土石坝的种类划分及施工质量控制

摘要：土石坝是水利工程中常见的坝型，因其施工相对简单，经济成本要比其他坝型低很多，所以在工程建设中应用最为广泛。但土石坝在施工过程中，常常会受到渗流病害的影响，渗流病害是施工中主要控制的一个方面，本文主要对土石坝的施工方法进行简述，并对渗流控制进行了分析，以供土石坝的建设施工参考。

关键词：土石坝;渗流;施工;控制

中图分类号：TV641           文献标识码：  A                       DOI编号：   10.14025/j.cnki.jlny.2015.01.036

1土石坝的分类

土石坝主要是由土料、石料或混合料经过抛填、辗压等施工方式堆筑而成的坝型，构成材料多数可以就地取材，在施工中避免了运输工序，既节省了时间，又节省了成本，具有其他坝型无法比拟的优势。其特点为可以就地取材，另外结构相对简单，对地基要求不高，可以很好地适应地形，在施工中，技术简单，对机械要求不是很高。但土石坝也有不足之处，就是坝身不能溢流，施工导流不如混凝土坝方便，粘性土料的填筑受气候条件影响较大等。

土石坝按其组成材料的比例不同，可分为土坝、堆石坝、土石混合坝，土坝主要是以土和砂砾为主，堆石坝主要以石渣、卵石、爆破石料为主，而两类材料比例相当则构成了土石混合坝。如果按其施工方法不同，则有碾压式、冲填式、水中填土坝及爆破堆石坝等种类。土石坝按坝高度来区分，则有低坝、中坝和高坝三种。在实际施工中，碾压式土石坝最为常见，按其坝身的配置和防渗体所用的材料种类，则又有均质坝、土质心墙坝、土质斜墙坝、多种土质坝、人工材料心墙坝、人工材料面板坝等多种类的区分。

2 土石坝的主要病害

2.1渗流分析

土石坝由于其构成材料主要是土料或石料，这两种材料都为颗粒状物质，所以颗粒之间有一定的空隙，具有透水性，当水库中蓄满水后，由于水的压力作用，水流会对坝身产生一定的压力，自然会顺着坝身土料、坝基土体和坝端两岸地基中的孔隙渗向下游，就会产生一定的渗漏。渗漏可能在坝身、坝基和绕坝等部位产生。如果渗流较小，水质不含土壤颗粒，清澈透明，一般不会对坝体产生破坏，这样的渗流为正常渗流;但如果渗流较大，流速快，且夹带着坝体颗粒，水质浑浊，不透明，这样的渗流就是异常渗流，异常渗流会导致坝体或坝基产生管涌，造成土体渗透破坏，给坝身的安全造成威胁。据统计我国早期的土石坝工程因渗流而引起的破坏事故率约占31.7%，渗漏导致垮坝的占29.1%，由此可见渗漏造成的溃坝问题是相当严重的。

2.2渗流产生的原因分析

反滤层设计原因：一般在坝体填土与排水体之间都要设置反滤层，如果二者之间的层间系数太大，或者在施工中出现错断混层，或者填土的质量不过关，填压不实，这样一旦产生渗流，就会把疏松的土料颗粒带走，从而破坏反滤层，渗流量加大，影响坝体安全。

防渗体施工不到位：在土石坝施工过程中，防渗体的施工非常重要，但有时施工时却达不到设计要求，防滲体不能直达基岩或底部连续可靠的粘土层，所开挖的截水槽也达不到设计的标准，由于施工不到位，给土石坝的安全留下隐患。

岸坡处理不到位：如果土石坝两岸岸坡产生台阶状，一定要进行抢平，使坡度相对平顺，尽量处理成变坡，确保变坡之间的坡角差不超15°，在处理平台时，填土高度差不要过于悬殊，防止沉陷量的突变，减少裂缝的产生，从而避免渗透破坏。

3 土石坝的施工质量控制

3.1严格按照设计做好基础处理

万丈高楼平地起，地基的稳固是相当重要的，对于土石坝施工来讲，地基的处理必须要做到万无一失，因为土石坝本身重量很大，所以地基要坚固，具备一定的承载力，同时还要具备防渗性能。在施工时，一定要确保地基的稳固后再进行填土筑坝，同时要根据地质情况，采取防渗墙、振冲、帷幕灌浆、固结灌浆等施工技术，对地基进行综合处理。

3.2 要充分掌握地质、水文气象，在合理的季节施工

由于土石坝的组成材料为土料、石料或混合料，坝体材料的本身性质对于坝体施工及坝体安全都有重要的影响。土石坝对于水文气象的影响较为敏感，比如雨季，土料中的含水较多，冬季时土料会上冻。如果在洪汛期施工，还会存在漫顶过流的现象，这在土石坝施工中是不允许的。所以在土石坝施工时，要对当地的地质、水文、气象等因素有充分了解，合理规划工期，科学安排施工时间，尽量避免不利因素的影响。

3.3确保土石料的质量

土石料的质量对于土石坝的重要性是不言而喻的，质量就是生命，但因土石坝的坝体都较大，工程量自然会很大，所以对土石料的质量控制一直是土石坝施工中的难题，也是土石坝填筑的一个软肋。在施工中，要严格按照操作规程进行操作，严格进行施工监理，保证填料的质量，同时要完善而慎重地进行料场复查及复勘工作，对土石料的质量做到有效管控。一般在进行填料前要进行碾压试验，取得重要的技术参数，以此为标准，调整防渗土料的含水量，在施工中必须要求进行试坑取样，保质保量做好填筑面的碾压及每一层的填筑。

3.4确定合理的坝面分区

土石坝工程一般在填筑工序上分为铺料、摊铺、洒水、压实、质检等工作。在坝面分区流水作业中，防渗土料的施工应根据填筑的需要，根据实际情况合理划分填筑区域，进行流水作业。对采用平起填筑与临时断面填筑的土石坝工程，不可一味减少临时断面填筑量而影响大型机械的正常施工，必须要确保填筑质量。

总之，土石坝的施工过程中，要从设计、选料、施工、验收等各个环节进行严格的管控，确保施工质量，保证建成后的坝体能安全平稳的运行，避免异常渗流的发生。

作者简介：马佳佳，本科学历，公主岭市水产技术推广站，工程师，研究方向：水利工程。