水布埡面板堆石壩填筑施工技術(shù)
 

1　工程概況
　　水布埡水利樞紐工程位于湖北省恩施州巴東縣境內(nèi)，長江中下游支流清江河上；是清江流域梯級開發(fā)的龍頭樞紐工程。水布埡水利樞紐工程擋水建筑物為混凝土面板堆石壩，發(fā)電系統(tǒng)為引水式地下廠房，泄水建筑物為敞開式溢洪道和放空洞。擋水建筑物面板堆石壩壩高233m。
　　水布埡面板堆石壩壩頂高程409m,河床趾板開挖高程為175.8m，壩軸線長660m，順?biāo)飨蜷L640m，壩頂寬12m。大壩上游面壩坡1：1.4，下游面綜合壩坡1：1.4。大壩壩體由蓋重區(qū)、粉細(xì)砂鋪蓋區(qū)、墊層區(qū)、過渡區(qū)、主堆石區(qū)、次堆石區(qū)和下游堆石區(qū)組成，各區(qū)填筑總量1563.74m3。
　　2　現(xiàn)場自然條件
　　2.1　水文
　　清江地處鄂西暴雨區(qū)，水量充沛，多年平均降雨量約1500mm。每年6月至9月為主汛期，11月至次年4月為枯水期。多年平均流量299m3/s。月至次年4月時段5%頻率最大瞬時流量為3960m3/s。
　　2.2　工程地質(zhì)
　　大壩位于清江“S”形河道腰部，直線長約800m，流向NE30°。兩側(cè)岸坡高峻陡峭，高差約230m，呈不規(guī)則“V”字形，409m高程壩軸線處谷寬562m,左岸平均坡角52°，右岸為35°。壩線附近右岸分布有壩子溝。
　　河床覆蓋層覆蓋層頂高程為193.0～197.0m，基巖頂面高程為182.0～188.0m，存在4個規(guī)模不大的凹槽；上游圍堰至壩軸線附近，覆蓋層厚度一般為12.0～14.42m，壩軸線以下厚度一般為7.0～11.8m。河床沖積物以砂卵礫石層為主，夾含砂礫漂石、塊石層及含砂礫粉土、粉質(zhì)粘土透鏡體。
　　壩址地層主要為二疊紀(jì)茂口組P1m，棲霞組P1q地層，在左岸肩395～400m高程以上還有二疊系上統(tǒng)龍?zhí)督MP21地層分布；在斜坡地帶河床部位分布有第四系殘破積、崩坡積、沖洪積及少量人工堆積物。龍?zhí)督M地層以頁巖、硅質(zhì)炭質(zhì)頁巖為主，巖石風(fēng)化強(qiáng)烈；茂口組厚層至巨厚層灰?guī)r堅硬完整；棲霞組巖層軟硬相間，中厚層灰?guī)r與炭泥質(zhì)生物碎屑灰?guī)r不等厚互層，其間多層面、多剪切帶，性狀差的主要剪切帶有151#、131#、121#、101#、081#、061#等。
　　壩址河段內(nèi)斷層發(fā)育，主要有NNW、NNE、NE三組走向。規(guī)模較大的Ⅰ、Ⅱ類過江斷層有13條。對趾板地基穩(wěn)定及防滲帷幕可能產(chǎn)生重大不利影響的F1、F12、F13、以及F14為代表左岸趾板斷層密集帶，順斷層發(fā)育有規(guī)模較大的巖溶洞穴；還有一些規(guī)模次之的包括F11、F115、F20、F50等斷層延伸穿過部分主堆石區(qū)及次堆石區(qū)，對堆石區(qū)地基的穩(wěn)定性有一定影響并可能形成局部滲漏通道。
　　茂口組灰?guī)r屬強(qiáng)巖溶化地層，棲霞組為強(qiáng)巖溶化與弱巖溶化相間的地層，兩岸地表、地下巖溶十分發(fā)育；右岸以Ⅷ、Ⅹ號巖溶管道系統(tǒng)為主形成右岸巖溶相對集中發(fā)育區(qū)，該區(qū)穿越趾板進(jìn)入主堆石區(qū)；左岸以Ⅶ號巖溶管道系統(tǒng)為主形成左岸巖溶相對發(fā)育區(qū)，左岸Ⅺ號巖溶管道系統(tǒng)從NE方向進(jìn)入堆石區(qū)隱伏在大壩基礎(chǔ)下。
　　3　大壩分區(qū)與料源特性
　　3.1　大壩分區(qū)
　　水布埡面板堆石壩由7個分區(qū)，8種料型組成，分別是蓋重區(qū)的ⅠB料，粉細(xì)砂蓋重區(qū)的ⅠA料，墊層區(qū)的ⅡAA料和ⅡA料，過渡區(qū)的ⅢA料，主堆石區(qū)的ⅢB料，次堆石區(qū)的ⅢC料，下游堆石區(qū)的ⅢD料。大壩分區(qū)見圖1。
　　3.2　料源特性
　　各填筑料料源、材料特性及工程量見表1。
　　4　地基處理
　　4.1　開　挖
　　河床覆蓋層在趾板到下游壩軸線附近開挖至基巖，其中趾板和防滲板部位開挖到175.8m高程，下游RCC圍堰至上游150m范圍內(nèi)的河床開挖至基巖，右岸壩子溝附近的洪積物均予以挖除。挖除采用推土機(jī)配合裝載機(jī)或反鏟裝車運(yùn)料，局部由人工配合清理。
　　趾板、過渡區(qū)及主堆石區(qū)范圍內(nèi)所有陡坡和反坡，采用光面爆破進(jìn)行局部削坡開挖，開挖斜坡不陡于1：0.5.鉆孔深度不大于4.0m的開挖梯段或巖層，選用手風(fēng)鉆淺孔爆破。大于4.0m的開挖梯段或巖層選用鉆機(jī)深孔爆破。若采用開挖方法難以滿足要求時，采用補(bǔ)坡措施處理，補(bǔ)坡坡度不陡于1：0.3。
　　4.2　強(qiáng)　夯
　　壩體中部為河床覆蓋層保留區(qū)，進(jìn)行強(qiáng)夯的施工技術(shù)措施。強(qiáng)夯分二序夯擊，先施工一序點(diǎn)、后施工二序點(diǎn)，夯擊能300t•m，點(diǎn)夯完后整平，滿夯一遍，夯擊能160t•m；根據(jù)覆蓋層深度不同確定不同的夯擊參數(shù)，覆蓋層深度與夯擊參數(shù)見表2。
　　強(qiáng)夯處理后經(jīng)過測量夯擊沉量、鉆孔旁壓、超重型動探、探坑取樣等手段進(jìn)行檢查，河床覆蓋層的承載力、強(qiáng)夯影響深度均達(dá)到了設(shè)計要求。