張宏權
(山西省水利建筑工程局,山西 太原 030006)
耿莊水庫是萬家寨引黃工程北干線向朔州市供水線路末端的調節(jié)水庫,位于朔州市朔城區(qū)陡溝村南、秋寺院村東。水庫按雙庫設計,兩庫庫容均為118萬m3,總庫容236萬m3。一庫位于工程區(qū)西部,二庫位于工程區(qū)東部,屬半挖半填平原圍封水庫,大壩為碾壓均質土壩,全庫均采用復合土工膜防滲。兩庫壩頂高程均為1 127.70 m,最高蓄水位均為1 126.0 m,總征地面積76 hm2。
大壩為碾壓均質土壩,環(huán)形布置,壩高0~10.5 m,一庫大壩軸線長2 237.62 m,二庫大壩軸線長2 167.92 m,共用壩段697 m。壩頂寬6.0 m,鋪瀝青混凝土路面,大壩上游側設漿砌石防浪墻,下游側設排水溝。大壩上游壩坡1∶2.5,采取180 mm厚預制六邊形混凝土防護,下設反濾土工布(單位面積質量300 g/m2),反濾土工布下鋪設300 mm厚細砂墊層,壩坡設有3 m寬馬道,下游壩坡采用三維植被網(wǎng)植草防護。庫底復合土工膜上覆土900 mm厚,復合土工膜下設置有盲溝排水系統(tǒng)。壩基土具有濕陷性,采用強夯法處理,強夯的設計單擊能不小于3 000 kN·m。
壩體分為六部分:
第一部分為壩基夯實,其中又分為主夯、副夯。主夯是由打夯機在壩基位置上,以梅花型作為夯機的夯實點進行夯實,平均間距為6.5 m,主夯夯完第一遍后,利用推土機填實。然后進行副夯,夯點與夯點間疊壓1/3。所有壩基位置嚴格按照上述方法操作。
第二部分為土方填筑。首先,對所土方進行浸水作業(yè),以保證土質含水率。其次,用大型機械以每層30~40 cm填土,推土機推平,再進行碾壓和灑水。最后形成圍封水庫的壩頂高度,以達到圍水的效果。
第三部分為內(nèi)壩坡防滑槽和坡腳盲溝。防滑槽主是防止復合材料的滑落,坡腳盲溝是為了滲水能匯聚到集水井,是壩體的有力保障系統(tǒng)。
第四部分為壩坡砂礫料填筑,利用機械結合人工方法進行作業(yè),以起到滲水通暢和保護大壩的作用。
第五部分為復合土工膜和土工布。在內(nèi)壩面與砂礫料之間鋪設復合土工膜,砂礫料上鋪設土工布,以使大壩達到設計使用年限。
第六部分為內(nèi)坡混凝土,其中有防浪墻、壩坡混凝土和盲溝平坡混凝土,作用是保護蓄水,把滲水降到最低限度。
壩基的夯實是由夯機吊起重20 t的鐵錘,吊高20 m落錘,錘擊8~12下,以梅花型為點在壩基區(qū)域全部夯一遍,點與點中心距為6.5 m。
采取先難后易法對壩體進行填筑。對所填的壩土進行大面積浸水,按設計含水率上土。壩面寬闊,大型機械運行暢通,基本不受天氣因素的影響。用挖掘機和裝載機裝車,自卸車運至上土的位置卸土,推土機把土面展開,厚度控制在40~50 cm,再用平式振動碾碾壓7遍,凸塊振動碾碾壓2遍后灑水,接著鋪下一層土,循環(huán)交替鋪到壩頂。
半坡防滑槽壩坡比為1∶2.5,采用小型挖機結合人工開挖,槽開口1.1 m、深40 cm、底寬40 cm,挖機開挖后緊接著人工進行平整。坡腳盲溝用大型挖機開挖,深度1.1 m,上開口4.27 m,下口寬1~1.2 m,內(nèi)坡比1∶0.5,挖機在前作業(yè),人工在后面進行平整,修好后用適度寬的土工布包裹碎石,中間放置軟式透水管,上面再覆蓋碎石,按要求縫合土工布,以具備鋪設復合土工膜的條件。
在防滑槽與坡腳盲溝操作完成后,即可鋪設與焊接復合土工膜,利用專用焊槍先把膜焊好,再用縫合機對土工膜外的土工布進行縫合,待土工膜做好即可鋪設砂礫料。
砂礫料從卸車運送到指定位置,PC220挖機向壩坡散開放料,人工配合修整砂礫料,按設計壩面高層進行操作,修整后用木條塊刮平,然后用振動器振動一遍,上面再鋪蓋土工布即完成作業(yè)。
防浪墻與壩坡和平坡(混凝土)組成一體,因混凝土有熱漲冷縮現(xiàn)象,故留有伸縮縫,中間夾有閉孔泡沫板,坡面伸縮縫處裝有滲水管,這樣就具備了蓄水條件。
在內(nèi)壩坡上用挖機挖開直角工作面,待支好木板模型,準備好石塊進行澆筑,澆筑過程中要對混凝土振動均勻,達到強度標準后方可拆去模型。
在砂礫料填好坡腳盲溝后,按設計要求挖出平槽,寬2 m,深30 cm,放置好鋼筋籠,澆筑并對混凝土振動均勻,即形成平板混凝土。
混凝土每隔4 m為跳槽,支好鋼模型,第二天再回倉澆空槽,中間安閉孔泡沫板和滲水管,澆筑時要振動均勻并收好面,達到外形美觀、經(jīng)久耐用。