坝体填筑施工技术

□贾会民 □马俊民 □高占辽（许昌市颍汝灌溉管理局）

1.工程概况

某水利大坝工程坝址地质条件复杂，表面主要为坡积和冰积物筱盖层，基岩由含煤中细粉砂岩、粉砂岩、煤质页岩等韵律组成。坝区大小断层和层间剪切破碎带十分发育，岩性条件较差。大坝为钢筋混凝土面板堆石坝，最大坝高136m，坝顶长534m、宽13m。坝体由防渗钢筋混凝土面板、趾板、垫层区、过渡层区、主堆石区、次堆石区、下游堆石区、干砌石护坡组成。垫层区水平宽度为3m，过渡层区水平宽度5m。坝体填筑总方量为1180万m3，其中各区填筑工程量见表1。

表1 坝体各区填筑工程量表

2.填筑生产性试验

2.1 场地平整

选取较为平整的场地，用YZ-26C型振动碾进行压实处理，对基础取样，保证干密度满足碾压试验料设计干密度。用石灰线划分不同的试验小组，试验小组内布置1.5m×2m的方格网，石灰线作好标识，对基层面方格网进行高程测量。

2.2 铺料碾压

采用机械铺料，由自卸汽车按顺序直接倒在场地上，推土机进行推平，局部不平处由人工整平。按标准虚铺层厚铺设完毕后，按不洒水、洒水10%、洒水15%(体积比)3种情况进行洒水作业，由水表控制。基层面用石灰线布设1.5m×2m的方格网，对层面高程进行测量。再用YG26C型振动碾按规定遍数进行碾压，水平碾压时，振动碾在同一碾压带上进退碾压，进退时均起振各算1遍，错距碾压时两条相邻碾压带连接处碾痕重叠20cm。碾压结束后，对碾压后的层面高程进行测量。

2.3 测定试验

采用灌水法测定干密度和空隙率，铁环直径2.5m，试坑深度为填筑层厚。再按照试验规程要求测定颗粒级配、渗透系数、最大粒径等指标。

2.4 试验成果

对所有的试验小组成果进行整理，绘制出铺层厚度、洒水量、碾压遍数、干密度与含水量的综合关系曲线。通过对各试验小组结果进行分析优选，形成最终的填筑碾压施工参数。对于斜坡垫层料，采用BW7552型振动碾，碾压参数为4遍，不加水。各填筑区料碾压参数见表2。

表2 各填筑区料碾压参数表

3.填筑施工技术

3.1 施工准备

施工准备内容包括场地平整、测量、立层厚标志杆和分区界线标志。先对填筑场地进行平整，两侧坝坡清理干净，并按照规范要求测量方格网高程。根据填筑料的不同分区，用石灰线作好标识，制备不同高度的层厚标志杆，作为填筑层厚的参照物。左右两岸修建若干个蓄水池，用PVC管接至填筑工作面，管子终端安设水表，进行洒水计量。

3.2 坝料铺设

坝料填筑分区分块由低向高铺料，铺料方向平行坝轴线方向，主堆石、次堆石、下游堆石均采用进占法铺料，自卸汽车卸料后由推土机推料平整。垫层料和过渡层料采用后退法卸料，垫层、过渡层料人工配合反铲平仓整平。在铺料过程中，严格按照分区石灰线铺设，如果超出用反铲挖掘机作修整;厚度按照层厚标志杆进行控制。

3.3 补洒水、碾压

在碾压过程中根据坝料含水量补洒水，洒水采用人工拖PVC管均匀喷洒，专用洒水车作为补充。碾压采用YZ-26C自行式振动碾，碾压采用进退错距法碾压，除施工道路处顺坡向碾压外，其他部位沿平行于坝轴线方向进行。碾压参数以批准的碾压试验成果为准，碾压不到的部位采用小型振动碾碾压。

3.4 填筑顺序

3.4.1 主堆石、次堆石、下游堆石区料填筑

坝体主、次堆石区及下游堆石区的填筑除料源的级配、质量要求、铺料厚度、压实度都各有差异，但其施工方法基本相同。填筑料采用32t或26t自卸车运输卸料进占法填筑，以使粗径石料滚落底层，细石料留在面层，以利于推土机的平整和碾压。卸料的堆与堆之间留1.0m左右间隙。平仓采用山推320型推土机平仓，振动碾采用自行式振动碾碾压，碾压时采用错距法平行坝轴线方向进行。铺料层厚、洒水量、碾压遍数、行驶速度严格采用碾压试验确定的参数施工，铺筑碾压层次分明，做到平起平升，以防碾压时漏振欠振。在岸坡边缘靠山坡处，大块石易集中，故岸坡周边选用石料径≤40cm，级配良好的石料铺筑，严防架空现象。碾压时滚筒尽量靠近岸坡，沿上下游方向行驶，仍碾压不到之处采用平板振动碾压实，确保岸坡部位碾压合格。洒水在碾压前提早进行，专人负责，加水量由水表严格控制。在碾压过程中根据需要补洒水，补洒水由专用洒水车按碾压先后次序分别洒水。坝体堆石料尽可能做到大面积铺筑施工，保持坝体均匀上升，以减少接缝，当采用分期分块填筑时，对层面块间的接坡处采用台阶式的接坡方式，对接坡处的虚铺石料、超径块石必须挖除重填，以保证接坡处压实度符合设计。

3.4.2 过渡区堆石料填筑

填筑前，必须把主堆石区上游面所有＞30cm的已分离的块石清除干净。填筑时采用26t或20t自卸汽车将料直接卸入过渡区工作面，后退法卸料，倒料顺序可从两端向中间进行，以利洒水车作业。堆与堆之间留0.5m间隙，用推土机推平，再用反铲辅以人工整平。铺层厚度、碾压遍数、洒水量、行驶速度等施工参数严格按确定的碾压参数执行。

3.4.3 垫层区料填筑

垫层料最大粒径控制在10cm以内，垫层料由大坪砂石料场轧制，经掺拌后符合设计级配要求的成品料，采用20t自卸车运至垫层区，然后用推土机平仓并辅以人工整平。铺料前与过渡区界面上的粒径＞10cm已分离的石料必须清除干净，填筑时在上游边线法线方向超填15～30cm的余量，便于修坡。铺筑方法同过渡区料，并与同层过渡料一并碾压。垫层料和过渡料的填筑需与堆石区同步进行，即主堆石区填筑1层，垫层、过渡层填筑2层。垫层料每升高5m，进行一次上游边坡修整，修整后坡面在法线方向宜高于设计线5～8cm。垫层每升高10～15m进行1次斜坡碾压，并做M2.5碾压砂浆护面。

3.5 坝体内斜坡道的填筑施工

本工程坝体较高，上坝道路布置高差较大;坝体填筑工程量大且填筑高峰期强度持续较长，按照分阶段填筑要求，在坝内要设置循环通道，以保持坝内运输道路畅通，为此须在坝体分期填筑的高差处均设置坝内斜坡道。坝区坡道设置:上游垫层、过渡层区不设置斜坡道，坝内斜坡道的水平顶宽≥12m，坝区内运输坡道最大纵坡≤10%，特别地段不陡于12%，斜坡道边坡不陡于1:1.4。坡道处的堆石料应符合所在区的坝料要求，并按照该区标准进行碾压施工。随坝体上升找平，找平过程中坡道侧面未压实的堆石必须挖除铺平，使该堆石与后填筑的堆石体一并压实成符合设计要求的整体。

3.6 坝体填筑接合部的处理

3.6.1 大坝各区料的界面处理

大坝填筑各区料的交接界面必须注意防止大块石集中，特别是垫层料与过渡料之间、过渡料与主堆石料之间，填筑料的粒径差距较大，施工时难免有不合格料滚落集中，因此要及时采用反铲挖掘机或人工清除，保证主堆石区不侵占过渡区、过渡区不侵占垫层区。

3.6.2 坝体与岸坡接合部的填筑

坝料填筑时，岸坡接合部位易出现大块石集中现象，且碾压设备不容易到位，造成接合部位碾压不密实。因此在接合部位填筑时，应减薄填筑铺料厚度，或采用过渡层料填筑，碾压设备顺岸坡方向碾压，碾压不到的部位采用小型振动碾碾压密实。

3.6.3 坝体分期接合部的施工

由于本工程施工工期长，面板分三期施工，中间需要预留一定时间的沉降期，且按照临时挡水要求各区填筑高程不相同。在坝体分期接合部位，存在一定宽的半压实状态的松散料，必须加以处理才能进行上一层料填筑。处理的方法主要采用反铲挖土机或推土机削坡处理，在后填筑区填每一层新料时，超前在先填筑体边坡处用反铲挖掘机在边坡上削坡，把原半压实状态的松散清除到坝内已压实的面层上。削坡厚度一般为1.5～2.0m，削坡后的台阶与新填筑层同时洒水后，用振动碾顺边坡方向骑缝碾压结合部，随着后填区的升高逐层进行削坡处理，依次边削边填边碾压到顶部。

3.6.4 雨季施工及反渗水处理

工程所处位置雨季时间长，降雨量大，容易对岸坡交接处，特别是上游垫层区产生较大的冲蚀作用，因此必须做好岸坡及坡面的排水设施:在坝肩及以外岸坡上开挖截水沟，或在坝区内有山沟的位置修截水墙，将岸坡、山沟下泄的水流导向坝区以外，防止岸坡集中水流冲蚀填筑坝面。在填筑过程中，始终保持上游坝面高于下游坝面，避免坝面的集中水流流向垫层区。施工期间，加强基坑的排水管理，使基坑下游侧的水位始终低于基坑上游侧水位，防止出现反渗现象。