柏葉口水庫面板堆石壩分期填筑及上壩施工道路布置

于秀明

（山西省水利建筑工程局太原 030006）

1 工程概述

柏葉口水庫大壩為混凝土面板堆石壩，最大壩高88.3 m，壩頂長度310 m，壩頂寬10 m，上下游坡比均為1：1.4，最大橫斷面底寬約245.28 m。左壩肩接溢洪道閘室，右壩肩接永久上壩公路。

大壩各級石料從上游到下游依次分為上游鋪蓋區（1A）、上游蓋重區（1B）、墊層區（2A）、特殊墊層區（2B）、過渡區（3A）、主堆石區（3B）、下游堆石區（3C）、下游坡面區（3D），總填筑量為 167.61萬m3。

柏葉口水庫混凝土面板堆石壩由于其料場及地形的特殊性，上壩公路布置較為困難，而且大壩料場距壩址較遠，河床狹窄，整個大壩填筑工程工期緊，任務重，因此，在施工過程中，合理布置上壩填筑施工道路，對大壩填筑進行合理的分期分區是至關重要的。在柏葉口水庫大壩填筑過程中，通過采取有效的措施，提高了大壩的填筑強度，保證了壩體的填筑質量，使壩體填筑提前40天達到了目標高程，大壩順利封頂，為大壩后期充分沉降贏得了寶貴時間，保證了混凝土面板堆石壩整體的工程質量，取得了良好的社會、經濟效益。

2 施工布置

2.1 施工用水

填筑施工用水利用壩基形成的排水供水系統，從壩的最低趾板底高程（作為文本相對高程的零點，下同）的排水龍頭坑接兩條Φ80 mm水管順趾板延伸至填筑作業面高程，再用Φ50 mm軟管接至各填筑工作面進行灑水，并配備了兩臺10 t灑水車配合灑水。另外，結合壩面灑水還采取了壩外加水的方式，運輸車輛在上壩道路口設置的加水站處給壩料加水，再運輸到回填作業面。兩種加水方式的結合保證了石料的所需加水量。

2.2 施工道路布置

2.2.1 上壩道路

由于柏葉口水庫大壩料場在壩址下游柏葉溝內2～2.5 km處，所以必須要對大壩填筑施工過程中的施工道路及填筑分期進行合理的布置和安排。根據本工程的實際地形情況，各級填筑石料全部從大壩下游上壩。整個大壩分四期填筑，分期分區情況見圖1。

圖1 大壩分期填筑示意圖（壩0+180）

上壩道路布置的原則是上壩運輸道路與大壩基礎開挖運輸道路、永久上壩道路相結合，盡量構成循環線路；上壩運輸道路的標準，應符合大壩填筑強度要求；每個施工段相應的運輸道路與壩面填筑、物料開挖狀況相適應，能控制整個壩體的填筑施工；充分利用地形，盡量讓重載車下坡或減少上坡。

根據以上布置原則以及壩址區地形條件，并結合各種壩料運輸來源地點，在大壩右岸不同高程上布置滿足需要的運輸主干道和運輸支路，并考慮盡量利用基礎開挖運輸道路。大壩原地面以下（相對高程15 m）壩體填筑運輸道路采用基坑開挖運輸道路，原地面以上至相對高程28 m壩體填筑運輸道路采用大壩下游左、右岸側新墊道路，相對高程28 m至68 m高程壩體填筑運輸道路采用基坑開挖料填筑的右岸臨時上壩道路，路口段修筑隨大壩填筑同步上升，68 m高程至84.5 m高程的壩體填筑運輸道路采用從右岸業主已修筑完成的永久上壩公路向下開挖石方修筑臨時運輸道路，相對高程84.5 m至壩頂88.3 m的壩體施工道路采用永久上壩公路直接上壩。在整個堆石料上壩期間，壩料從料場道路連接下游段永久上壩公路經右岸臨時上壩道路直接進入填筑工作面。

2.2.2 壩內道路

相對高程14 m～0 m上游基坑的開挖回填道路采用在下游邊坡預留和超挖相結合的修路方式，從14 m斜坡修至左岸6 m平臺，然后轉彎斜坡修至右岸相對高程0 m處基坑，該道路下半段預留部分在回填前將道路挖除，上半段超挖部分全部采用壩料回填碾壓。

在填筑相對高程14～32 m下游部分堆石料時，上壩道路采用左岸下游新填筑的臨時道路，修路與壩體填筑同步上升，并在該部分堆石體的上游坡面從14 m高程自右岸坡腳至左岸32 m斜坡預留修筑“之”字行道路，以便于上下游交通即用于上游基坑開挖回填施工道路。32～48 m段的堆石料同樣采用左岸下游新填筑的臨時道路運輸上壩，同時在上游坡面高程32～48 m斜坡預留修筑上部“之”字行道路，并與右岸48 m高程上壩道路相接，形成一條壩內循環路線，滿足了整個壩面施工車輛和設備的通行需要。分期填筑壩內臨時道路見圖2。

圖2 分期填筑壩內臨時道路平面布置圖

2.2.3 道路設計

所有運輸主干道的路面寬度為10 m，運輸支路的寬度不小于8 m，道路縱坡控制在12%以內。路面采用砂礫石或石渣鋪面，在施工期對所有施工道路進行經常性的路面修補和養護，尤其是在干燥天氣必須對路面經常灑水，使路面保持一定濕度，以減少粉塵污染，加強環境保護。

3 壩體分期填筑

壩體分期主要滿足壩體施工安全、壩體渡汛方式、提前發電、壩體均勻上升、工程總進度計劃等要求。

3.1 施工總體安排

本工程最大壩高88.3 m，各級石料總填筑方量為167.61萬m3。根據合同文件中的工期要求以及施工導流度汛的程序要求，主體工程于2010年3月15日開工，首先進行壩基及岸坡趾板土石方明挖和堆石料場石料開采，在大壩下游右岸壩基開挖成型一段后于4月24日開始進行壩體堆石料填筑，于6月底壩體堆石料填筑至壩體在相對高程48 m，在此期間，壩體填筑只進行壩體下游（壩上30 m下游）部分堆石料施工，完成1期填筑施工，同時上游進行趾板部分土石方開挖、趾板混凝土施工以及壩基固結灌漿。2010年7月22日開始2期填筑施工，進行大壩上游預留趾板部位各級石料填筑（堆石料、過渡料、墊層料）以及擠壓邊墻施工，于 2010年10月8日補平至相對高程48 m，然后進行壩體大面積各級料的填筑，2010年11月20日壩體填筑至防浪墻底部高程84.5 m，完成3期填筑施工，大壩主體順利封頂，比總進度計劃提前40天完成壩體填筑任務。2010年11月21日至2011年3月31日為大壩沉陷期，此期間停止施工，只進行大壩整修工程。沉陷期過后4月1日開始進行大壩上游面板混凝土澆筑，面板混凝土采用滑模技術進行施工，計劃于7月31日完成。然后進行壩頂防浪墻施工以及防浪墻后過渡料填筑（4期填筑），計劃于9月25日壩體填筑全部完成。大壩下游預制塊護坡砌筑始終貫穿于大壩壩體填筑期間。

壩頂道路工程及電纜溝工程安排在最后2011年9月26日至11月10日之間進行。全部工程于2011年11月20日完成。

3.2 分期填筑

通過對壩基開挖、趾板施工、料場規劃等相關內容的時空協調分析，大壩填筑分四期進行。

1期：2010年4月24日～2010年6月30日，壩體下游（壩上30m下游）部分堆石料施工至相對高程48 m，并在左岸32 m高程預留50 m寬泄洪槽，滿足整個工程的防洪度汛要求，填筑工程量為32.0萬m3，月平均填筑強度14.5萬m3。

2期：2010年7月22日～2010年10月8日，壩體上游趾板部分填平補齊至相對高程48 m，至此，壩體全斷面達到48 m高程，填筑工程量為69.5萬m3，月平均填筑強度27.4 萬 m3。

3期：2010年10月9日～2010年11月20日，壩體全斷面達到堆石壩頂高程84.5 m，實現大壩封頂，填筑工程量為57.5萬m3，月平均填筑強度41萬m3。

4期：2011年9月16日～2011年9月25日，防浪墻后過渡料填筑至88.3 m，填筑工程量為1.79萬m3。

4 壩料運輸

4.1 墊層料、特殊墊層料

墊層料及特殊墊層料均采用20 t自卸汽車從墊層料廠運輸（運距18 km），先填至壩外或者壩面的空地上，采用壩面灑水水管加水，達到所需含水量后，用ZL50裝載機配合20 t自卸汽車進行二次倒運，然后用1 m3挖掘機分段分層鋪料，鋪料厚度根據試驗確定，最后采用14 t自行式振動平碾配合1 t手持式振動碾進行壓實。

4.2 過渡料、堆石料

過渡料和堆石料均采用20 t自卸汽車自堆石料場運輸，直接上壩，進占法鋪料，用SD32推土機攤鋪平料，鋪料厚度根據碾壓試驗確定，本工程確定為80～100 cm，施工層厚誤差不超過層厚的10%。

5 幾點要求

（1）混凝土面板堆石壩分期填筑是必要的，但先后填筑區壩體填筑高差要盡可能小。

（2）壩體前緣0.3H部分盡量做到平起上升，避免分區，以減少面板產生不均勻沉降或突變沉降。

（3）上壩運輸道路應與大壩基礎開挖運輸道路、永久上壩道路相結合，盡量構成循環線路。在制定實施方案時，要根據工程實際地形和條件進行分析。

（4）分期分區填筑的縫面要放緩，不能太陡，坡度最好與上下游坡面坡度相一致，縫面部位一定要深處理，加強碾壓。