(甘肅省疏勒河流域水資源管理局，甘肅 玉門 735211)

1 項(xiàng)目概況

雙塔水庫位于酒泉市瓜州縣城以東約48km的疏勒河中游河段上，始建于1958年，1960年3月建成蓄水，是一座以灌溉為主，兼顧城鄉(xiāng)和生態(tài)用水、防洪、發(fā)電、養(yǎng)殖等綜合利用的大(2)型水庫。原設(shè)計(jì)庫容2.4億m3，興利庫容1.2億m3。水庫樞紐主要建筑物有主壩、1號(hào)副壩、2號(hào)副壩、輸水洞、1號(hào)溢洪道、2號(hào)溢洪道、泄洪渠、輸水渠等。主壩為黏土心墻砂礫石壩，壩頂長(zhǎng)1040m，壩頂寬8m，最大壩高26.80m，壩基防滲型式為黏土截水槽和混凝土防滲墻。

雙塔水庫自建成后已先后進(jìn)行過三次除險(xiǎn)加固。由于受當(dāng)時(shí)經(jīng)濟(jì)、技術(shù)條件的制約，工程質(zhì)量存在一定的缺陷。2015年8月批復(fù)進(jìn)行第四次除險(xiǎn)加固，概算總投資1.53億元，計(jì)劃2015年12月1日開工，2017年11月30日完工。主壩的主要除險(xiǎn)加固內(nèi)容為壩基及壩體防滲處理、下游壩坡培厚、壩頂加寬改造及上游壩坡混凝土面板澆筑等。

由于水庫不能空庫運(yùn)行，無論是壩頂防滲墻施工，還是下游壩體填筑培厚施工均處在高水位下，加之壩頂狹窄，安全風(fēng)險(xiǎn)大。當(dāng)主壩0+326～0+371段開挖至設(shè)計(jì)基面高程后，未發(fā)現(xiàn)原狀砂礫石層或片麻狀花崗巖層基面，基面以下均為淤泥層，此段原壩體滲漏比較嚴(yán)重，在壩基清基后進(jìn)行壩體填筑，有可能出現(xiàn)壩體滑塌，危及壩體安全。常規(guī)施工順序?yàn)橄冗M(jìn)行防滲墻及帷幕灌漿施工，后進(jìn)行下游壩體填筑培厚，施工中不僅存在很大的安全風(fēng)險(xiǎn)，而且壩頂施工面寬度達(dá)不到機(jī)械施工條件，直接影響工期，將造成施工成本大幅增加。故對(duì)基于壩體培厚的施工順序進(jìn)行研究比較，以求獲得最優(yōu)、最經(jīng)濟(jì)的施工方案。

2 先進(jìn)行下游壩體培厚施工方案

此方案(以下簡(jiǎn)稱方案1)是先進(jìn)行下游壩體培厚施工，然后利用加寬后的壩頂作為施工平臺(tái)，再進(jìn)行防滲墻施工。采取平行交叉方式進(jìn)行施工，即施工平臺(tái)加寬(壩體培厚)一段后，隨即用進(jìn)占法進(jìn)行防滲墻施工，直至全部平臺(tái)和防滲墻施工完畢。

2.1 防滲墻施工平臺(tái)設(shè)計(jì)

雙塔水庫主壩原壩頂寬8.0m，防滲墻施工設(shè)備液壓抓斗作業(yè)半徑為9.5m，液壓抓斗后方需留出2.5m作為其他設(shè)備進(jìn)出通道，因此壩頂施工道路需加寬至12.0m后方可形成施工平臺(tái)供防滲墻施工。

施工平臺(tái)構(gòu)建是防滲墻施工的前置條件，該方案防滲墻施工平臺(tái)充分利用原壩頂寬度，并在下游壩坡培厚至1332.8m后作為整個(gè)防滲墻施工平臺(tái)。施工完成后，多余壩體削坡外運(yùn)。抓斗和沖擊鉆均布置在防滲墻下游側(cè)，具體如圖1所示。

圖1 主壩防滲墻施工平臺(tái)示意圖 (單位：cm)

2.2 總體施工程序

根據(jù)工程項(xiàng)目間的相互關(guān)系，總體施工程序如圖2所示。

圖2 施工總程序

2.3 施工工期

工程計(jì)劃于2016年3月14日開工，2016年6月25日完工，總工期103天。

具體施工進(jìn)度計(jì)劃為壩體培厚(含干砌石拆除、外運(yùn))自2016年3月14日—6月10日需88天，防滲墻施工自2016年4月21日—6月25日需65天。

先進(jìn)行左壩肩段(樁號(hào)0+000～0+400)壩體培厚，自2016年3月14日—4月20日。防滲墻施工自2016年4月21日開始，可以實(shí)現(xiàn)此段防滲墻連續(xù)施工。在進(jìn)行左壩肩段防滲墻施工期間，同時(shí)進(jìn)行0+400-0+567.9段壩體培厚，2016年5月7日可以完成此段壩體培厚，而后轉(zhuǎn)至右壩肩(0+895～1+015)段施工，依序進(jìn)行。最后培厚明澆墻段(樁號(hào)0+567.9～0+895)壩體。

壩體培厚每完成一段，防滲墻隨即施工。后壩坡壩體培厚與防滲墻施工關(guān)系如圖3所示。

圖3 后壩坡壩體培厚與防滲墻施工關(guān)系

3 先進(jìn)行防滲墻施工方案

先進(jìn)行防滲墻施工方案(以下簡(jiǎn)稱方案2)是用編織袋裝土加寬壩頂形成臨時(shí)施工平臺(tái)，進(jìn)行防滲墻施工，然后進(jìn)行下游壩體培厚，最后拆除臨時(shí)施工平臺(tái)。為保證大壩安全，壩體培厚作業(yè)需待防滲墻施工全部完成后方可進(jìn)行。

3.1 防滲墻施工平臺(tái)設(shè)計(jì)

防滲墻施工平臺(tái)總體寬度同方案1，均為12m。底層鋪設(shè)前應(yīng)開槽，并沿壩軸線方向在坡腳處打入1～2排木樁，防止編織袋發(fā)生滑動(dòng)，然后利用編織袋裝土逐層碼放至壩頂1332.80m高程，與原壩頂作為整個(gè)防滲墻施工平臺(tái)，上鋪鋼板。逐層碼放編織袋時(shí)每隔一定高度應(yīng)用裝載機(jī)等機(jī)械進(jìn)行碾壓。抓斗和沖擊鉆均布置在導(dǎo)墻下游側(cè)。具體如圖4所示。

3.2 總體施工程序

根據(jù)工程項(xiàng)目間的相互關(guān)系，總體施工程序如下頁圖5所示。

圖4 主壩防滲墻施工平臺(tái)示意圖 (單位：cm)

圖5 施工總程序

3.3 施工工期

工程計(jì)劃于2016年3月14日開工，2016年10月7日完工。工期204天。其中防滲墻施工 122天，下游壩坡培厚填筑施工88天。

該方案搭建施工平臺(tái)是關(guān)鍵。自2016年3月14日開始平臺(tái)人工鋪設(shè)，至7月8日鋪設(shè)完畢，總工期116天。加寬時(shí)需由人工裝袋后分層鋪設(shè)，用挖機(jī)1輛、自卸車1輛輔助轉(zhuǎn)運(yùn)料土，人工功效3m3/d，人工70人，鋪設(shè)用時(shí)大約為88天，因原壩頂路面較窄，施工設(shè)備較多，為了保證設(shè)備進(jìn)出道路通暢，需待防滲墻完工后才能拆除施工平臺(tái)，拆除至少用時(shí)20天。

4 施工方案比較

從施工安全、施工成本、施工工期3個(gè)方面進(jìn)行比較，擇優(yōu)確定施工方案。

4.1 施工安全

方案1的防滲墻施工平臺(tái)是碾壓后的壩體，密實(shí)度已達(dá)到設(shè)計(jì)干密度，不存在施工時(shí)平臺(tái)出現(xiàn)滑塌的可能，最大限度降低了安全風(fēng)險(xiǎn)。缺點(diǎn)是進(jìn)行壩體培厚時(shí)清基面臨壩體滑塌的可能。

方案2防滲墻施工平臺(tái)用袋裝土填筑，加寬部分無法進(jìn)行碾壓，建造工序多。液壓抓斗自重約為150t，在液壓抓斗施工時(shí)，存在一定的側(cè)滑隱患，易發(fā)生設(shè)備傾覆危險(xiǎn)。同時(shí)其他施工設(shè)備也需要在填筑的施工平臺(tái)上行走，同樣存在一定安全隱患。

4.2 施工成本

方案1在拆除防滲墻施工平臺(tái)時(shí)，只需將設(shè)計(jì)線以外的多余壩體削坡外運(yùn)。填筑及拆除方量約為5200m3，填筑及拆除成本為每方28元，合計(jì)施工成本14.56萬元。

方案2施工平臺(tái)的填筑及拆除方量分別約為15680m3。機(jī)械運(yùn)輸、人工裝袋填筑及拆除的綜合單價(jià)至少90元/m3，直接施工成本141.12萬元。管理成本35萬元。兩相比較，方案1較方案2節(jié)約成本161.56萬元。

4.3 施工工期

方案1總工期103天，方案2總工期210天，方案1較方案2工期縮短101天，既完全滿足防滲墻施工工期要求，又可以保證防滲墻施工工作面，不產(chǎn)生窩工現(xiàn)象。

綜上所述，先進(jìn)行壩體培厚，后進(jìn)行防滲墻施工的方案1，即節(jié)約施工成本，又能縮短工期，安全隱患較小，各工序施工有序進(jìn)行，是最優(yōu)、最經(jīng)濟(jì)、最安全的施工方案。該方案實(shí)施后，不僅極大加快施工進(jìn)度，也為施工單位創(chuàng)造了較好的經(jīng)濟(jì)效益。

5 先進(jìn)行下游壩體培厚后進(jìn)行防滲墻施工的難點(diǎn)及處理

5.1 壩基處理過程中發(fā)現(xiàn)的問題

雙塔水庫主壩下游壩體培厚是壩體及壩基防滲處理的基礎(chǔ)，為順利完成壩體培厚施工，清基時(shí)全面掌握主壩下游壩腳基底地層情況，在壩腳0+326～0+371段原干砌石排水溝位置處開挖7個(gè)探坑，對(duì)基底情況進(jìn)行勘察，勘察結(jié)果為設(shè)計(jì)開挖基面下均為淤泥層，層厚0.5～3.0m，下部為全風(fēng)化片麻花崗巖，此段原壩體滲漏比較嚴(yán)重，必須對(duì)壩基進(jìn)行換基處理。

5.2 壩體清基換墊處理方案的確定及實(shí)施

5.2.1 壩體清基換墊方案確定

為保證壩體培厚的順利進(jìn)行，防止壩體培厚施工完成后，壩體出現(xiàn)不均勻沉降或局部塌陷等現(xiàn)象，確定采用“砂礫石換填”方式對(duì)壩基淤泥進(jìn)行處理。擬定每段施工長(zhǎng)度為3～5m(具體視開挖時(shí)坡腳穩(wěn)定性而定)。從0+326向0+371順序施工。

5.2.2 換基材料的選擇

壩基淤泥段換填采用砂礫石，直徑不小于20mm；后壩坡淤泥層護(hù)面采用施工時(shí)已拆除的干砌石廢棄料，塊石直徑不小于10cm。

5.2.3 壩體清基換墊實(shí)施

為確保壩體清基換墊過程中的施工安全，減少開挖臨空面，保證壩坡穩(wěn)定，采用分段換填進(jìn)占方式進(jìn)行，嚴(yán)格按照擬定的分段長(zhǎng)度進(jìn)行施工。壩基開挖至全風(fēng)化片麻花崗巖或原狀砂礫石層后，方可進(jìn)行砂礫料換填。后壩坡挖除淤泥層后，立即將塊石拋入淤泥，用挖掘機(jī)斗體將塊石拍入淤泥層，每向前開挖1m，進(jìn)行一次塊石擠壓，使其完全擠入淤泥層，保證后壩坡淤泥層邊坡穩(wěn)定。

6 結(jié) 語

根據(jù)工程建設(shè)的實(shí)際需要，對(duì)常規(guī)的先進(jìn)行壩體防滲施工后進(jìn)行壩體培厚的施工方案進(jìn)行認(rèn)真研究，對(duì)原施工順序調(diào)整后，制定了切實(shí)可行的先進(jìn)行壩體培厚，后進(jìn)行防滲墻施工的施工方案并付諸實(shí)施。針對(duì)主壩后壩坡淤泥換基過程中隨時(shí)可能發(fā)生的后壩坡滑塌、危及大壩安全的問題，及早確定搶險(xiǎn)預(yù)案，采取了得力措施加以預(yù)防，不僅為主壩除險(xiǎn)加固施工贏得了寶貴的時(shí)間，也創(chuàng)造了較好的經(jīng)濟(jì)效益。

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