水利工程项目中土石坝的施工问题分析

张志刚　何金宝

摘要：土石坝是水利工程建设中常见的工程项目，在施工过程中所用的工程材料多数可以就地取材，在材料成本和运输成本上都能得到很好的控制，所以土石坝应用最为广泛，发展也最快，是一种非常普遍的坝型。本文主要针对土石坝的分类及渗流进行探讨，同时也给出一些在施工过程中要注意的事项，希望对土石坝施工有所帮助，确保工程高质量、高标准完成。

关键词：土石坝；渗流；控制；工程质量

中图分类号： TV641 文献标识码： A DOI编号： 10.14025/j.cnki.jlny.2015.08.030

1 土石坝的分类及参流现象

1.1 分类及优缺点

土石坝，顾名思义就是由土料以及石料构成的坝型，在施工过程中可以就地取材，因地制宜，根据当地所产出的材料进行充分利用，土料是石料，也可以土石混合，把这些材料经过抛填、平整、碾压等施工工序，最后形成挡水坝。土石坝在经济方面以及施工方面都具有相当大的优势，所以应用十分广泛，在全世界范围内都十分常见。土石坝的分类标准不同，自然种类也多种多样，可以按材料分，也可以按施工方法分，还可以按坝体的高度分。比如按坝体构成材料分，如果主要是以土和砂砾为主，则叫做土坝。如果以石渣、卵石、爆破石料为主，则称为堆石坝。如果土料和砂砾基本各占一半，则称为土石混合坝；按施工方法分则有碾压式土石坝、冲填式土石坝、水中填土坝和定向爆破堆石坝等。其中碾压式最为常见，因为其对基础要求不高，可以对基础的变形有很好的适应性。土石坝优点是施工容易，工序不多，不需要太多技术，可以就地取材，避免运输，坝体适应变形能力强，维修和加高、扩建等都十分方便。但土石坝一般不能溢流，如果是粘性土料则受天气影响较大，易发生渗流现象。

1.2 土石坝的渗流控制

土石坝由于其自身构成材料的特点决定其坝体具有一定的透水性，在建筑土石坝时，土料和坝基的一些砂砾都是散粒状，各种颗粒之间不可避免地存在一定的孔隙，蓄水时水在压力作用下，水流必然会顺着这些孔隙进行渗透，进而造成坝体渗漏，这种渗漏就是土石坝的渗流。如果渗流在设计控制之下，则不会造成对坝体的破坏，属于正常渗流，但如果渗流过大，而且集中产生，则会导致水流的水质浑浊、透明度降低，此时渗流中夹带坝体颗粒流出，这种情况就属于异常渗流，会对大坝的土体产生严重的渗透破坏，因此，需要从多方面进行控制。渗流控制是保证土石坝安全的一项重要措施。渗流的产生原因主要有三方面：一是反滤层的设计不当，坝体填土与排水体间必须要设置反滤层，如果在设计时层间系数过大、施工时出现错断混层、填土密实程度差等情况都会导致反滤层失效，从而引发异常渗流；二是防渗体施工不达标，在标准施工时，防渗体必须要直达基岩或底部连续可靠的粘土层，但在施工时由于种种原因使得防渗体达不到设计标准，使工程存在隐患；三是对于土石坝两岸岸坡的台阶状结构没有构造成平顺的坡度，两坡度之差超过20度，或者遇到平台时，平台处填土与周边填土存在悬殊高差，使得沉陷量突变，从而引发裂缝的产生而导致渗透发生。

2 控制渗流，提高坝体施工质量的举措

2.1 加强基础处理

土石坝是建在基础之上的，随着坝体不断加高，坝身的重力会对下面基础产生巨大的压力，如果基础处理不好，承载力低于坝身的重量，就会导致不均匀的基础沉降，使坝身出现裂缝而产生渗流，所以一定要加强坝基的处理，确保坝基的承载力达到使坝身稳固的要求，在工程施工上，常采用防渗墙、振冲、帷幕灌浆、固结灌浆等对地基进行综合处理，以确保万无一失。

2.2 掌握好施工工期的季节性

在施工前要对当地的地质、水文、气象等情况进行充分地了解、掌握，用科学合理的安排施工时间，制定详细的工期规划。土石坝的施工，由于填筑材料都取材于当地，受气候影响比较大。如遇雨季，土料含水量会增大，直接影响大坝的填筑，如遇冬季土料上冻，基本上无法进行填筑，就算采取一些措施进行施工，因土料上冻，结合性降低，会影响大坝的质量。另外土石坝工程一般不允许漫顶过流，所以土石坝施工工期的安排，一定要结合当地的地质、水文、气候等因素，避开冬季及汛期，合理安排，科学规划，确保工程在最佳条件下完成。

2.3 保证材料质量

大坝的质量主要是由材料的质量和施工的质量两方面决定，在填筑前一定要确保材料的质量。在工程实践中，往往忽视对料场的地质勘察，导致坝体填筑料的质量很难保证统一，因为大规模开采的情况下，材料的质量直接影响大坝填筑级配是否得到保证，所以要详细严格地进行料场勘察，确保所采土石料与设计标准一致。在填筑前应当做碾压实验，碾压试验是填筑前最为重要的技术参数，也是确定大坝能否顺利填筑及确保大坝安全的重要环节。碾压试验中还需对防渗土料的含水量进行确定及调节，同时还应确定好对所堆石料的洒水量。土石坝工程必须要进行现场取样，只有在填筑面碾压合格并能过验收后方可进行上一层填筑。

2.4 对坝面进行合理分区填筑

土石坝坝体都比较大，因此工程量巨大，在施工时可以采取分区作业的方式。作业时采取流水作业的方式，按铺料、摊铺、洒水、压实、质检等工序按部就班进行。结合施工场地的特点，合理划分填筑区域，流水进行，这样对于人员的调配和机械设备的科学利用都十分有利，能提高工作效率，确保工程质量。

3 结语

土石坝虽然施工相对简单，工序也不是很多，但在施工过程也不能忽视任何一个细节，每个环节都要狠抓严控，确保达到设计标准。除了正常的填筑施工外，还要结合工程实际情况，采取科学的坝体、坝基的加固技术，比如土石坝坝体灌浆加固技术，以确保大坝施工高质量的完成。

作者简介：张志刚，本科学历，华北理工大学迁安学院，助理工程师，研究方向：水利工程。endprint