浅析大坝临时挡水断面在施工度汛中的应用

【摘要】为了研究大坝临时挡水断面在施工度汛中的应用，本文以蟠龙湖水库度汛方案作为案例进行分析，2017年是蟠龙湖水库施工的关键时间段，能否不间断施工并成功度汛至关重要，因此在汛前对临时挡水断面进行设计，分析填筑过程中的质量检控，经过紧急施工临时挡水断面并安全度汛，具有一定的参考价值。本文着重对大坝临时挡水断面的稳定性进行了复核，对施工工艺、质量控制和安全保护措施提出了建议。

【关键词】蟠龙湖；临时挡水断面；度汛；质量控制

蟠龙湖水库位于四川省宜宾县凤鸣村，水库集雨面积21.0 km2， 总库容1050万m3。蟠龙湖水库主要由挡水大坝，放空隧道，溢洪道，补水工程以及取水隧洞等组成，是一项以灌溉为主，兼顾用水的综合性中型水利工程，设计灌面为5.13万亩，施工期为2014年11月至2017年10月，2017年是工程施工最重要的一年，对度汛方案的选择尤为重要，本文主要对临时挡水断面在蟠龙湖水库施工中的具体应用进行分析。

1、工程度汛要求

根据水文气象资料，蟠龙湖水库所在位置属于亚热带湿润季风气候，雨季多集中在夏季，且干旱较为频繁。根据资料显示，蟠龙湖水库的汛期主要为5月至9月，拟定度汛方案为坝体挡水，导流防空隧洞过流。

2、临时挡水断面设计

2.1临时挡水断面的坝型和尺寸

根據蟠龙湖水库工程实际施工进度情况，将临时挡水断面设计在坝体上游。坝型拟定为重力式梯形断面，坝基高程577.00m，坝顶高程590.00m，坝顶宽8m，坝底宽63.25m，上游边坡与大坝边坡一致（1：2.5），下游边坡在填筑时要分层留台（1：1.75），方便与临时挡水断面下游的坝体结合。在临时挡水断面的上游设置黏土铺盖层防渗，在下游低洼处设置临时集水坑，以便将积水及时排除，汛后将上游黏土覆盖层及不合格的坝体材料清除，经过验收合格后，挡水断面不予撤除，视为大坝的一部分。

2.2临时挡水断面的稳定性分析

根据《碾压式土石坝设计规范》（SL 274-2001）和《蟠龙湖水库筑坝材料试验研究报告》，采用简化毕肖普法，计算程序采用黄河勘测规划设计有限公司和河海大学工程力学研究所编制的《土石坝边坡稳定分析系统（HH―Slope R1.2）》，分别对正常运用和非正常运用工况进行坝坡稳定分析计算。蟠龙湖水库大坝属于Ⅲ级建筑物，Ⅲ级建筑物坝坡的最小安全系数为正常运用条件1.3，非常运用条件Ⅰ1.2，非常运用条件Ⅱ1.15，本工程各种工况均满足设计规范要求。

3、临时挡水断面的施工及质量控制

3.1施工前准备

首先是对施工的道路进行布置，料场位于大坝的左坝肩，位置较高，根据总场内施工道路统筹布置，在坝前回填石渣上修建临时道路进行临时挡水断面、大坝填筑及溢洪道砼施工。临时挡水断面填筑至590.00m高程后，将道路改为靠右岸边坡过挡水断面堰顶顺下游边坡横向修建临时道路至左岸进入大坝。

其次是料源供应的保障，根据当地的汛期特点，必须在六月底将坝高填筑到590m高程，同时为了防止5、6月出现极端天气，需要加快施工进度，石渣填筑运输车辆由原先的9台增加至12台，同时增加填筑的强度，保证高峰期填筑强度达到12万m3/月的料源需求量。

3.2填筑施工

（1）填筑料的运输方式采用自卸汽车直接上坝，推土机摊铺，20t振动压路机碾压密实。并应注意挖、装、运、卸四个环节的配合，提高机械效率。严禁汽车将粘土、泥浆等带入填筑工作面，污染填筑料。

（2）填筑应延纵向铺筑、纵向碾压，不得顺河流方向铺筑和碾压（局部岸边除外）铺筑采用进占法卸料，必须及时平料，避免大石集中，并保持填筑面平整，对超径料予以剔除。碾压行走时、控制时速在1.5-2km/h内。

（3）填筑必须按设计断面进行，应保证有效铺料厚度不大于1m，铺料厚度允许偏差不大于规定铺土厚度的±10%、严格控制碾压参数，经检查合格后，方可填筑。两岸岸坡的草皮、树根、覆盖层及风化层清除干净。

（4）碾压采用振动平碾，分区，分段进行，各碾压段之间搭接应不小于1m，保证二者结合良好。振动碾压不到的岸坡和边角部位填筑2.0-3.0m宽的细料，使用夯板薄层填筑。

（5）挡水断面上下游边坡部位每填筑上升2层，采用反铲按照断面坡比进行坡面休整，保证坡面平顺整齐。

（6）填筑应统一管理、合理安排、分段流水作业，使填筑面层次分明，作业面平整。

4、黏土铺盖施工

由于临时挡水断面属于碾压石渣坝，防渗能力较差，为了避免渗透破坏影响坝坡稳定，考虑在临时挡水断面上游增设黏土铺盖层，以增加渗流的渗径长度，减少渗透坡降和渗流量。填筑前，应先清基至表面平整，不应有漂卵石及植物，以免铺盖被顶破，铺盖与砂砾石地基的接触面，需满足反滤要求，以免因发生渗透变形使铺盖出现塌孔，如不满足反滤要求时，加设反滤层。填筑时，黏土铺盖层使用夯板分层夯填密实。填筑后，在铺盖表面铺砂或松土保护，防止干裂；可根据情况考虑黏土沙袋压面。铺盖两边与岸坡不透水土层或岩层必须连接良好、严密封闭。

5、填筑的质量控制

临时挡水断面的填筑质量要严格按照大坝的填筑标准进行，特别注重对断面和坡岸的接触面，填筑料的超径石和级配进行严格控制；填筑的坡面应该保持平顺整齐；对压实质量及压实参数等指标进行严格的控制与检查；把控施工各个工序环节，保证断面的填筑质量。

6、保障措施

为了保障临时挡水断面在汛期的稳定和安全，在坝顶布置抽水泵房，并经常对泵房抽水设备进行维修检查，根据实际的渗水情况适当的增加抽水设备，临时的集水坑的位置要根据坝高的升高而升高，同时为了防止停电影响排水，要利用发电机对设备进行及时供电，将水排出；最后在人员和设备的投入上，要保证汛期前施工人员和设备的充足，保证临时挡水断面按期填筑完成。

7.小结

受到汛期的影响是水利工程施工的显著特征，在对水利工程进行导流度汛时，要经过经济技术比较后确定度汛方案。蟠龙湖水库大坝临时挡水断面的成功运用证明了该方案在技术上可行，经济上节省，有效的避免了投资浪费，工期延长，窝工等弊端。

参考文献：

[1]程兴奇，王志凯.水工建筑物[M]. 北京：中国水利水电出版社，2007

[2]詹道江， 徐向阳， 陈元芳. 工程水文学（第四版）[M]. 北京： 中国水利水电出版社， 2010.

作者简介：张胜康（1982-），男，本科，工程师，主要从事水利工程施工及管理。