陈金花

(塔城地区库鲁斯台草原生态修复工程建设管理局，新疆 塔城 834700)

1 概述

白杨镇水库主要包括拦河大坝、输水隧洞、溢洪洞、导流冲沙隧洞，水库坝址以上集水面积为1782km2，设计总库容为4463×104m3。水库属中型，工程等别为Ⅲ等，永久性主要建筑物级别为3级，永久性次要建筑物级别为4级，临时性水工建筑物级别为5级。水库工程设计洪水标准重现期为50年，洪峰流量290m3/s，校核洪水标准重现期为1000年，洪峰流量531m3/s。工程区地震动峰值加速度为0.052g，地震动反应普特征周期为0.35s，相应于地震基本烈度为Ⅵ度。

白杨镇水库坝型为混凝土面板砂砾石坝。坝址位于白杨河大桥上游约2km河道转弯一个缩窄的山谷处，该河谷比较狭窄，为不对称型河谷，谷底宽70～90m。大坝轴线大致呈东西方向，东偏北24°36'47″。坝顶高程958.68m，坝顶宽8m，坝顶长310m，最大坝高62.01m，水库正常蓄水位955.14m，设计洪水位 956.12m，校核洪水位956.55m。坝顶上游设置“L”形防浪墙，趾板宽度为5m、7m，采用C30F300W8混凝土现浇，趾板厚40cm。大坝上游坝坡为1∶1.5，采用整体式现浇40～45cm厚C30F300W8钢筋混凝土面板，下游坝坡1∶1.45，铺设边长30cm、厚6cm的预制混凝土六棱块。为便于安放检测设施，在下游坝坡上设两个马道，马道宽2m，高程分别为918m和935m。

2 坝体填筑

2.1 坝体分区

塔城白杨镇水库大坝为混凝土面板砂砾石坝，从上游向下游分为5个填筑区，分别为垫层区(水平宽度3.0m)、上游砂砾料填筑区、粒径为5～20mm反滤砂砾料层(水平宽度0.7m)、粒径为40～120mm砂砾料排水体(水平宽度0.8m)、下游砂砾料填筑区。坝体填筑根据坝面面积和坝料分区的不同分4期填筑，从2011年10月1日开始填筑，2012年5月中旬坝体填筑至坝顶高程。

2.2 填筑料设计指标

白杨镇水库大坝坝体填筑料分砂砾石料、垫层料和排水体料3种。

(1)砂砾石料。Dmax≤400mm，小于5mm的颗粒含量＜20%，粒径小于0.075mm的颗粒含量＜5%，压实后相对密度Dr≥0.85，渗透系数K=1×10－3cm/s。

(2)垫层料。Dmax≤80mm，小于5mm的颗粒含量30～50%，粒径小于0.075mm的颗粒含量＜8%，压实后相对密度Dr≥0.85，渗透系数K=1×10－2cm/s。

(3)排水体料。部分岩石开挖料，部分石料开采，粒径D=10～300mm，压实后孔隙率n=25%～28%，渗透系数K＞1×10－1cm/s。

2.3 碾压试验确定碾压参数

通过25t振动碾干试验结果可知，坝料铺土厚度在80cm和100cm时均可以达到较好的密实度，铺土厚度120cm时，底层密度个别点略偏低。综合考虑，确定垫层料采用铺土厚度50cm，碾压8遍;其他坝料铺土厚度均采用100cm，碾压8遍。

2t平板夯夯实试验结果，铺土厚度在30cm、夯实8遍及铺土厚度在40cm、夯实10遍均可以达到设计密实度。最后选择铺土厚度40cm、夯实10遍，碾压参数见表1。

表1 大坝各区坝料施工参数表

3 填筑施工方法

3.1 坝料开采

料源采用正在开挖的趾板爆破料和白杨河大桥砂砾石料场，料场已通过新疆塔城地区水利水电科学研究所复查。装料时首先采用推土机将料场表层植被清除，用一台日立470挖掘机和一台460沃尔沃挖掘机在料场装料。装料时立向开采，在每辆运料车厢顶部焊制人字形料筛，装料时对超粒径卵石进行筛分，确保上坝料符合设计要求。垫层料采取篦条筛分，严格控制粒径。

3.2 分区铺料

根据坝面面积大小及各类坝料分序、分区的不同，将坝面沿坝轴线方向按50～100m分成若干个填筑区。在各区依次完成填筑的各道工序，使各区所有工序能够连续流水作业。大坝分层填筑，在每层填筑前，用全站仪按照分区放出各种填料的边界线，并撒白灰标示，分界线清晰明确。并各区之间进行竖立鲜明标识牌，标明摊铺、碾压、检验等工作状态，以避免超压或漏压。大坝填筑总体上遵循全断面平起均衡上升的施工方法。

大坝填筑采用30辆20m3自卸车运料上坝，运距3.7km。为了确保上坝料合格、填筑部位准确，按照填料种类和粒径对车辆进行编号，坝上各填筑区设置醒目标识，专人指挥卸车。采用大面积铺筑、“后退法”卸料，堆料高度不大于1.5m。用220推土机平料，平地机整平，铺料厚100cm，误差不超过±10cm。大坝各区每层铺料厚度严格按照表1所列参数执行。

3.3 坝体填筑碾压

图1 填筑方法示意图

垫层料和砂砾料的填筑如图1所示，采用“先填一层砂砾料，后填二层垫层料”的方法平起填筑，在第二层必须骑缝碾压;砂砾料与排水体料的填筑方法，采用“先砂砾石料后排水体料的平起填筑”法，骑缝碾压。为保证上下游边坡的碾压密实度，每层上、下游超宽碾压宽度均取0.75m。在铺好一层料后，布点测量铺料高程，确定铺料厚度，铺料厚度满足方可进行碾压，用25t振动碾碾压8遍，机械振动频率为28HZ、行走速度为1.5～2.4km/h。每层按规范取样，取样数量见表2。合格后上报监理部组织验收，验收合格后，进行下一层填筑。为减少坝体削坡土方量，每填筑三层用斗齿上焊钢板的挖掘机进行一次削坡，削坡土方直接用于坝体填筑。

3.4 接缝处、岸坡接合部位处理

对分区、分段填筑的坝段，填料的纵横接坡部位，采用台阶收坡法填筑，碾压搭接长度1.5m，以不陡于1∶3的坡度相接。对垂直坝轴线的接缝碾压时，应跨缝搭接碾压，其搭接宽度不小于3.0m。

对坝体与岸坡接触部位包括坝体与岸坡、坝体与趾板等，为防止骨料集中，造成架空现象，在接触部位2m范围内，用较细砂砾石料(d＜200mm)填筑，且先于坝体填筑料填筑，薄层碾压。对振动碾不易压实的边角部位，采用2t振动夯夯实。

3.5 排水体

坝体底部水平排水主要设置在河床段，每20m设置一道，排水体宽度为3.0m，厚度为3.0m，按照天然纵坡碾压。坝体内高程904～956.68设置竖向排水，竖向排水水平宽度为1.5m，其中0.7m宽粒径为5～20mm的反滤砂砾料，0.8m宽粒径为40～120mm的排水体砂砾料。高程904～920.3段排水体从下游往上游坡比为1∶1，高程920.3～956.68段从上游往下游坡比为1∶1。因排水体填筑料颗粒级配不连续，碾压中排水体料向外挤压、振动碾陷入排水料中，并且根据设计图纸不能更换排水体填筑料，为保证质量要进行施工过程控制，静碾十遍，不进行实验检测。

4 坝体填筑试验检测

大坝共填筑坝体料砂砾石93.8万方，垫层料4.6万方，堆石排水体填筑2.9万方。坝体砂砾石填筑设计压实相对密度不小于0.85，每层压实后进行相对密度检测，垫层料共检测相对密度126组，坝壳料共检验相对密度262组，见表2。检测结果均满足设计指标要求，见表3。

表2 坝体各种填筑料质量检测数量表

表3 大坝填筑料压实后取样质量检测表

5 结语

白杨镇水库大坝坝体填筑分部工程共有371个单元，合格率100%，其中优良152个，优良率40.9%。施工期坝体最大沉降量与坝高之比为0.27%(小于0.5%)，所以工程施工期沉降不大。另外，白杨镇水库大坝从坝体分区、填筑料设计指标、碾压参数的确定到填筑坝料的开采、分区铺料碾压、试验检测等一系列施工控制措施的实施与监理、业主、设计及施工等单位的密切协作是分不开，有效性保证了工程按期按质完成。

［1］DL/5129-2013，碾压式土石坝施工规范［S］.北京:中国电力出版社，2014.

［2］段新虹，等.某水库坝体设计与施工的体会［J］.水利规划与设计，2007(05).

［3］蒋国澄，傅志安，凤家骥.混凝土面板坝工程［M］.武汉:湖北科学技术出版社，1997.