抛石挤淤施工技术在小仝水库除险加固中的应用

□高利胭 □赵电俊

（1新安县小水库管理所；2河南省陆浑水库管理局）

1 基本情况

小仝水库位于新安县磁涧镇掌礼村，属黄河流域涧河一级支流小仝河上。该水库主要由大坝、溢洪道和输水管等组成。控制流域面积3.25km2,大坝坝型为均质土坝，加固后最大坝高17m，坝顶长50m，宽5m，坝顶高程230m，总库容32.44万m3，是一座以防洪、灌溉为主，兼顾水产养殖等综合利用的小（2）型水库。

该库始建于1954年11月，1955年7月竣工，由附近村民动工兴建，大坝建成蓄水至今，运行50余年，在坝前淤积厚度达6m左右，淤积面高程219.23m，淤积物为低液限粘土。在除险加固中，由于库底淤泥软弱、挖除工程量大、运输困难等施工技术难题，对工程施工产生较大影响。

2 工程地质

库区主要被第四系中更新统低液限粘土（Q2）覆盖，为土质岸坡，山高坡陡，植被覆盖率较低，水土流失比较严重，在坝前淤积厚度达6m左右，淤积物为低液限粘土。

水库大坝为均质土坝，筑坝材料均取自两岸，大部分为低液限粘土，含少量钙质结核。坝体主要由红黄色和红色低液限粘土经填筑组成，土的成分和颜色变化较大，土质不均匀，含少量钙质结核及卵砾石、片石等。坝身土沙粒含量占总重的13.00%～19.00%，粉粒含量占总重的65.00%～71.00%，粉粒含量占总重的15.00%～20.00%。击实试验干容重为1.69～1.73 g/cm3，平均值为1.71 g/cm3，建议采用值为1.72 g/cm3；含水量为17.30%～18.40%、平均值为17.90%，建议采用值为18.10%。坝体多属于压缩性土范围，部分属高压缩性土，经综合分析坝体土渗透系数建议值取4.38×10-5cm/s。

除险加固方案为：在大坝迎水坡全段铺设粘土斜墙，放缓上游坝坡坡比，提高坝体防渗能力和上游坝坡稳定性。施工中，库底分布有2m厚的淤泥层，处于流塑状态，清淤工程量较大，由于淤泥流动，一般车辆难以进行斜坡运输，加之汛期临近，工期十分紧迫，如不清淤，直接在上游坝坡进行粘土铺盖，其下部因淤泥性质软弱，基础不稳定，工程质量难以保证。因此，采用了“抛石挤淤”技术来处理软弱淤泥，使该除险加固工程顺利如期完成。

3 工程设计与施工

抛石挤淤法是水利工程施工中常用一种技术方法。分为分散式挤淤和整体式挤淤两种。根据小仝水库工程实际情况，除险加固工程设计采用分散式挤淤。具体方案是：利用机械将当地粒径较大的坚硬块石或卵石抛入淤泥中，经过挤压把淤泥挤出，少部分淤泥充填于石料孔隙之间，分层施工并用机械进行碾压，从而提高软弱地基的承载力和强度，又保持其渗透性。充分稳定后，在进行其他部位施工。

3.1 施工方法

先在施工工地附近选取坚硬的、粒径较（粒径30～50 cm）大的符合设计要求的石块，用汽车运输到工地后，用小型挖掘机由近而远地将合格石料逐块抛入淤泥，分层施工并用机械进行碾压，直至压不进且挖掘机能在其上行走为止，逐渐扩大处理范围，直至设计范围内软弱淤泥全部处理完毕为止。

3.2 主要材料的选定

抛石用料为当地所产的块石。为保证挤淤效果明显，石料粒径控制在30～50 cm范围，且将石料的石屑清除，具体指标为：最短边尺寸≥30 cm，抗压强度>20MPa。

3.3 测量放样

按设计范围要求须测量放线，确定其抛石范围并经业主或监理工程师现场检查界线。结合现场的现状，绘制出施工范围的地形平面图，并完善专项施工方案报监理工程师核查、批准。

3.4 石料运输及挤淤施工

按照抛石挤淤专项施工方案，施工中采用小型挖掘机用进占法进行施工。首先由挖掘机均匀地在设计范围内抛第一层毛石，然后挖掘机来回走动进行碾压后，可进行第二层抛石。若块石沉降量较大，则需再抛一层块石进行碾压，如此一层一层进行施工。

3.5 沉降观测

施工结束后每10m设置一个沉降观测点，布设沉降观测桩，每3 a观测一次，做好记录，作为施工质量的评价依据。

4 处理效果

小仝水库通过“抛石挤淤”处理，形成了块石淤泥混合的人工复合地基，提高了地基承载力和强度，同时也提高了迎水坡粘土斜墙坡脚的稳定性。经过半年多蓄水检验，工程运行良好，未发现沉降变形开裂等现象，且防渗效果良好。

5 结语

工程实践表明，采用“抛石挤淤”加固处理成功解决了库底淤泥深、基础软弱、挖除工程量大、运输困难等施工技术难题，取得显著的效果。比先清淤后垫土再压实投资节省30%，工程量相对较小，处理周期较短，值得推广。