，含水量大，結構松散，遇水機械擾動后形成流塑狀的稀泥[2]。

1.1.2 大壩基礎處理要求

大壩心墻下灌漿廊道基礎（壩軸線）開挖至溶蝕巖體Ⅰ區（帶）頂面，大壩心墻廊道上游50 m、下游30 m范圍(A區)基礎全部挖除溶蝕填泥Ⅲ區（帶），并盡可能挖至溶蝕殘留巖體Ⅱ區（帶）的底部后，采用C15砼澆筑至灌漿廊道基礎，并對心墻上游50 m、30 m范圍進行固結灌漿。其它部位（B區，即A區以外的壩基部分）應挖除溶蝕填泥Ⅲ區（帶），將基礎置于溶蝕殘留巖體Ⅱ區中上部，溶溝、溶槽壓實回填碎（塊）石。

1.2 壩體斷面及壩料分區

壩頂高程EL549.2 m，寬10 m，長233.87 m；壩基高程EL449.1 m；防浪墻頂高程EL550.4 m，上、下游壩坡1∶1.6，下游壩坡在525.0 m高程處設置3 m寬馬道，壩體橫斷面結構為瀝青心墻、心墻兩側過渡料以及堆石壩體，具體見圖1。填筑總方量157.9萬m3，其中壩體回填141.7萬m3，大壩上下游平臺回填16.2萬m3，瀝青心墻回填10949 m3。各種壩料的設計參數見表1。

圖1 壩體典型設計斷面圖

表1 壩體填筑料主要設計指標

1.3 工程施工導流

該工程設計采用左岸導流洞結合左岸導流明渠（占壓部分左岸壩基）進行導流，分為兩個導流階段。第一階段，在壩體達到度汛高程EL521 m之前，枯水期采用圍堰擋水導流洞過流，汛期采用圍堰擋水導流洞與導流明渠聯合過流；第二階段，壩體填筑達到EL521 m高程以后，采用壩體擋水導流洞過流。因汛期要利用明渠過流，所以只能在枯水期進行明渠拆除及其占壓部位的施工，就土石壩而言，在大壩一側設導流明渠對施工安排影響較大。

2 壩體填筑施工安排

結合該工程壩體施工受影響因素較多，工期緊張的特點合理規劃施工時間和施工內容。具體填筑時段見表2，壩體填筑分期見圖2。

表2 大壩填筑分期工程量及強度表

圖2 壩體填筑分期圖

3 壩料來源、爆破試驗、碾壓試驗

3.1 壩料來源

壩體堆石料來源于兩個石料場，一個為大壩左岸下游的干洞石料場，為主要料場，也是原設計的石料場，距壩址0.8 km，巖性為灰巖，有用儲量約416萬m3，完全滿足工程需求；另一個為大壩右岸上游約4 km的馬尿洞石料場，為補充料場，巖性為灰巖。

過渡料、墊層料及瀝青心墻所用石料均取自于干洞石料場，骨料經人工砂石系統加工而成。3.2 爆破試驗

在石料場進行梯段爆破、2#巖石硝氨炸藥爆破、阿特拉斯鉆機打孔多次爆破試驗，確定施工參數見表3。

表3 施工爆破參數表

3.3 碾壓試驗

分別對各種壩料進行了填筑前的碾壓試驗，除過渡料采用2 t振動碾外，其它填料均采用26 t振動碾，經碾壓試驗確定填筑施工參數見表4[3]。

表4 壩料填筑施工參數

4 堆石壩體填筑及瀝青心墻鋪筑

4.1 堆石壩體填筑

根據施工分期安排壩體填筑施工，心墻、過渡料、堆石料平起填筑上升，堆石料填筑層可劃分為2～4個單元進行流水施工，每個單元2000m2～3000m2。在壩基清理或下部填筑層合格后進行壩料的鋪筑作業，過渡料要與瀝青心墻同時鋪筑。堆石料及墊層料采用26 t振動碾進退錯距法碾壓，錯距寬度小于20cm，碾壓10～12遍，邊角部位采用小碾子或蛙夯壓實，碾壓過程中由人工對局部凸凹進行修整。過渡料隨瀝青心墻料同步碾壓，采用2t振動碾，碾壓12遍。

4.2 瀝青心墻鋪筑

心墻與過渡料填筑同步上升，進度稍快于堆石體填筑，瀝青混和料采用LB-1000型全自動瀝青混凝土拌合站生產，保溫自卸車運料、裝載機卸料，西安理工大學研制的JXT-09型攤鋪機鋪料，2 t振動碾壓實。

5 結語

本工程地質條件復雜，填筑施工受制約因素較多，2011年汛前搶工任務重、難度大，既要保證堆石體的施工強度又要保證瀝青心墻的施工速度。項目通過分析工程地質條件，優化設計方案，并經過試驗確定較為準確的施工參數，加強施工組織、保證資源配置、采用先進的施工技術達到了進度目標、保證了工程質量，實現了瀝青混凝土心墻月修筑13.5 m（約50層）的好成績，取得了滿意的效果。