马鞍山水库大坝施工技术要点

刘志强

（蒙自市水利勘测设计队，云南蒙自 661199）

0 引言

土石坝结构简单，能因地制宜、就地取材，多见于小型水库和中低坝工程，我国六七十年代建设的很多小型水库基本都是人工填筑的土石坝。马鞍山水库大坝设计采用“粘土混凝土心墙泥灰岩风化料坝”。

1 工程概况

1.1 工程项目简介

马鞍山水库是一座新建小（1）型重点水源工程，水库总库容168 万立方米，设计灌溉面积2793 亩。水库于2012 年3 月28 日开工建设，2014 年 5 月 29 日完工，2016 年 9 月 7 日通过蓄水验收，2016 年11 月29 日通过竣工验收。

1.2 工程地质条件

河谷底部为冲洪积（Qapl）以砂砾为主的土层、粘土夹粗砂层，湖沼积分别为粘土层（夹钙质及螺壳化石）、粉土层和砂层。其中，粘土层因当地土质中包含的物质不同又可分为钙质结核、铁锰质结核、河床螺壳等结构。河谷两岸与河谷底部土质略微接近，除山石砾土外，基本为粘土及粉土层；坝基为泥灰岩并已全部风化。

1.3 大坝工程

水库拦河大坝设计为粘土混凝土心墙坝，大坝以泥灰岩风化料填筑。设计最大坝高19.2m，坝顶长613.76m、宽5m、高程1315.5m，上游坡比1:3.0，下游坡比1:2.5、1306.5m 设10m 宽戗台、以下坡比1:3.0，后坝脚为导滤体。施工时段2012 年6 月5 日至 2013 年 5 月 30 日，填筑工程量 263995.67m3。

2 施工方案

考虑与下游排水砂管、排水棱体施工的衔接及雨季度汛，填筑至排水砂管顶1299.6m 高程后分主、副区进行填筑，至度汛高程1311.93m 后整体填筑，如图1 所示。采用进占法上料分层碾压的施工工艺。

图1 大坝标准横培面

3 施工技术要点

3.1 施工准备

首先，熟悉图纸与设计方案，设计和相关规程规范的技术指数标准，严格按照设计方案的工程量相应的施工强度进行施工设备、物料准备。并在充分利用现场条件对填筑施工涉及的各环节进行系统的布置和衔接。

料场：泥灰岩风化料在设计指定的位置采备，布置2 个采料区、1 个堆料区，料场占地面积126.8 亩，泥灰岩出露地表，岩层深厚，储量充足。采料以机械为主，局部辅以爆破。关键点是采挖强度的调控，按先采先用的原则，保证采料、运料、填筑的动态平衡，并略有富余。

三通：新修坝右岸至料场长2.3km 宽10m 的运输道路，以自来水为主供水，315kVA 变压器供电。

碾压试验：风化料的碾压试验按标准正交试验布置在料场进行，正交表选择L327 表，试验参数为含水率20%、23%、26%，铺土厚度 50cm、60cm、70cm，碾压遍数 4 遍、6 遍、8 遍，三个含水率的试验料分别试验一场，共试验三场27 组，每组取样3 个，优选参再经复核性试验确定填筑施工参数为23%、50%、6%。参数确定后不得随意更换相应的设备和填筑用料，如有更换必须复核确定。

图2 试验场布置

3.2 填筑施工

大坝填筑以开挖基底最低基面起始，严格按试验确定的23%含水率、50cm 铺土厚度、6 遍碾压的参数流水逐层推进。按照施工放样标志沿平行坝轴方向从坝右向坝左进占铺土、从上游向下游流水作业，并依次碾压。

主要机械：LG622 全液压振动平碾2 台，YZTY20K 全液压振动凸块碾1 台，小松PC360、小松PC240、CAT330 挖掘机各2 台，T140 推土机 2 台，SD16 推土机 1 台，ZL50C 装载机 2 台，20t 双桥自卸汽车 10 辆、8t 自卸汽车 5 辆、15T 油罐车 1 台，BX-12 振动平板夯、HC-70 冲击夯各3 台，测量设备1 套，土工试验设备1套，4L-20/8 空压机 2 台。

施工程序：测量放线→坝料运输、洒水→卸料→铺料→辅助洒水→碾压→质检合格→下一层测量放线。

施工工艺流程：自卸汽车进占法上料→推土机摊铺找平→洒水润湿→振动平碾来回进退压实→振动碾压压实结合部、人工夯板同步夯实边角→质检并做出质检结论合格→隐蔽验收签证并作出质量评定→振动凸块碾处理结合层→洒结合水→下一层上料。

关键（控制）点：严格按照施工作业程序进行填筑控制。在进行放样时对流水填筑作业区必须撒灰线或标志桩上牵拉标识线，并在左右两岸坡有相应灰线和标志标识，主区、副区也必须有相应的灰线或标志标识线并在副区施工中适时处理好结合面；第一层填筑施工作业前，必须先对基面压实、结合面处理；不合格料严禁上坝，严格按放样标志线进行料层摊铺平整，并对面层及结合层适时喷撒补水；靠近岸边地带应以较细料铺筑，边角以冲击夯（板夯）夯实；前、后坝坡必须以超填后再削坡成型。超填宽度为1.5～2m，每填筑10 层用推土机或反铲挖掘机收坡一次，并在护坡施工前再由推土机或挖掘机压实坝坡，局部人工配合清整并拍实表面的松散层。

交叉施工：马鞍山水库坝体排水设计为排水砂管，排水砂管嵌入下游坝脚排水棱体，渗水由排水棱体汇入排水沟流入下游。填筑至排水砂管顶1299.6m 高程后分主、副区进行填筑，主区部分1299.6m 高程完成后便及时施工主区边界内的排水砂管部分，并同步填筑副区部分直至1299.6m 高程，之后填筑以主区和上游副区为主，下游副区以排水砂管、排水棱体为主，施工完毕后及时转入填筑。关键点是高效组织排水砂管、排水棱体的施工。

3.3 质量检查

严格按设计及相关规程规范进行取样检验试验、现场检测，各项指数标准均符合设计及相关规程规范标准。关键点为干密度、压实度。

铺料厚度：风化料为50cm，共检测564 组，最大57cm、最小38cm，合格553 组，合格率为98.1%；混合料为40cm，共检测696组，最大61cm、最小28cm，合格681 组，合格率为97.8%。

压实厚度：风化料层厚50cm，共检测564 组，最大58cm、最小35cm，合格556 组，合格率为98.6%；风化料层厚40cm，共检测696 组，最大41cm、最小25cm，合格675 组，合格率为97.0%。

干密度：采用灌水法检测，设计控制指标为≥1.62g/cm3，共检测 417 组，最大 1.89g/cm3、最小 1.47g/cm3，合格 414 组，合格率为99.3%。

压实度：设计控制指标为≥96%，共检测417 组，最大104.0%、最小93.2%，合格408 组，合格率为97.8%。

含水率：设计按土料最优含水率的+3%～-2%控制，共检测417 组，最大含水率为25.3%，最小含水率为10.3%，合格417 组，合格率为100.0%。

渗透系数：采用现场试坑注水法检测，设计风化料为K≥3.8×10-4cm/s，检测 145 组，最大 5.34×10-3cm/s、最小 1.15×10-4cm/s，合格136 组，合格率93.8%，满足设计要求。

4 结束语

土石坝施工工艺已达到完善、成熟的标准，坝体用料因地制宜、就地取材，并且使用寿命长、安全可靠、便于维护维修，造价相对也较低，泥灰岩风化料坝在蒙自市马鞍山水库工程中得到了成功应用，在同类（类似）工程中尤其值得推广。