黃則明,潘春草
(陜西省西安市臨潼區地下水工作隊,陜西 西安 710600)
渭南市臨渭區稠水河小流域從2001年起,先后被黃委會列為黃河水土保持生態重點小流域治理項目和黃土丘陵溝壑區淤地壩壩系建設項目,截至2007年底,項目建設基本完成。張灣骨干壩屬于黃土丘陵溝壑區淤地壩壩系建設項目第一批骨干壩工程。本文根據張灣骨干壩工程施工特點,提出合理的施工管理方案并對施工結果進行評價。
張灣骨干壩工程位于渭南市臨渭區大王鄉,距渭南市31 km,是一座攔截上游流域泥沙的Ⅴ等小(Ⅱ)型工程,設計總庫容53.92萬m3,攔泥庫容20.76萬m3,淤地面積87畝。
張灣骨干壩所在河道長溝是渭河支流尤河支流稠水河的一條支流,主溝道長3.16 km,河道比降2.2%,控制流域面積3.49 km2。該溝道常年有流水,常流量6.8 L/s。張灣骨干壩壩址多年平均侵蝕模數為6700 t/km2·a,流域多年平均輸沙量為1.73萬m3。張灣骨干壩為均質土壩,設計最大壩高28.7 m,壩頂長110.4 m,壩頂寬5.0 m,最大壩底寬119.7 m。壩體填筑土料設計干容重1.65 t/m3。泄洪放水建筑物主要由壩前岸坡放水臥管、壩下輸水涵管和壩后輸水明渠三部分組成,放水臥管設計總高度21.75 m,每臺高度0.4 m,輸水涵管采用DN800鋼筋混凝土管,設計管長105 m,輸水明渠設計長度48 m。
本工程共劃分1個單位工程,名稱為張灣骨干壩工程。分主體工程、放水設施工程2個分部工程。
張灣骨干壩工程2004年11月15日開工。
2004年11月26日開始主體壩基清理,11月28日穿插完成上游施工導流圍堰修筑,11月29日開始輸水涵管施工,包括基礎平臺開挖及輸水涵管安裝砌筑,12月20日開始主體工程填筑,12月28日開始臥管消力池土方開挖,12月29日開始消力池基礎漿砌石,2005年3月8日開始預制臥管蓋板,3月10日,消力池砌筑完成,3月10日放水臥管基礎開挖,3月14日臥管基礎砌石,3月19日壩后輸水明渠基礎整修開挖及砌石,3月24日開始反濾體砌筑,4月5日,張灣骨干壩樞紐工程全部完工。
2.2.1 壩底結合槽的開挖及回填處理
主體土壩底部結合槽開挖時,發現河床底部有砂卵石層,并有少量的泉水透出。針對這種情況,主要采用了兩種措施來解決。一是在開挖時采取深挖,挖至原狀土層0.5 m~1.0 m以下,突破原設計截水槽1.5 m的深度;二是及時回填碾壓,迅速阻斷透水路徑。
2.2.2 基礎土方回填處理
由于原河床底部有砂卵石透水層,施工導流圍堰不能完全截斷上游來水,對壩基土方回填施工非常不利。在實施過程采取:①壩前筑小堤,并在迎水面結合槽另筑一堤,將兩堤內積水迅速抽排,并及時回填,24小時不間斷實施;②取用含水量較小、質地比較良好的土質,快速回填碾壓;③就近取土等措施,順利完成基礎回填。
2.2.3 臥管消力池基礎透水問題處理
消力池基礎開挖后發現,透水情況較為嚴重,其原因除了地下透水層外,最重要的是壩體填筑阻斷了水流通道,抬高了水位。由于來水集中在消力池基坑側下部,使消力池基礎漿砌石施工難以進行,又給工程帶來安全隱患,同時也達不到基礎的設計承載力要求。為了解決這一問題,主要采取的措施是在基坑一側挖深坑積水抽排,以此來降低水位。具體施工中再配合其他施工方法,如拋填塊石,快速完成基礎砌筑;側墻邊砌筑邊回填土,迅速阻斷側向來水等措施,使施工能安全順利進行。
1)臥管部位有諸多泉眼,請示監理后,臥管向壩軸線方向移動6 m左右;
2)臥管消力池施工時,工程所在部位地面高程(87.9 m)高于原設計(83.5 m),加之地下水位較高,故將消力池底高程抬高4.5 m,變為85.45 m,相應輸水涵管進口高程變為86.65 m;
3)壩后輸水明渠原設計兩側邊墻厚度為上頂30 cm,下底部為40 cm,調整為明渠邊墻下底寬為50 cm;
4)壩后輸水明渠下游消力池與原河道不平行,實施中修改,使之成平行。
2004年11月15日進駐工地后,隨即成立了咸陽市水利機械施工隊張灣骨干壩項目經理部,并在其下專門成立了土方機械施工隊,主要完成壩體土方開挖回填施工。另外又成立了建筑物工程施工隊,進行放水設施施工,如臥管、輸水涵管、輸水明渠、反濾體的施工安砌等。同時,設立了技術組,配備了專職工程技術人員和質檢人員,對張灣骨干壩工程進行跟蹤式施工,規范化檢測,從而在工質量上確保了張灣骨干壩工程的順利完工。
對于張灣骨干壩工程的施工,項目經理部分別與各施工組織簽訂了施工合同和安全合同。在工程建設的全過程中,各方以合同為保障,安全高效的完成任務。要求各施工組織嚴格服從現場技術人員和管理人員的指導和調配。工程每道施工工序遵循既定的施工組織計劃,及時對照檢查,發現問題查找原因,采取相應的保證措施。
張灣骨干壩工程建設所需的主要材料為石料(塊石、碎石)、水泥、砂子、鋼筋混凝土管。所有施工建筑材料均由項目經理部采購,材料進場前須經質檢部門核定合格后方可使用。由于材料供應及時,針對工期及采購備料,在施工過程中從未出現因材料供應問題而造成的窩工現象,加上監督把關得力,也從根本上杜絕了不合格材料的進場。
張灣骨干壩工程的施工質量主要依據GB/T 19002-ISO9002質量保證體系。在張灣骨干壩工程尚未施工過程中,有專業工程技術人員現場值班,負責工程技術指導和工程質量檢查工作,特別對關鍵部位及隱蔽工程進行全程跟蹤、旁站檢查指導,并及時按照規范要求取樣抽檢,不合格工程或部位及時返工。
4.1.1 土方填筑
①地基清理、土料質量符合設計要求;②干容重合格率不得小于90%,且不合格樣不得集中;不合格干容重不得低于設計干容重的92%。
4.1.2 混凝土
①水泥、砂、石、水等原材料必須符合設計要求;②配合比和現場拌和施工必須符合規范要求。
4.1.3 砌體
①材料和砌體的質量符合要求;②配合比正確,砂漿拌和符合規范要求;③砂漿充填密實,砌縫寬度、錯縫距離應符合要求。
4.1.4 管道
①管材選用國家正規廠家生產,并有相應質量證明書和出廠合格證明文件;②管道施工嚴格按規范要求安裝砌筑,并達到外觀順直。坡降符合設計要求。
本工程1個單位工程合格,主體和放水設施2個分部工程均合格,67個單元工程全部合格。
在工程施工過程和竣工階段,業主、監理和項目經理部三方聯合分別對主體大壩清基、輸水涵管、主體填筑等關鍵部位進行了多次驗收或抽查,并與2005年4月10日對本工程兩個分部工程和本單元工程進行了驗收。具體情況見表1。

表1 歷次驗收情況表
張灣骨干壩工程建設已順利完工,通過本次工程施工,總結出以下經驗:
1)張灣骨干壩工程樞紐壩址上游的河床比較平坦,地下砂卵層形成的透水情況較為嚴重,因此在施工過程中首先應阻斷上游透水暗流。建議修筑上游施工導流圍堰時做好阻斷地下透水的工作,即深挖結合槽,用質地好的土填筑。地質復雜淤積層較厚時,可采用先簡單堵水,再換填土筑堰。
2)土源選定極為重要,選擇不當會造成不必要的浪費或延誤工期。建議土源應就近選定,特別是基礎回填不要選用較高位置的土,或采取分層選取土源。
3)臥管消力池底部不宜太過低于原地面。建議適當抬高,比原地面低1 m較為合適。
4)通過設計變更,使得工程實施更趨合理。包括基礎避開泉眼位置、抬高臥管消力池高程、調整壩后明渠及消力池使之平行等。