出山店水库坝体填筑规划与实施

刘淑文

（山西水利职业技术学院，山西 运城 044000）

1 引言

出山店水库是一座以防洪为主、结合供水、灌溉、兼顾发电等综合利用的大型水利枢纽工程，水库总库容12.5×108m3，主要建筑物有主坝、南副坝、北副坝、北灌溉洞、南灌溉洞、电站等。主坝型式为混合坝型，全长2.7km，设三级边坡。黏土心墙水平顶宽4.0m，心墙上下游边坡均为1∶0.5，心墙与上游坝壳料之间铺设水平宽度为3.0m 的反滤料，心墙下游铺设水平宽度为3.0m 的反滤层、水平宽度为2.0m 的排水带和水平宽度为1.0m 的过渡层。黏土心墙压实度99.0%。

2 填料运输道路规划

垂直坝轴线修建2 条运输道路连接坝址区与土料场，作为黏土心墙土料的场内运输道路。在河道内部分沿河道左岸修建坝壳砂料运输道路。另外，在坝址上游及下游紧临坝址各修筑一条临时道路，路基采用石渣填筑，满足上下游车辆交通需求。填筑材料采用在坝坡上修筑“路腿”上坝，路面结构采用0.3～0.4m 厚的砂砾土混合料。路面宽度5.0m，最大纵坡8.0%，最小平面曲线半径50.0m，路堤边坡坡比1∶2.0。路腿与坝壳料填筑同时进行，分层填筑，分层压实，严格控制路腿修筑位置，确保坝壳砂料填筑设计宽度。

3 坝体填筑施工

根据DL/T 5129—2013《碾压式土石坝施工规范》要求，坝体填筑采用先填反滤料后填土料的平起填筑法施工。根据优化后的坝体填筑方案：坝壳砂料虚铺厚度为70.0cm，压实厚度60.0cm，而黏土心墙、反滤层、碎石排水带及过渡料的铺料厚度均按35.0cm 控制，压实厚度为30.0cm。据此，先铺筑1 层中粗砂反滤层，然后再在2 道中粗砂反滤层之间填筑1 层黏土，同时填筑1 层排水带、过渡料，各分区骑缝压实。完成2 层反滤料或过渡料，填筑1 层坝壳砂料，同样骑缝压实。具体填筑顺序为：反滤料→黏土心墙→排水带→过渡料→坝壳砂料。

3.1 黏土心墙填筑

黏土心墙填筑在其上下游反滤料铺筑完毕后进行，填筑完成后采用振动平碾跨缝碾压，静压1 遍、振压6 遍，下层填筑时将光面刨毛。黏土心墙土料沿坝轴线方向采用“进占法”进行摊铺，采用自卸汽车卸料，推土机平料，铺土厚度35.0cm。平料过程中，采用水准仪跟踪测量，发现超厚部位立即进行处理。布置好坝面临时施工道路，在心墙边沿设置专用“路口”，尽量减少载重车辆在土料坝面的行驶距离。穿越心墙的临时道路及运土临时“路口”，要经常更换位置，不同填筑层交错布置。 对“路口”超压及混入坝壳砂石料的土体及时挖除。为防止上下游运砂车辆通过心墙时对心墙产生剪力破坏，穿越心墙的临时道路铺设20.0mm 厚钢板。碾压时采用20.0 t 凸块振动碾以不超过4.0km/h 的速度匀速行驶，采用“进退错距法”进行碾压，静压1 遍、振压6 遍。碾压沿坝轴线方向进行。每层压实后采用环刀法取样检测现场干密度和含水率，检验合格后方可继续铺筑土料。分段碾压碾迹搭接宽度，垂直碾压方向为0.3～0.5m，顺碾压方向为 1.0～1.5m。

3.2 反滤层填筑

反滤料采用含泥量≤5%的级配良好中粗砂，符合设计颗粒分布曲线要求，进场材料按照1 次/（200～400）m3检测其细度模数、含泥量及颗粒分析。反滤料采用20.0 t 自卸汽车运至工作面，水平部分采用“进占法”自坡脚线向坝轴线进行摊铺，摊铺厚度70.0cm，推土机摊铺平整，20.0 t 振动平碾搭接法碾压，弱振1 遍+静压1 遍；心墙部分沿坝体纵向“后退法”卸料，再用0.6m3液压挖掘机配合ZL50 装载机摊铺平整，摊铺厚度按35.0cm 控制，压实采用20.0 t 振动平碾搭接法静压2 遍。反滤料与黏土心墙土料齐平碾压，碾压采用振动平碾进行，静压1 遍、振压6 遍，骑缝碾压时跨过界面至少0.5m。填筑完成后，会同监理灌砂（灌水）法检测相对密度，检验合格后进行下层填筑。为了保证黏土心墙断面不被侵占，铺筑时严格控制反滤层铺筑边界，铺筑完成后人工配合挖掘机修整边坡，确保铺筑边界不超过黏土心墙边线。

3.3 碎石排水带、过渡料填筑

排水带采用2.0～20.0mm 良好级配的碎石，含泥量不超过5.0%，符合设计图纸颗粒分布曲线要求，进场材料按照1 次/（200～400）m3检测其颗粒级配、含泥量；过渡料采用含泥量≤5.0%的级配良好中粗砂，符合设计颗分曲线要求，进场材料按照1 次/（200～400）m3检测其细度模数、含泥量及颗粒分析。

碎石排水带设置在坝体内下游侧，在水平面反滤层铺筑完成后，在其上部铺筑1.0m 厚碎石排水带。在坝下游水平部分碎石排水带铺筑完成后，在其上部铺筑0.5m 厚过渡料，心墙部分随其一同上升。水平部分采用“进占法”自坡脚线向坝轴线进行摊铺，摊铺厚度70.0cm，压实采用20.0 t 振动平碾搭接法碾压，弱振2 遍+静压1 遍。心墙部分由于排水带和过渡料宽度均较小，为了保证断面尺寸，铺筑前先将填料就近、集中堆存在已填好的坝壳砂料或过渡料上，然后用反铲挖掘机或装载机装料铺填至设计位置，混合、污染填料作为弃料清除。心墙部分虚铺厚度按35.0cm 控制，采用20.0 t 光轮振动压路机搭接法静压2 遍，超出设计边线部分用人工配合挖掘机进行清边。填筑完成后，用灌砂（灌水）法检测相对密度，检验合格后进行下层填筑。

3.4 坝壳料填筑

坝壳料拟取自3#～7#砂料场含泥量≤8.0%，上坝材料按照1 次/（5 000～10 000）m3检测其颗粒级配、含泥量。坝壳填筑作业包括铺料、碾压、取样检查3 道主要工序，坝壳砂料自料场用采砂船开采就近控水后，ZL50 装载机装20.0 t 自卸汽车运到工作面采用“进占法”卸料，推土机平料。平料时，虚铺厚度按70.0cm 控制，保护层按超出设计边线1m 控制。坝壳料采用振动平碾圈转套压作业，搭接宽度不小于15.0cm，弱振2 遍、静压1 遍。上坝后的坝壳砂砾料如含水率过低则采用在坝面洒水的方式进行加水。内侧坝壳料的填筑始终与黏土心墙同步上升。坝壳体粗削坡以主坝设计平台分界，分2～3 层进行。采用反铲挖掘机削坡，预留20.0cm 左右。精细削坡在填筑垫层之前，由人工自上而下削除，该部分削坡料用装载机集中挖装，自卸汽车运输上坝。

4 技术控制措施

4.1 填筑技术控制措施

坝壳分期、分段填筑时，黏土心墙设置1∶3 横向接坡，后期填筑时，随坝体填筑上升，接缝陆续削坡至合格面进行回填，接坡位置采用垂直坝轴线方向碾压，局部碾压不到的边角部分人工补夯。分层填筑时，填料采用“留台法”进行处理，先期铺料时，每上升一层填筑料，每层预留1.0～1.5m 的平台，随着填筑层的上升，形成台阶状，平均坡度为1∶3。

后续回填时采用反铲对相应填筑层的台阶松散料挖除及修整，待该层铺料碾压时，骑缝碾压。填筑时，在基面起伏不平时，按水平分层由低处开始逐层填筑，不能机械作业的较小面积用人工铺土、小型夯具夯实，直到基面大致平整。对于压实后出现“弹簧”“分层”等不合格土层及路腿处均需在填筑铺土之前予以全部清除，并经验收合格，方可继续填筑。

4.2 填筑结合处技术控制措施

4.2.1 与岸坡结合部分处理

自上而下依次进行岸坡开挖清理，开挖完成后分层填筑、分层压实，与岸坡结合处2m 范围内采用垂直坝轴线方向碾压，碾压搭接宽度不小于1.0m。

4.2.2 与防渗墙结合部分处理

考虑坝体填筑整体规划，先填筑3.0m 后进行塑性混凝土防渗墙，防渗墙施工完成后，清除作业面上污染层，并开挖1∶3边坡，采用薄层填筑、人工夯实，防渗墙两侧均衡上升，严禁漏压或欠压。

4.3 冬雨季施工措施

4.3.1 冬季施工

冬季施工时，在每日气温较高时段进行填筑施工，确保碾压时土料温度在-1℃以上进行，当日最低气温在-10℃以下或在0℃以下且风速大于10.0m/s 时停止施工；合理分区填筑，集中施工设备，搞好流水作业，做到快铺、快压、快检连续作业；采取减薄层厚、增加碾压遍数、加大压实功能等措施以保证达到设计要求。

4.3.2 雨季施工

降雨来临前，应将已平整但尚未碾压的松土层用平碾快速碾压形成光面，防止雨水渗入，黏土心墙填筑面上的施工机械在雨前撤离填筑面，停置于坝壳区；雨后人工排除黏土心墙表层局部积水，并视未压实表土含水率情况，采用翻晒、晾晒等方式调整土料含水率，被泥土混杂和污染的反滤料予以清除。

5 结语

通过方案的比选论证，对大坝填筑进行整体规划，坝体填筑采用先填反滤料、后填土料的平起填筑法，黏土心墙土料沿坝轴线方向采用“进占法”进行摊铺，碾压采用静压和振压相结合的方法，同时采取了多种技术控制措施，填筑实施效果比较理想，达到了对大坝填筑的合理规划。