1. 工程概述

抱盆水库位于海南省乐东黎族自治县千家镇，是一座以灌溉为主，兼有防洪等综合效益的小（2）型水利工程，主要枢纽工程建筑物有：主坝一座、副坝一座、放水涵一座和溢洪道一座。水库设计洪水标准为20年一遇设计，200年一遇校核。现状水库特性：校核洪水位为252.32m，相应库容为75万m³；设计洪水位为252.02m，相应库容为71万m³；水库正常蓄水位为250.93m，相应库容为60.0万m³；死水位为 238.74m，相应库容为1.6万m³。

（1）主坝坝体为均质土坝，现状坝顶高程 253.43m，坝顶长 269m，坝顶宽 3.0m，最大坝高 16.9m；坝顶上游设有防浪墙，墙高 0.8m，防浪墙顶高程为 254.23m；上游坝坡分两段设计，为C20 砼护坡；下游坝坡为草皮护坡，在高程 244.23m 处设平台宽 1.0m，平台上建有 U 型排水沟，下游坝脚设有排水棱体。

（2）副坝

副坝坝体为均质土坝，现状坝顶高程 253.43m，坝顶长 178m，坝顶宽 3.0m，最大坝高 12.45m；坝顶上游设有防浪墙，墙高 0.8m，防浪墙顶高程为 254.23m；上游坝坡为C20砼护坡；下游坝坡为草皮护坡，坝脚设有 U 型排水沟。

（3）溢洪道

溢洪道位于水库库尾右侧，为开敞式无闸控制宽顶堰，堰顶高程为250.93m，过流净宽为 15.0m；泄槽长 5.0m，坡比 1:4，净宽 15.0m。泄槽末端接消力池，消力池池底高程为 249.68m，池长 5.0m；消力池末端海漫段抛填块石。

（4）放水涵管

放水涵位于主坝中段，为钢筋砼圆涵，内径为 0.8m，进口底部高程238.74m，出口底高程为 238.4m，最大设计流量 4.41m³/s。闸门为斜拉杆启闭控制铸铁闸门（PGZ0.8×1.0-15m），配一台 QL-15t-SD 启闭机，坝顶建有启闭机房。

2. 存在问题及除险加固方案

2.1存在问题

根据《抱盆水库大坝安全鉴定报告书》的具体评价结论及现场查勘成果并经分析论证和结合工程实际情况，存在主要问题为：坝体填土不均匀，填筑质量不满足现行规范要求，主坝背水坡培厚植土层发生坝体滑坡，原设计坡比为1:2.0，实测坡比为1:1.6-1:1.8,坝坡较陡，大坝安全类别评定为三级，影响大坝运行安全。

2.2加固方案

结合该工程项目目前所存在的问题，以工程使用需求为出发点，在尽可能保留原工程内容、减少改动的基础之上，主要提出了以下几个方面的加固方案：

（1）考虑到目前坝体填土的不均匀性，为了避免该处形成质量薄弱问题，计划队员具有问题的土体进行挖除，对主坝下游坝坡滑坡体挖除后进行培厚。改造完成之后的坝坡坡比由现有坡比放缓到1:2.25，避免较陡的坡度。同时在坝体表面重新进行草皮种植，以起到护坡的目的。

（2）针对下游坝坡马道位置的排水沟，当下存在使用功能不完全、与预期设计需求不一致的问题。为了避免此位置形成质量影响考虑拆除重建下游坝坡马道处排水沟。

（3）加宽原排水棱体，同时在保留原有排水设施的基础上新建排水沟。考虑排水沟工程所具有的性能要求以及工程质量的管理需要，新建位置采用标号为c25的混凝土进行施工作业。

（4）受主坝下游坝坡坡比放缓影响，拆除重建涵管出口挡墙、底板，确保在上述工程加固方案重新施工完成之后，配套工程与工程项目的整体需求仍然保持一致。

2.3 加固方案评价

在上述加固方案提出的过程中，主要考虑到以下几个方面的基本原则：①首先应当以工程项目的使用安全、功能需求为出发点，全面分析当下设计方案及工程成果所具有的缺陷问题，同时以此为基准在最大化保留原有工程的基础上，确保加固后的工程满足质量安全需求。该加固方案中共计需要进行坝体加宽培厚、重建排水沟、修整配套工程等几个工程内容，其互相配合能够解决如下问题：①避免过于陡峭的坝体存在应用安全隐患，也可最大化防范水土流失的问题，确保坝体的安全性和稳定性；②针对已经失效或与工程需求不匹配的部分进行重新修整，保障排水工程的功能正常；③工程措施部分的质量进行有效提升，避免因工程质量不达标等问题造成的使用问题和安全隐患。

从工程管理和质量控制的角度进行分析，工程实施过程中的材料、工艺方法、机械设备等均需经过精细化的管理，才可达成工程管理目标。

3. 坝体加宽培厚施工

3.1土场确定及土料检测

3.1.1土场确定

土场是供应现场回填土、培厚土的重要场地。考虑到本工程项目所处位置情况较为复杂，在进行施工的过程中也需考虑较为庞大的土体用量。针对土体的供应提出了稳定性、连续性、充足性的需求。因此在项目实施工作开始之前就进行了较为全面的勘查和取样工程，并以此为基础进行土场的选择。根据现场实际，取土料场定在库区上游2公里左右，该料场土料与原坝体填料相同，满足均质土坝技术要求。此位置土量充足，处于上游位置，受到环境影响因素较少，不会因地下水或自然降水等因素造成质量影响问题。同时此位置距离施工地较近，运输路径约2公里，在土场和施工场地间运距2公里，便于施工。

3.1.2土料检测

通过现场取土样，试验室检测：土料最大干密度为1.87g/cm³，最优含水率13.3%。按设计要求压实度不小于95%，得出现场控制干密度为1.77g/cm³，碾压含水率合理范围可控制在13.3%±3%之内，满足设计要求。考虑到大规模取土可能造成的土质波动和环境影响问题，计划在后续施工过程中通过多次取样、多点位取样等形式持续监控土体质量性能，若出现性能的明显波动时可重新进行土场的确定。

3.2碾压试验

3.2.1试验目的

（1）碾压试验是在进行坝体施工开始之前所进行的试验，一方面是对于土体材料自身性能的测试，另一方面也确保碾压之后的土体性能可满足工程要求。通过碾压试验，确定回填土料是否能达到设计压实度要求。

（2）在碾压过程中会应用到多种机械设备，机械设备是否与工程需求匹配也是在施工过程中需明确的问题之一。碾压试验也是检查压实机械的规格、性能等是否满足施工需求。通过前期碾压试验，也可明确机械设备可能具有的应用问题，避免后期大规模施工出现设备带病使用的情况。

（3）通过碾压试验，选择合理的压实参数：松铺厚度、压实方法和碾压遍数。可通过模拟真实施工场景，在自然条件下材料、机械性能的具体表现，避免出现理论方案和实际方案之间的差异性，从而确保施工方案的全面落实，避免出现方案过于理论化带来的应用问题。

（4）确定有关质量控制标准及控制要点。通过碾压试验的过程中，可初步确定后续施工过程中的质量管理难点问题和影响问题，并以此为基础进行质量控制标准和要点的明确，确定标准化的施工质量控制流程，以此保障后续施工管理工作的高品质推进。

3.2.2机械设备

表1                       试验施工设备表

3.2.3试验方案

试验区选定在取土料场附近，总长21m, 分3个区，每个试验区宽度、长度均为5m，各试验区松铺厚度依次为20cm、30cm、40cm。每区分别按4、6遍数进行碾压，然后进行压实厚度测量及土工试验检测干密度，计算压实度。

碾压试验工艺流程：场地平整→测量放样→松铺土料→摊平→洒水调整→碾压→检测压实厚度和压实度。

3.2.4试验注意事项

（1）碾压采用进退错距法，机械行进速度为2.86km/h，搭接宽度不小于30cm，。

（2）经检测现场的土料实际含水率为13.5%，与试验室出据的最优含水率13.3%接近，可以不安排洒水调整含水率。

（3）在碾压结束后，试验人员在不同碾压遍数分别采用环刀法取样，取样深度距底部1/3处。

3.2.5试验成果分析

（1）根据碾压试验结果分析，同时考虑工效及施工成本，松铺厚度定为30cm。

（2）铺料厚度30cm时，试验区碾压4遍时，平均压实度为95.1%，平均压实厚度为19.3cm，两处检测点未达到95%，不符合质量要求；碾压6遍时，平均压实度为96.0%，平均压实厚度为19.0cm，全部检测点均达到设计压实度要求，计算松铺系数为1.58。经分析，相同的松铺厚度，碾压遍数4到6遍，沉降增加量变化已经很小，证明土体已经基本压实，达到试验预期目标。

表2                 碾压试验检测成果表（松铺厚度30cm）

3.2.6试验结论

通过试验分析形成碾压试验报告并报监理工程师批准，确定施工参数：铺土厚度30cm，碾压遍数为6遍，碾压机械为徐工XS202J振动压路机，压实速度为2.86km/h，碾压含水率控制在13.3%±3%范围之内。

3.3坝体加宽培厚施工

3.3.1施工准备

修建临时道路：根据抱盆水库实际地形，结合土料场位置，下坝临时道路确定在大坝右坝肩一侧，一方面便于在取土场运料，另一方面右坝肩落差较小，台阶形状，减少土方填筑量，降低施工难度。考虑后期机械运输，道路宽度控制在3.5m，坡度控制在30度以内。在临时道路修建完成后，在现场平面图中进行清晰明确的标记，同时对于路灯、道路护栏、标识牌等设施需要进行清晰明确的标记。

测量放样：根据设计施工图纸进行测量放样，标记高程、桩号等主要控制参数。在进行测量的过程中需确保测量设备的准确性，确保测量参考系的一致。该工程项目全系采取GPS+RTK的方法进行测量放样，可避免因测量参考系不同、现场标高差异等因素对于测量造成的影响。

安全防护：为保证施工安全，施工区域重点位置，如出入口、拐弯点等全部设备安全警示标牌，临边位置设置安全护栏，沿线布设照明设备及警示爆闪灯，确保车辆行驶安全。现场监控布置、消防管理等按工程需求予以明确。

材料设备检查：针对工程项目在施工过程中所应用的多种材料和设备，在正式施工开始之前需进行全面检查。明确工程施工活动所需要的各类资源形式，确定其质量标准，以此为基础完善工程资源控制，实现工程项目资源优化管控。尤其对于土方、混凝土等应用量较大且会受到环境影响的材料，通过前期的优化管理可实现工程项目质量的有效提高。

3.3.2土方开挖

首先进行表层土剥离，采用挖掘机，进行地表下50cm薄层表土挖除和集堆，利于挖掘机装车，自卸汽车运至渣场统一堆放。表土清理范围：地表附着物清理至最大开挖边界线外侧5m距离，对树根（桩）等地下物，延伸至最大开挖边线外侧3m距离。清表完成后，无剩余腐殖土、树根等存在。然后按照设计图纸进行坝体开挖，为保证新老面结合，开挖成台阶状，增强结合面咬合度。开挖土体要进行分类运走，符合设计要求土料可以集中存放，用于坝体填筑。不满足设计要求土料，按废弃土处理，严禁用于坝体填筑，全部运出施工现场，确保土料质量。

土方开挖采取分层分次开挖的形式进行，结合前文中所明确的分段、分批次检测方式，当土质性能情况出现明显波动时需停止开挖并更换新的取土地。对于各类废土需进行规范管理，避免应用到工程项目的施工回填工作当中。

重视土方的运输和储存过程。该工程项目采用自卸货车进行土方材料的运输工作，按照工程实际需求进行连续、稳定的土体供应。在进行装卸的过程中同步检测土体情况，对于明显发生性能变化、含水量较高的土体不应用使用。防范在运输过程中可能产生的问题，使用防水苫布进行苫盖，避免因自然降水影响导致的土质土体性能改变问题发生。

3.3.3土方填筑

（1）填筑作业包括汽车卸料、摊铺平整、洒水、碾压、检测等多个工序，为避免各工序交叉影响，提高工效，可将整个工作面分成若干个施工区，再沿坝轴线方向将作业面划分为若干个作业单元，使每个作业单元内可以同时进行各工序作业，大大减少施工停等时间，提高施工速度。

（2）土料运输：采用机械化施工，直接将土料运输至施工现场。现场不设置土方仓储，避免长时间存放使得土料的性能发生波动问题。

（3）土方卸料及摊铺：自卸车采用进占法卸料，推土机摊铺平整，铺土作业由低到高分层填筑。投入机械及人员应满足施工需求，同时安排专人进行统一指挥，在整平作业时，特别注意搭接位置处理。相邻填筑作业面做到均匀上升，尽量减少施工接缝。卸料及铺筑过程中，由施工测量人员层层检测控制铺土厚度，检测合格后现场用木桩标记，便于现场施工。

（4）压实：采用振动碾压实土料，严格按照已批复的施工参数执行。振动碾行走方向沿着大坝轴线方向，每层土碾压完成后，随即用环刀法检测其压实质量，取样位置应随机布设或者监理工程师指定，要求布设均匀，优先选在薄弱位置或者有代表性位置作为取样点。当经试验检测，压实度合格后，方可继续进行下一层施工。若不符合设计要求，则需进行原因分析，并采取措施进行处理，直至压实度满足质量要求。

3.4质量控制要点

3.4.1 事前质量管理

（1）充分利用碾压试验，得出最优施工参数，为工程质量提供基础保障。碾压试验的开展需客观全面，应用工程项目的自然条件、土体材料、机械设备进行碾压试验，确保取得试验结果与工程预期需求相符合，保障碾压试验结论的客观性和全面性。

（2）严格检测填筑土料，特别是利用开挖料进行填筑的土料，一定进行试验检测，保证原材料质量合格。同时要密切关注土料含水率，利用翻晒或者洒水等措施，让土料处于最优含水率合理范围。

（3）对于使用的机械设备进行全面的检查和调试。如对于测量设备，其准确性直接影响工程项目的施工精准度，因此需进行测量设备的检查和调试；对于碾压等大型设备，其工程成果同样与机械设备的自身性能挂钩，对设备进行全面的调试、维护也是控制工程质量的有效方式。

3.4.2 人员质量管理

    （1）人员因素是影响工程工程质量的关键因素之一。针对此工程项目在进行施工的过程中，其呈现出技术要点复杂、工程质量要求高的特征。为了实现有效的质量控制，在工程前期：①选择具有施工经验、具有专业技术能力的劳务工人作为该项目的施工工人，确保工人团队具有专业能力和主动开展质量控制的呢能力；②开展了全面的技术交底工作，面向该工程项目的具体需求进行技术方案的拆解，通过现场演示、模型展示等方式明确项目的施工需求；③针对土体开挖、土体回填作业、混凝土施工等部分，均进行了样板的制作，以样板先行的机制进行施工内容的指引。

（2）管理人员和组织架构方面，现场针对工程的项目的特殊性， 共计配备管理人员14人，其中质量管理、专职质量员、质量巡检等岗位7人，并按照不同的施工内容、不同的管理区块（如材料、机械、工艺）等进行明确区分，针对4M1E的质量影响因素体系开展专项管理。现场管理人员考核体系成熟，规避管理人员自身专业能力不达标带来的风险问题。作为修复加固类项目，现场情况复杂，对于部分质量问题也会具有临时性和紧急性的特征，因此在项目实施过程中由专业技术人员驻场，对于各类情况可及时响应判断，避免出现工程管理的风险问题。

3.4.3 施工过程质量管理

（1）原坡面清基要清理到原坡面坚硬密实的土层上，清理后的基面用机械刨毛，增大结合面。开挖完成后，应及时进行填筑施工。如不能及时进行填筑，开挖应预留30cm保护层，同时修建临时排水沟，减少降雨冲刷基础面。土料的铺料与压实工序应连续进行，以防土料水分蒸发，含水率过低，影响压实质量。对表面已风干的土层，应作洒水调整含水率后再进行下一道工序施工。对已检验合格的填筑层，因故未继续施工，复工前应进行刨毛、洒水，并经监理人机构检验合格后才能进行铺新土，以保证层间结合质量。

（2）分段、分片碾压，土层边缘地带不能碾压或减少碾压遍数，在碾压不到的边缘部位应采用人工夯实的方法进行，以确保填土质量达到设计要求。压实过程中，要统一碾压，专人指挥，防止碾压不到位或者碾压遍数不足，当出现裂缝、“弹簧土”现象时，立即查明原因，对不合格部位坚决挖除返工。

（3）施工期尽量避开雨季，减水降雨对施工质量影响。在施工中如遇雨季，应随时关注天气情况，降雨前立即停止土方填筑，尽快压实松土，做成微微倾斜坡面，以利排水。

3.4.4 施工后期质量管理

（1）部分工程内容，如水泥喷锚、混凝土施工后，在完成后需进行养护。明确养护环境需求，对于温度、湿度等环境开展全面控制。该工程中坝体、排水沟等结构均需进行养护。规范养护时间、避免在工程养护过程中受到外部环境影响。可通过施工组织设计的合理优化实现工程质量的提高，如避免雨季、低温天气前后所进行工程施工。

（2）针对坝体改造工程需进行连续的监测。监测工作贯穿施工过程中、施工完成后、工程使用阶段。针对此工程项目，通过在坝体位置、排水沟位置、回填土基础位置安装位移传感器、应力传感器等，对于应力变化、地下水位变化等进行连续监控，并可知悉早期所存在的质量，实现质量问题的提前处理和响应。

4. 结语

海南省乐东县抱盆水库坝体加宽培厚施工，通过科学的碾压试验确定参数，在施工过程中，结合工程实际制定了详细施工方案，在施工过程中，严格按照施工参数进行质量控制，同时注意总结施工控制要点，把控关键工序和关键部位质量，保质保量完成水库加固任务，解决了水库安全问题，有效保障了水库运行安全。本文通过土方填筑各个环节总结，进一步阐述了施工技术和控制要点，为类似小型土石坝病险水库加固施工提供了一定参考。

参考文献：

   [1]刘岳山. 土石坝除险加固的方法讨论[J].建材发展导向，2013年09期

   [2]马 宾，高 博. 冯家山灌区王家沟水库坝体加宽培厚施工技术探讨[J].陕西水利， 2012年03期.

   [3]王洪兴. 水利工程土方填筑碾压施工技术的管控研究[J].工程建设与设计，    2017年18期.

作者简介：

周晓磊工作单位：中国水电基础局有限公司，天津，301700

周晓磊：（1982.12—）,男，河北唐山人，大学本科，工学学士，工程师，主要从事水利水电工程设计与施工