土石坝施工要点研究

庞艳辉

（黑龙江省隆业水利水电工程建设有限公司，黑龙江 哈尔滨 150081）

我国在水利工程建设中广泛采用土石坝，土石坝是指对由泥土、石头或者是混合料等为主要建筑材料,对这些建筑材料经过堆砌、填充、碾压等工序而形成的水坝，当我们根据建筑材料区分时,将土和砂砾为主要材料建筑起来的水坝称为土坝，把石渣、卵石、爆破石料等石材为主要建筑材料而构建起来的水坝称堆石坝，当以土和砂砾和石渣、卵石、爆破石料等石材按照相应的比例进行混合而构建的水坝我们称为土石混合坝。相较于其他类型的水坝，土石坝具有结构简单、取材方便、在水坝地基处理工艺方面要求不高、一般的建筑队即可在技术人员的指导下进行施工、在钢材、水泥、沙子需求等方面要远低于其他类型的水坝。当采用工程机械进行施工时，可以更方便的进行施工，在施工人数、施工工期以及施工费用方面都能有极大的降低，这为土石坝的更广泛的应用打下了良好的基础。土石坝不但在我国广泛应用，国外也广泛的应用土石坝来作为水坝的主要类型，中低坝与兴建的高土石坝都越来越多的运用土石坝施工工艺。据不完全统计，从20世纪70年代至今，土石坝的建筑高度和建筑总里程上都要远远的超出同期兴建的混凝土水坝，相较于混凝土水坝，土石坝具有建设周期短、建设成本低等特点，这就使得土石坝在坝体选型方面是混凝土水坝的强有力地竞争者。

1 土石坝的主要分类及主要类型介绍

按照土料在坝身内的配置和防渗体所用的材料种类，碾压式土石坝可分为以下几种主要类型：1）均质坝。坝体断面不分防渗体和坝壳，基本上是由均一的黏性土料（壤土、砂壤土）筑成。2）土质防渗体分区坝。即用透水性较大的土料作坝的主体，用透水性极小的黏土作防渗体的坝。包括黏土心墙坝和黏土斜墙坝。防渗体设在坝体中央的或稍向上游且略为倾斜的称为黏土心墙坝。防渗体设在坝体上游部位且倾斜的称为黏土斜墙坝，是高、中坝中最常用的坝型。3）非土料防渗体坝。防渗体由沥青混凝土、钢筋混凝土或其他人工材料建成的坝。按其位置也可分为心墙坝和面板坝。

2 土石坝的特点

2.1 土石坝的所具有的优点。土石坝的建筑材料可以通过在施工地域进行开采，其中以土石为主的坝体将减少对于钢材﹑水泥﹑木材等建筑材料需求，降低了施工费用，同时，土石坝结构简单，不论是对坝体进行维修或者是改建都有着良好的操作性，土石坝对于地基的要求不像其他水泥坝那样对地基需要很高的要求。可以很容易的通过使用工程机械进行施工。

2.2 土石坝的缺点。土石坝的缺点如下：（1）坝身不能溢流，施工导流不如混凝土坝方便。（2）粘性土料的填筑受气候等条件影响较大，影响工期。（3）坝身需定期维护，增加了运行管理费用。

3 土石坝在施工工艺方面简介

3.1 土石坝料场的选址。土石坝料场的选址在这个工程项目建筑中占有很重要的地位，其选址是否合适对整个水利工程项目的工程质量、项目的建设进度、周边生态环境以及整体的工程预算都会有很重要的影响，因此在对土石坝料场的选址方面需要引起足够的重视，在土石坝料场的选址时需要根究相应的法律法规并从科学合理方面出发，土石坝料场的选址应在施工前期完成，在选址时需要从从空间、时间、质与量等方面进行全面规划。

3.2 对于土石坝所用材料的处理：3.2.1对于土料的处理。在对土料进行处理时，当选用的是上山料场的土料时，只需要将其表面的土层和其中不合格部分的土料剔除，剩下的都是可以使用的土料，在选用土料作为主要的建材时，由于土本身对于水的亲水性较强，在对土料进行处理时需要对土料的含水率进行控制,对于土料的含水率的需要控制在±2%左右。在对土料进行含水率处理时可以使用以下两种方法：1）可以通过自然蒸发、烘烤、掺料、翻晒等方法对挖掘来的土料进行处理，从而达到对土料含水率的控制，2）当所选用土料的含水率较低时可以通过浇水来增加土料的含水率。一般在超径石含量不多的砾质土中，用装耙的堆土机先在料场中初步清除, 然后在坝体填筑面上进行填筑平整时再作进一步清除；当超径石的含量较多时,可用料斗加设蓖条筛（格筛）或其他简单筛分装置加以筛除,还可采用从高坡下料,造成粗细分离的方法清除粗粒径。3.2.2对于石料的处理。在开采石料时，如果是开采砂砾石料和堆石料，在开采时可以从山中、河边、河底等位置进行开采。而如果需要开采大块石料时，需要在专门的采石场进行爆破作业进行开采。3.3.3土石坝土方和石料的运输。在进行开采作业时，可以在开采的同时在旁边配备相应的运输车辆，从而将开采、运输、到坝面的平料和压实等土石坝施工的各项工序有机的结合起来，从而提高土石坝的建设材料的开采、运输速度，这种方式不但节省了人工、经费更重要的是提高了效率。下面将就在土石坝土方和石料开挖与运输的方案进行介绍：① 正向铲开挖,自卸汽车运输上坝。②正向铲开挖、胶带机运输。③斗轮式挖掘机开挖,胶带机运输,转自卸汽车上坝。④采砂船开挖,有轨机车运输,转胶带机上坝。在选用以上这些方法时需要根据当地挖掘厂的实际情况，有针对性的选用合理的合理的挖掘与运输方案，充分利用工程机械的特性来提高挖掘与运输的效率，在设计方案的过程中要充分发挥现有装备的实际情况，做好统一规划与部署，保障水利工程项目土方与石料等建材的顺利开采。

3.3 土石坝的填筑施工作业。土石坝经过多年的发展，已经形成了一套完整齐套的施工工艺，现今通过合理的规划可以形成流水线的施工方式，通过采用这种施工方式可以有效的加快施工进度，这种流水线作业方式通过先对坝面分段,然后组织相应专业施工队依次进入各工段施工。施工中一般采用平起填筑施工,平起施工具有减少了接缝、接坡、削坡等工序,保证了填筑质量的优势。在完成了以上的坝体填筑施工作业后，将通过夯实作业来提高土石料的密度,消除土石料的变形，通过采用重物冲击夯实的方式来保障坝体的施工，通过将坝体分层夯实的方式来完成对于坝体的夯实作业。

结语

本文主要对土石坝的的定义、组成、分类以及它的优缺点进行了介绍，并在此基础上对如何做好土石坝的施工进行了介绍。

[1]李梅华，王飞寒. 土石坝设计与施工[M].北京：中国水利水电出版社.2011.