海子湾水库大坝土方填筑施工方案

聂小钧

（山西省水利建筑工程局 太原 030006）

1 工程概况

右玉县海子湾水库位于右玉县海子湾村沧头河上，控制流域面积2 022 km2，总库容为980万m3，最大坝高10 m，坝顶长820 m，坝顶宽6 m，设1 m高浆砌石防浪墙，上游坝坡为1：3，采用干砌石护坡下铺复合土工膜防渗结构型式；下游坝坡为1：2.5，设草坡护坡加排水网格型式，坝脚设排水棱体。工程任务以供水为主兼顾养殖和旅游。

大坝为均质土坝，土场土料分布于大坝的左岸，为低液限粉土。大坝填土料场确定在左岸的台地上，土料储量为31万m3，满足筑坝用量。

2 均质土坝填筑

2.1 土料上坝道路布置

本工程筑坝土料为黏粒含量偏低粉土，已铺筑碾压好的坝面不宜重车重复碾压，否则会造成局部剪切破坏。针对这一特殊情况，计划上坝道路分为主干道路和分支道路，每隔80 m筑一条分支道路。即：从土场运出时先走主干道路，然后根据填筑场面的需要拐进分支道路卸土。卸土后车辆再由分支道路拐回主干道路进入土场装土。这样大大减少了车辆对已碾压好坝体的破坏。

存在的问题是:(1)加大了分支道路土方填筑和拆除方量5 000 m3和费用。（2）拉土重车上坝1/6～1/8的坡，增加了油耗。（3）下游排水棱体和分支道路交叉，需有相应的技术措施支持。上坝道路见图1。

图1 土料上坝道路布置示意图

2.2 施工机械配置

施工机械配置情况见表1

表1 施工机械配置

2.3 坝填筑施工工艺及主要施工方法

大坝填筑采用进占法施工，土料填筑具体施工工艺流程为：填筑面处理→倒土摊铺→压实→质检→下一层填筑。

（1）边线控制：边线要超出设计边线80 cm，超出部分每填筑1.5 m高用反铲挖机初略削坡。

（2）铺土厚度控制：铺土厚度40 cm，允许偏差-5～0 cm。

（3）碾压：振动碾顺坝轴线方向进退式碾压，相邻两段交接带碾迹应彼此搭接，垂直碾压方向搭接带宽度为0.3～0.5 m，平行碾压方向搭接宽度为1.0～1.5 m。行走速度：平碾2～3 km/h，自行式凸块碾 2.5～3.5 km/h。

合格土料由自卸汽车在未压实的松土上运到坝面填筑现场并卸料至回填作业面后，先采用推土机进行铺料、平仓，土料沿平行于坝轴线方向铺筑，铺筑宽度和厚度要严格控制，每层铺料厚度根据土方回填碾压试验确定为40 cm。在个别边脚部位或机械不能到达的部位，可采用人工进行铺料。

推土机铺料、平仓后，采用振动碾压实，振动碾顺土料铺筑条带方向对土料进行进退式碾压。其中，凸块振动碾的击振力和碾压遍数均采用土方回填碾压试验中确定的试验数据，以达到良好的碾压效果。

在土料碾压过程中，特别要保证与排水棱体滤料之间结合部位和与岸坡结合部位土料的压实质量和填筑层与层之间的结合强度。在碾压时，对条带接缝处要进行搭接碾压，其搭接宽度应不小于20 cm；为保证填筑层与层之间的结合强度，若下一层回填面停滞时间较长而造成回填面表面水分损失，在回填上一层时，应先在下层回填面表面上适当洒水湿润，而后在进行上层土料的铺料、压实。对于新筑坝体与岸坡及原坝坡结合部位的土料，为保证其压实质量，按1：4的坡比搭接，并每层用推土机将旧坝土推去一部分，形成台阶结合，振动碾骑缝碾压。

在整个土料压实过程中，要有专职质检、试验人员进行值班，及时对每一层回填土料的压实度用环刀进行测点检测，其压实度应符合设计图纸和规范要求，在下一层的压实度没有达到设计要求的压实度标准时，决不允许进行上一层的土方回填。

土料逐层压实后，挖机站在填筑面上进行粗略削坡，削去边坡超填的大部分土料。

2.4 填筑技术要求

（1）每一填土层按规定参数施工完毕，并经监理检查合格后才能继续铺筑上一层。在继续铺筑上层新土之前，应对压实层表面残留的被碾子凸块翻松的半压实土层进行处理，以避免形成土层间结合不良的现象。

（2）压实土体不应出现漏压虚土层、干松层、弹簧土、剪力破坏和光面等不良现象。如果出现，及时处理。对于干松层加水继续碾压；对于漏压的虚土层进行补压；对于出现的弹簧土与剪力破坏的部位超过5.0 m2挖掉换土填筑；对于汽车通过后形成的光面用推土机或凸块振动碾刨毛处理。

（3）铺土面应尽量均衡上升，以免造成过多的接缝。若由于施工需要进行分区填筑时，其纵横接缝坡度分别按1：3及1：4控制，并用振动碾骑缝碾压。。

（4）在接缝的坡面上，应配合填筑的上升速度，将表面松土铲除至已压实合格的土层为止。坡面须经刨毛处理，并使含水率控制在14%～18%范围内，然后才能继续铺填新土进行压实。

（5）为保护土料正常的填筑含水率，日降雨量较大时，按监理指示填筑。当风力或日照较强时，按监理的指示，在坝面上进行洒水湿润，以保持合适的含水率。

（6）填筑面应略向上游倾斜，以利排除积水。下雨前应采取措施，防止雨水下渗，雨后应将填筑面含水率调整至合格范围，才能复工。

（7）和泄洪闸两侧接缝部位，用小型机夯、人工配合填筑。

2.5 坝体填筑质量控制

1）质量检测取样部位应符合下列要求：

（1）取样部位应有代表性，且应在面上均匀分布，不得随意挑选，特殊情况下取样须加注明。（2）应在压实层厚的下部1/3处及结合层处取样，并记录压实层厚度。2）质量检测取样数量应符合下列要求：（1）每次检测的施工作业面不宜过小，机械筑坝时不宜小于600 m2。（2）每层取样数量：在大面积填筑量时每200～500 m2取样1次，在边角部位每层2～3次；坝基开挖压实后800 m2取样一次。（3）若作业面或局部返工部位按填筑量计算的取样数量不足3个时，也应取样3个。3）在压实质量可疑和坝身特定部位抽样检测时，取样数视具体情况而定。4）每一填筑层自检、抽检后，凡取样不合格的部位，应补压或作局部处理，经复验至合格后方可继续下道工序。

3 雨季填筑

雨季填筑时应采取适当措施，防止施工过程中含水量的增加，保证填筑质量。

（1）填筑面稍向上游倾斜，以利排泄雨水，倾斜坡度一般可取2%～4%。（2）雨前用振动平碾快速压实表层松土，并注意保持填筑面平整，以防积水和雨水下渗。雨后填筑面应晾晒或处理，经检查合格后，方可复工。（3）在填筑面上的施工机械，雨前宜移出填筑面停放在坝壳区。（4）下雨或雨后不许践踏坝面，禁止车辆通行。（5）雨后复工，首先人工排除防渗体表层局部积水，并视未压实表土含水率情况，进行晾晒或用推土机将其清除，至实测土料含水率不超过施工含水率上限1%即可。

4 处理好大坝填筑的其它关键问题

认真细致地处理好坝基与岸坡这些关键性问题：坝基与岸坡处理工程为隐蔽工程，处理不好，将来会危及大坝稳定与安全，所以必须按设计要求并遵循有关规定认真施工。应根据合同技术条款要求以及有关规定，充分研究工程地质和水文地质资料，制定相应的技术措施。

（1）做好清基工作：坝基表层土及淤泥层一定要按设计图纸清除掉，进行换基。（2）为保证大坝填筑质量问题，在大坝坝基开挖过程中要做好基坑排水问题，特别是大坝开始填筑阶段的基坑排水问题，以保证大坝填筑时，建基面上不允许有积水存在，严禁水下填土。（3）为保证大坝接触处的安全隐患，应搞好坝肩处的岸坡削坡工作。（4）为保证大坝填筑质量，坝料复查与规划亦不容忽视。压实特性应着重考虑天然干密度、比重、液塑限、压缩性、渗透性、抗剪强度等。

坝体填筑应按一般规定与填筑施工方法及工艺执行。另外还应考虑结合部位的处理。这些都为坝体施工中薄弱环节处理不当，将可能形成渗流通道，引发防渗体渗透破坏及垮坝。因此施工过程中，严格按碾压式土石坝施工规范执行。