大屯水库工程混合土料筑坝质量管理几点工作

摘要：大屯水库工程是南水北调东线一期工程山东段工程的重要组成部分，其地处山东省德州市武城县恩县洼滞洪区范围内，该地土质具有强富水性，土料分布较为复杂。大屯水库围坝工程坝体土料由砂壤土、裂隙粘土等混合土料组成，混合土料筑坝的质量管理工作是建管单位建设管理阶段的重中之重，现场建管单位根据现场实际情况及国调办飞检整改情况制定了混合土料筑坝质量管理工作，已在实际中应用。

关键词：大屯水库混合土料筑坝质量管理

中图分类号：F253文献标识码： A

一、前言

大屯水库工程位于山东省德州市武城县恩县洼滞洪区范围内，该区地下水类型为松散岩类孔隙水。浅层含水层岩性为粉砂、细砂及中砂，具有强富水性，地下水赋存条件与古河道分布有密切关系，自古河道带向两侧，自古河道上游至下游，砂层颗粒变细，厚度变薄，赋水性减弱。深层含水层岩性以粉细砂、细砂为主，下部多为中细砂、中砂及中粗砂，具有强富水性。大屯水库工程围坝坝轴线长8914m，围坝坝型为砂壤土和裂隙粘土混合坝型。

二、工程地质及水文条件

大屯水库围坝填筑土料场位于库内，其范围是距坝轴线100m以外，面积为4.044km2。而水库库区位于鲁西北冲积平原区，地貌上属倾斜低平原得黄河冲积平原亚区，现状地面高程约20.7～21.5m。库区17.20m高程以上为砂壤土和裂隙粘土，夹有零星壤土和粉砂，厚度变化比较大，分部不稳定；17.20m高程以下为冲积～沼泽堆积的粉细砂和中粗纱等。

该区地下水类型为松散岩类孔隙水。浅层含水层岩性为粉砂、细砂及中砂，具有强富水性，地下水赋存条件与古河道分布有密切关系，自古河道带向两侧，自古河道上游至下游，砂层颗粒变细，厚度变薄，赋水性减弱。深层含水层岩性以粉细砂、细砂为主，下部多为中细砂、中砂及中粗砂，具有强富水性。勘察期间潜水位起伏不大，埋深一般1.10～1.80m，地下水对普通水泥混凝土多具结晶类硫酸盐型强腐蚀，对抗硫酸盐水泥混凝土无腐蚀性。

因大屯水库地处恩县洼滞洪区，地势低洼，地表和地下水径流滞缓，土壤具有强富水性，经过现场实测项目区地下水位埋深0.8m，高程为20.0m。据野外抽水试验，大屯水库含水层渗透系数为5.5*10-4～1.57*10-2cm/s，属于中等强透水层，由于地下水位高，必需采取可靠的排水措施，降低地下水，以便使地下水降至库底高程0.5m以下，确保施工场地形成干槽作业。同时，降低土中含水量，有利于土料的筑坝施工。

根据招标文件提供的水文气象资料， 6～9月为汛期，汛期多雨，降雨量为全年降雨量的77.6%，另据《武城县农田水利建设规划2010规划》中得知，冬季封冻期65天， 2个多月不能施工。

三、施工排水

各施工区域针对各自特点组织了排水方案，经验证排水效果比较好，有效控制了筑坝土料的含水量，促进了施工进度，保证了工程质量。施工方案如下：

（1）施工1标

坝基排水：在库内距坝轴线100m开挖环库排水沟（与库内降水排水沟形式相同），坝基降水利用环库排水沟和库外截渗沟进行降水，确保地下水位控制在坝基0.5m以下。

料场排水：拟在本标段料场内开挖若干条与大坝轴线垂直方向的排水沟，排水沟间距为75m，另外在料场外边线开挖一条排水沟，与料场内的排水沟连通，根据库内原有排水沟情况，适当调整排水沟间距，尽量利用原有排水沟，减少土方开挖量。以上排水沟深约4.0m，沟底低于库底水平铺塑高程约1.5m，底宽1.2m，边坡1：1.5，沟底坡降5/10000。在0+300处布置排水泵站一个，将渗水排入库外的六五河河道中。围坝填筑过程中在泵站处预埋管道作为排水通道，泵站开挖时予以清除。

（2）施工2标

坝基排水：坝体上游沿取土边界线1m的距离开挖一条环状排水沟，此排水沟不连通，在每两条支排水沟中间位置预留一条10m宽的运土车辆上坝道路，环状排水沟中的水流向库区中的各支排水沟。水库外侧可利用排水沟作为坝基降水的临时排水沟，根据现场实际情况安装一定数量的水泵把排水沟中的水抽走，以达到坝基降水需要。

料场排水：料场排水设计受土层类别、透水层厚度、地下水补给来源等方面的影响，根据该区地质情况及以往施工经验，采用明沟排水方案。在充分利用库区内原有河道的基础上，开挖2条主排水沟及若干支排水沟（主排水沟挖深平均4.4m，支排水沟挖深平均3.5m），在主排水沟末端设置集水坑，集水坑内安装大流量混流泵，将渗水抽至库区外的排水沟或利民河河道中。

（3）施工3标

坝基排水：环绕大坝内外侧分别开挖排水沟，坝外排水沟利用设计坝外排渗沟，距离坡脚线30m线外侧开挖一条环库内排水沟，结合库内料场排水支沟一起解决坝基排水问题。内环库排水沟只解决坝基排水，待大坝填筑4至5层后，地下水不影响大坝填筑时及时回填环库内排沟，以保证筑坝施工安全。

料场排水：库区内原有二七沟作为料场排水主沟，在按照排水方案开挖若干支沟，支沟间距75m，沟深3m，方向按照料场分区对应各坝段上料布置。库内各支沟与主沟相连，并在库内设置排水泵站，德州供水洞预压段埋管过坝，抽水至库外。

四、围坝施工过程中质量管理几点工作

2011年在围坝填筑工程施工过程中主要做了以下几方面工作：

（1）针对大屯水库筑坝土料复杂、料场分布不均匀的特点，组织设计、监理和施工单位认真进行料场复勘，细化料场土料分布图，根据不同料场分布情况，及时进行了围坝坝型设计变更，有效地保证了大屯水库围坝填筑质量控制。

（2）针对大屯水库地下水位较高的特点，在工程正式开工前，组织各施工单位提前进行降排水试验，取得了一系列翔实的数据，及时组织专家对大屯降排水试验进行评审，成功地解决了大屯水库工程的降排水问题。

（3）坝基清基规范化施工，实行联合质量验收。在坝基清基过程中重点控制清基宽度、深度、碾压遍数等指标。推行“四表、两图”（即围坝清基地形断面测量记录表、围坝轴线测量记录表、坝基干密度检测记录表、坝基碾压施工记录表，清基断面图、平面图）认真记录施工过程。清基完成并经评定合格后由监理组织设计、建管、施工单位相关人员进行坝基重要隐蔽工程联合验收。验收通过后，方能进行坝体填筑施工。

（4）强力推行围坝填筑规范化施工，加强工序控制。围坝筑坝正式施工以前，各施工标段根据料场复勘结果，进行不同土料的碾压试验，取得相关的施工控制参数，在围坝填筑施工中严格按照碾压试验确定的施工参数进行施工。重点控制围坝填筑铺土厚度、土料质量、土料含水率、振动碾碾压遍数等指标。通过围坝填筑铺土厚度推行“三控、一表”（即标杆初控、单元填筑方量总控、水准仪测量精控、土方填筑铺土工序检测记录表）如实记录施工过程、有效地控制了铺土厚度。筑坝土料质量通过“细划分、深挖除、源头控制”来解决土料中苇根问题。由于大屯水库库区处于低洼区，部分料场区域内苇根发育，筑坝土料内苇根清除曾一度成为大屯水库施工质量控制的一个难题，为解决这一难题，建管处组织设计、监理及各施工标段人员多次细勘料场，划分出芦苇茂盛区，通过加大料场含苇根土层的清除厚度，从源头清除苇根，有效地解决了大屯水库筑坝土料中苇根问题，确保了坝体填筑质量。由于大屯水库土料含水量较大，为确保筑坝质量，必须将含水率控制在最优含水率的±2%内才能进行碾压，土料含水率通过“勤测定、常翻晒”进行控制，有效地解决了土料含水率问题。通过以上控制手段，大屯水库的围坝填筑质量有了初步保证，根据设计要求，大屯水库围坝填筑的压实度要求不小于0.98，为了达到这一指标要求，根据碾压试验结果，大屯水库围坝要用20t凸块振动碾碾压4遍，碾压过程为“一静+两振+一静”，为了确保碾压遍数，建管处推行了时间控制法，即根据碾压起止桩号、碾压宽度、振动碾行走速度、碾压起止时间、每遍碾压历时及有效碾压历时等施工过程中的数据控制碾压遍数，制定了专门的记录表格，由振动碾司机在碾压过程中如实记录，施工单位现场施工管理人员、监理人员和建管处驻标段管理人员随时抽查。碾压完成后，按照规范要求采用环刀法进行压实度检测，对压实度出现异常的点，通过三点击实试验进行验证。通过上述标准化、规范化施工控制，大屯水库围坝填筑质量得到了有效控制，在2011年度及2012年度的历次质量抽查中，工程质量全部合格，单元工程合格率达到了100％，优良率达到了96％以上，达到了鲁北局和建管处制定的工程质量管理目标。

参考文献：

1、《碾压式土石坝施工规范》（DL/T5129-2001）;

2、《水利水电工程施工组织设计规范》（SL 303-2004）;

3、历次国调办飞检及整改情况