某水庫主體工程的施工控制

安波

（貴州省水利水電勘測設計研究院有限公司，貴州 貴陽 550002）

0 引言

水庫主體工程施工包含諸多內容，其施工質量直接決定整個水庫的質量，要想從根本上保證水庫主體工程施工質量，需要對施工控制引起足夠的重視，以下結合水庫實例，對其主體工程施工控制進行深入分析探討。

1 工程概況

大洋溪水庫壩址位于玉屏侗族自治縣新店鎮丙溪村大洋溪寨子上游河谷內。大洋溪全流域面積8.91km2，主河道河長7.17km，主河道平均比降38.1‰。大洋溪水庫上壩址以上流域集水面積6.61km2，主河道河長4.71km，主河道平均比降58.9‰。大洋溪水庫工程任務是集鎮供水、農村人畜飲水和沿線灌區灌溉供水。

工程主要任務是解決新店鎮城鎮供水90.6 萬m3/a（規劃13000 人），農村人畜及養殖場用水18.4 萬m3/a（人口1497 人，養殖場規模8000 頭豬），同時解決沿線灌區5690 畝（水田2320 畝，旱地780 畝，蔬菜290 畝，果樹2300 畝）。年總供水量237 萬m3，下放環境用水34.7 萬m3/a。

本工程由首部樞紐工程及灌區供水工程組成。首部樞紐工程為C15 細石混凝土砌毛石雙曲拱壩+大壩頂中部溢流表孔+右岸取水兼放空系統等建筑物，供水灌區工程包括輸水管道、提水泵站及水池等建筑物。水庫正常蓄水位493.00m，最大壩高50.0m（含1m 墊層），總庫容153 萬m3，興利庫容125.02 萬m3。水庫校核洪水位（P=0.50%）為495.20m，設計洪水位（P=3.33%）為494.77m。

根據《水利水電工程等級劃分及洪水標準》（SL 252—2017），本工程水庫規模為小（1）型，工程等別為Ⅳ等。主要建筑物有大壩、溢流表孔、取水兼放空系統等，其建筑物級別為4 級，輸水管道及水池等次要及臨時建筑物級別均為5 級[1]。

2 主體工程施工控制

以大洋溪水庫的大壩施工為例，擋水壩體為C15細石混凝土砌毛石雙曲拱壩，壩頂高程496.00m，河床建基面高程446.00m，最大壩高50.0m（含1m 墊層），壩頂長131.05m。大壩土方開挖約1.71 萬m3，石方開挖約5.99 萬m3，壩體C15 細石混凝土砌毛石3.15 萬m3，混凝土澆筑總量為1.77 萬m3，固結灌漿7327m，帷幕灌漿10362m。

主要施工程序如下：岸坡土石方開挖→河床基礎土石開挖→墊層澆筑及固結灌漿→壩體及溢流表孔澆筑→帷幕灌漿→壩頂結構混凝土澆筑。

2.1 土石方開挖與邊坡支護

2.1.1 土石方開挖

壩基開挖按照先岸坡后河床的順序從上到下分層進行，該工程分成兩期完成，其中，一期為開挖兩壩肩，二期為開挖河床。壩基覆蓋層開挖施工借助2.0m3挖掘機進行挖裝，由15t 自卸汽車進行運輸出渣；石方開挖方法為潛孔鉆+手風鉆造孔+人工裝藥爆破，永久邊坡采用預裂爆破的方法，在與壩體建基面臨近的部位預留厚度為1.0m 的保護層，通過小炮爆破將其挖除，棄渣借助TY200 推土機集渣，借助2m3挖掘機挖裝，由15t 自卸汽車運輸出渣。

2.1.2 邊坡支護

邊坡開挖完成后，以揭露出來的地質條件為依據，盡快施作噴錨支護，以保證后續施工安全進行，相關施工人員站在臨時搭設的工作平臺上完成鉆孔、錨桿安裝與混凝土噴射，所用混凝土在指定拌和站集中拌制，采用可移動攪拌機運輸到噴漿機，混凝土應做到隨拌隨用，噴射按照從下到上的順序進行[2]。

2.2 灌漿平硐施工

灌漿平硐的石方開挖工程量為0.14 萬m3，石方開挖方法為手風鉆鉆孔+全斷面光面爆破，出渣由膠輪車進行，和壩肩處的開挖料一同在河床借助15t 自卸車將開挖產生的渣料運輸到棄渣場。

2.3 墊層混凝土施工

墊層混凝土澆筑數量為1591m3，采用通倉澆筑的方法，澆筑從河床開始，在大壩下游左岸設置的攪拌站中拌制墊層施工時使用的混凝土，拌制完成后由6m3罐車運抵現場，到達現場后直接入倉，并采用振搗棒將其振搗密實。

2.4 大壩基礎處理

2.4.1 固結灌漿

為了使壩基巖體保持完整，增加承載能力，需采用固結灌漿技術進行壩基處理。在整個壩基面上均勻布置灌漿孔，同時重力墩和基巖之間的接觸面也要做好灌漿孔布置。灌漿孔應布置成梅花形，排距按3.0m 控制；壩基面灌漿孔的縱向間隔距離為3.0m，大壩右岸壩肩處的灌漿孔需深入基巖中11m，F1 斷層處結合開挖情況適當加密；對于左壩肩與河床段，因基礎條件相對較好，所以可將鉆孔深度調整至深入基巖中5.0m。澆筑適當蓋重后立即進行固結灌漿，灌漿壓力采用試驗的方法確定，初步確定為0.2MPa~0.4MPa。

對于河床段壩基的固結灌漿，需在墊層澆筑結束后集中實施，而岸坡的固結灌漿則和壩肩澆筑交叉實施。灌漿孔鉆孔借助YQ-100 潛孔鉆機進行，按兩序施工，先對一序孔進行施工，再施工二序孔，灌漿由BW-200 電動雙缸臥式灌漿機采用內循環法進行。灌漿完成后需使用濃漿灌注，以起到閉漿封孔的作用，并用標號較高的水泥砂漿進行回填，直到密實，最后將其抹平。河床段壩基和岸坡基礎灌注所用漿液都在制漿站中集中拌制，為防止地表抬動或地面冒漿，需在相應壩段澆筑施工結束且強度不低于設計要求70%后進行[3]。

2.4.2 接觸灌漿

為避免沿基礎接觸面發生滲漏，同時為進一步增強表層固結灌漿效果，在兩岸建基面進行接觸灌漿處理。為保證接觸灌漿效果，需按照從下到上的順序分區進行，在每個灌區的周圍分別安裝止水銅片。岸坡壩段接觸灌漿可以和相應部位固結灌漿一同進行，也就是先在混凝土面上直接進行鉆孔，在分次序逐孔灌漿。在固結灌漿過程中，同時對基礎混凝土和巖基接觸段實施灌漿處理。

2.4.3 帷幕灌漿

帷幕灌漿在灌漿廊道、平硐和兩岸地面分別進行，鉆孔施工需按照三序進行，即先對一序孔進行施工，再對二序孔進行施工，最后對三序孔進行施工。帷幕灌漿按照從上到下的順序分段實施。壩體混凝土與基巖接觸的部位，應先對其灌漿段進行灌漿，巖石中接觸段長度應控制在2m 以內，下部各灌漿段實際長度按5~6m控制，在特殊情況下可進行適當的加長或縮短，長度不超過10m。灌漿完成后，用濃漿替換孔中的稀漿，待管道排出濃漿后進行閉漿封孔，用標號較高的水泥砂漿進行回填直到密實，最后將其抹平。帷幕灌漿孔借助YQ-100 潛孔鉆機造孔，灌漿借助BW-200 電動雙缸臥式灌漿機進行。

帷幕灌漿應按設計要求分序進行，施工工序如下：測量放樣→定空位→鉆機就位→造孔→鉆至設計深度→試壓水→制漿→灌漿→下一孔→質量檢查。

（1）鉆孔。按設計要求預先做好鉆孔放樣，鉆進借助YQ-100 潛孔鉆機按照要求的序次進行，沖洗并壓水直到設計要求的深度，孔斜頂角按不超過1.2°控制，鉆孔直徑控制在75~110mm。鉆孔沖洗壓力按照灌漿壓力80%控制，沖洗到回水達到清潔后保持10min。

（2）壓水試驗。每鉆進10m 進行一次簡易的壓水試驗，持續20min，期間每5min 測度一次實際的壓水流量，根據最后一次穩定流量通過計算確定透水率。

（3）灌漿。灌漿按照分序加密原則以從下到上的順序分段進行，對于孔距在6m 以下的灌漿孔，不可同時灌漿，漿液的水灰比為0.6:1。在灌漿施工過程中，若累計灌漿量已經達到300L 或吸漿量超過30L/min，則需進行間隙灌漿或減小灌漿壓力。基于設計要求的灌漿壓力，在灌漿段實際吸漿量不超過0.4L/min，則繼續灌注30min 的時間后方可完成灌漿。

（4）封孔。全孔灌漿完成后，按照壓力灌漿封孔要求進行封孔。在灌注的漿液達到凝固后及時將孔中的浮漿與污水清除，并回填水泥砂漿，直到密實。

（5）質量檢查。灌漿完成14d 后布置檢查孔實施壓水試驗，以確定灌漿質量，檢查孔數量應達到灌漿孔總數10%。檢查孔借助XU-100 型回轉鉆機按照設計要求的位置、深度和角度進行鉆進，并按照設計壓力80%實施壓水試驗，試驗使用單點法或五點法。當透水率不超過5Lu 時，視為灌漿質量合格。孔段的合格率不能低于80%，對于不合格的孔，其透水率不能超過設計要求的數值的50%，同時分布不能集中[4]。否則要按照相關要求重新施鉆，直到檢查結果合格。

2.4.4 右岸F1、左岸F2 斷層處理

淺層巖體由于受到順河向斷層F1 的影響，使局部巖體不完整，有必要對斷層破碎帶實施刻槽開挖，并置換C20 混凝土，其深度需達到斷層破碎帶寬度的2 倍，在壩基上下游擴大處理范圍，擴大范圍長度為斷層破碎帶寬的2~3 倍。本工程考慮到斷層處對壩肩穩定產生的不利影響，右壩肩F1 斷層461m 高程以上進行刻槽開挖，外邊坡1:0.5，內邊坡1:0.3，根據開挖揭露地質情況先對斷層處灌漿處理，再坑槽回填C20 混凝土。以保障壩肩抗滑穩定擁有足夠的抗滑巖體。右岸F1 斷層充填較好，斷層破碎帶寬度一般1~10cm，對壩肩穩定影響不大，對斷層破碎帶刻槽開挖，置換C20 混凝土進行處理。

2.4.5 右岸DL1、DL2、DL3 裂隙處理

DL1：位于硐深4.9m 處，切割層面發育，裂隙面較平直，傾坡內，起伏差2~7mm，張開寬度2~10cm，局部大于10cm，充填物為黏土夾碎石，充填物較松散，為張性，延伸較遠，連通率100%，切割深度20~25m。

DL2：位于硐深8.7m 處，切割層面發育，裂隙面較平直，傾坡內，起伏差1~6mm，張開寬度4~10cm，局部大于10cm，充填物為黏土夾巖屑，局部呈空腔狀，巖屑充填部分較為緊密，為張性，延伸較遠，連通率100%，切割深度25~30m。

DL3：位于硐深10m 處，切割層面發育，裂隙面較平直，傾坡內，起伏差2~5mm，張開寬度4~10cm，局部大于10cm，無充填，空腔狀，在兩個裂隙面之間空隙處有涼飛吹出，用電筒照射，延伸較遠，為張性，連通率100%，切割深度25~30m。

對大壩基礎區域范圍DL1、DL2、DL3 張開裂隙大部分已被開挖清除，局部位置鉆孔充填C15 混凝土，底部采用微壓力充填，灌漿壓力0.2MPa~0.3MPa，頂部無壓力充填。墊層混凝土澆筑完成后，局部加強固結灌漿處理，提高邊坡巖體的整體性。

2.5 壩體澆筑

壩體澆筑材料為C15 細石混凝土砌毛石，抗滲等級為W4，抗凍等級為F50，砌筑量為3.15 萬m3，總澆筑方量為1.77 萬m3。考慮該工程澆筑施工強度要求，臨時度汛斷面頂部高程為472.00m，458.00m 高程以下壩體澆筑自卸汽車運輸直接入倉，458.00~463.00m 高程之間采用起重機垂直運輸，463.00~472.00m 采用塔吊垂直運輸。

砌筑施工按照以下流程進行：先對開挖完成且經驗收確認合格的基礎面進行清理，并清除或引排基坑范圍內的積水→筑墊層混凝土→架立上下游模板→鋪M15 水泥砂漿→鋪設毛石（上下游面留出混凝土面板厚度尺寸）→砌筑混凝土入倉→混凝土振搗。每層砌筑高度控制為0.5~1.0m。

為了使砌體表面始終保持平整，面石應盡量平整方正，且質地堅硬、密實，沒有風化剝落與裂紋存在，砌筑前將石料刷洗干凈，使其保持濕潤。在砌筑面石前還應做好放樣立標，砌石的放置應保持平整、穩定和密實，并有適當的錯縫。

上下游的防滲混凝土和護坡混凝土都使用多卡懸臂模板及定型鋼模，對于局部異型倉面可使用小鋼模或木模進行拼裝。對于分布在模板周圍的混凝土，宜借助HZ6X-50 型軟軸振搗棒進行振搗，使其達到密實[5]。

2.6 壩頂細部結構施工

對于壩頂路面施工所用混凝土，由拌和站統一供應，采用6m3混凝土罐車運輸到工作面；壩頂防浪墻施工所用混凝土也由拌和站統一供應，采用6m3混凝土罐車運輸，到場后采用HB30 混凝土泵泵送入倉。混凝土模板以組合鋼小模板為主，采用人工將其安裝到位，在澆筑的同時借助插入式振搗棒均勻振搗，使混凝土達到密實。拆模需要在混凝土強度達到要求后進行，養護結合現場施工條件采用灑水噴霧的方法。

3 結語

綜上所述，加強施工控制對保證水庫主體工程施工質量有重要意義，以上結合實際工程以其大壩施工為例，對其施工控制進行了初步分析與總結，提出具體的施工工藝方法和控制要點，旨在為其他類似水庫項目主體工程施工控制提供參考依據。