广东大埔县山丰水库工程大坝土方填筑施工分析

唐俊标

（广东省科源工程监理咨询公司，广东 广州 510635）

大埔县位于广东省东北部，属韩江中上游，是广东省东北部通往福建等地的主要陆路交通口岸，是大埔县的政治、经济、文化和交通中心。山丰水库位于大埔县县城西部湖寮镇山丰村，是山丰村的主要水利枢纽，本文围绕封山水库工程大坝土方填筑施工展开分析。

1 工程概况

山丰水库位于大埔县县城西部湖寮镇山丰村，梅潭河二级支流山丰水河段，距离县城10 km，属于韩江流域。山丰水库工程总库容297.14 万m3，是以灌溉为主，兼顾城镇应急供水、防洪和发电等综合利用的小(1)型水库，等别为Ⅳ等。设计灌溉面积1660 亩。正常蓄水位215.0 m，正常蓄水位对应库容235.14万m3，死水位188.2 m，死库容为7.72 万m3。

山丰水库为均质土坝，最大坝高42.4 m，坝顶宽6.0 m，坝顶长188 m，坝顶高程220.0 m，大坝填筑利用料场土源。

2 施工条件

2.1 气象条件

山丰水库所在地区大埔县属亚热带季风气候。该地区受热带季风和北方冷空气的影响，降雨具有雨日少、雨量多、强度大的特点。据三河坝站和百侯站记录，多年平均降雨量1468.0 mm，最大降雨量2343.7 mm(1983 年百侯站记录)，最小降雨量832.5 mm (2009 年百侯站记录)，最大24 小时降雨为1970 年9 月14 日，为234 mm(百侯站记录)。本流域年内分配极不均匀，4 月～9 月为雨季，降雨量约占全年降雨量的76%，其中5 月～6 月降雨量占全年降雨量30%，10 月至翌年3 月为旱季，降雨量约占全年降雨量的24%。由于年内降雨分配不均，加之强度大，主汛期雨量集中，极易造成洪涝灾害。

2.2 水文条件

山丰水库位于梅潭河二级支流山丰水河段，属于韩江流域，坝址以上集雨面积6.41 km2，多年平均径流量为463.9 万m3。不同时段洪水成果见表1。

表1 施工期不同时段洪峰流量成果表 单位：m3/s

2.3 工程地质

坝址处地层由上至下划分为第四系冲洪积层(Qal+pl)、第四系坡积土(Qdl)、燕山三期(γ52(3))花岗岩。花岗岩按其风化程度分为全风化花岗岩、强风化花岗岩和弱风化花岗岩。

溢洪道地层岩性为花岗岩，自上而下为坡积土层，全风化层、强风化层，弱风化层。

3 土坝填筑施工重难点分析及应对措施

3.1 重难点分析

雨季土料含水量控制是施工的重点与难点，土料的含水量与所处环境有关且直接受雨季影响，如何控制土料含水量，如何加快雨后复工，将直接关系到整个大坝施工质量与进度。

3.2 解决方案及应对措施

3.2.1 土料含水量调控措施

复勘主要针对含水量、级配等施工质量控制因素，结合开采条件进行分区规划。高塑性土备料场四周开挖截水沟，将地表径流、地下水截断、引流。砾石土料场在枯水季节采取深挖排水沟，翻晒、堆土牛的方式保存合格土料。高塑性土在备料时对高含水量土料翻晒、低含水量加水处理合格后堆存。需要增加含水量时采用沟渠灌水法调整，补水量较小时采用填筑面洒水。在料场开采过程派专人测定含水率，并指导料场含水量调控。必要时土料长距离运输采取遮阳、避风和防雨措施[1]。

3.2.2 雨季施工料场措施

雨季覆盖边开采、边剥离，利用表层覆盖减小降水对土料含水量影响。利用晴天对含水量稍大的土料翻晒，堆土保持合格土料，晴天上坝前先剥离表层受雨水影响的不合格料。选择集雨条件差、受降雨影响小，运输设备便于进出的部位开采。枯水季节密布、深沟有效降低土料含水量部位受雨季影响小，可用于雨季施工[2]。加强高塑性粘土管理，及时清理料场四周排水沟，对合格土料表面覆盖。

3.2.3 雨季坝面施工措施

采用快速施工，流水作业段划分减小面积、搭接紧密缩小循环时间。土料铺筑为拱形，中部高、上下游稍低，有利于排水。停工前土料表面压成光面、形成上下游方向坡度有利排水，对表面覆盖。复工后，先清理土料表面积水，对浸泡土料进行挖除，验收后填筑下层土料。

4 土坝填筑施工

4.1 基面处理及填筑层面处理

防渗墙施工完成后进行土坝基础开挖。开挖面需开挖至设计开挖高程，将树木、草皮、树根、乱石、不合格土、杂物以及各种建筑物等全部清除，坝基范围内的坑、槽、沟等按坝身填筑要求进行回填处理，并将开挖基面的表层松土用压路机压实[3]。坝基开挖、清除的弃土、杂物、废渣均运到指定地点堆放。然后进行四方联测和隐蔽工程验收。

基面采用推土机刨毛。如果已填筑好的土体表层较干燥时，用洒水车进行洒水湿润，洒水时注意控制洒水量，以免过湿。

4.2 土方填筑

4.2.1 土料填筑各工序施工方法

考虑到施工实际情况及进度要求，土坝填筑分段进行填筑。施工中相邻各施工段形成流水作业，均衡上升。如有接缝时，以1∶3～1∶5 的坡度斜坡面相接。填筑施工工序见图1，合理安排，确保各工序流水作业。

图1 填筑施工工序图

4.2.2 卸料铺土

用自卸汽车将土料运至填筑现场，沿坝轴线方向采用进占法卸料，土料用推土机摊铺，每层摊铺厚度不大于现场碾压试验确定的铺土厚度，铺填宽度应超出设计线0.5 m～0.8 m，以利于对设计边坡的夯实和修整。

4.2.3 土料含水量检测

土料铺填过程中要对土料的含水量进行检测，当土料含水量小于允许含水量范围下限时，采取在土料表面洒水的方法提高土料含水量；当土料含水量高于含水量允许范围上限时，用挖土机对其翻晒以降低土料含水量。

4.2.4 碾压密实

土料摊铺完成以及土料含水量在允许范围内时，采用振动压路机进行碾压密实，压路机的碾压方向为顺坝轴线方向（不得垂直于坝轴线碾压），并控制压路机的行驶速度不超过4 km/h，分段碾压时，相邻两段交接带碾迹应彼此搭接，顺碾压方向搭接带宽度应为1 m～1.5 m，垂直碾压方向搭接带长度应不小于0.3 m～0.5 m，防止漏压。

对边角部位等填筑断面边不能用压路机碾压的地方，用2.8 kW 立式打夯机进行人工夯实。

4.2.5 取样试验

采用环刀法或挖坑灌水法检测碾压土的密实度（密实度要求为符合设计要求），经取样检查压实合格后，方可继续铺土填筑，否则应采取补压等措施。

4.2.6 修坡

土堤每填筑高3 m 左右，进行坡面修整，先用挖土机按设计边坡进行坡面修整，挖土机修坡后预留20 cm 的保护层由人工挖除和坡面平整。

4.2.7 与刚性建筑物相接时的施工要求

在与岩石面接触面上进行土方填筑时，将其表面的附着杂物清除干净，并洒水湿润，而后用1∶3 的浓粘土泥浆在岩石表面上涂刷3 mm～5 mm 厚，刷浆高度与填土高度相同，以利于土体与岩石面的接合。边角部位的土料由人工配合挖土机铺填，并在施工过程中避免机械与岩石结构物碰撞。

填土前，岩石表面乳皮、粉尘及其上附着杂物必须清除干净。在岩石面上填土时，应洒水湿润，并边涂刷浓泥浆、边铺土、边夯实，泥浆涂刷高度必须与铺土厚度一致，并应与下部涂层衔接，严禁泥浆干涸后铺土和压实。泥浆土与水质量比宜为1∶X2.5～1∶X3.0，宜通过试验确定。填土含水率控制在大于最优含水率1%～3%，并用轻型碾压机械碾压，适当降低干密度，待厚度在0.5 m～1.0 m 以上时方可用选定的压实机具和碾压参数正常压实。压实机具可采用振动夯、蛙夯及小型振动碾等。

5 结语

坝体填筑应针对坝体施工中的薄弱环节按一般规定与填筑施工方法及工艺执行，还应考虑结合部位的处理。如处理不当，将可能形成渗流通道，引发防渗体渗透破坏及垮坝。施工过程中，要严格按照碾压式土石坝施工规范执行。广东大埔县山丰水库大坝工程土方填筑分段进行，自卸汽车运输土料、振动压路机压实，确保大坝土方填筑施工的安全顺利实施。