试论水利施工中土石坝技术的应用

侯佳铭 麻胜云

河南国基建设集团有限公司

试论水利施工中土石坝技术的应用

侯佳铭 麻胜云

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土石坝施工技术的优点为施工简便、节省原材料，为此在水利工程建设施工中该项技术得到了广泛的应用，但是在应用中逐渐也显露出了不足之处，如何充分发挥土石坝的优势，是对土石坝施工技术研究的重点。本文对土石坝在水利工程建设和施工中技术的运用和质量控制进行探讨与研究，旨在提升土石坝在水利工程中的应用范围，提高施工质量。

水利施工；土石坝技术

一、工程概况

以某水库大坝为粘士心墙坝，坝高49m，坝顶长250m，宽9m，设计正常高水位为100m，校核洪水位为104m，属二级建筑物。坝址处流域面积2170km2。坝址以下河流全长105km；其中50km为通航河道，常年有载重5t-10t的木船和竹木筏过坝。坝址两岸系高山，山坡较陡。坝址河谷宽度200m，河底高程20m。两岸覆盖层较薄，基岩为石英砂岩（x级）；河床基岩较好，两岸岩石节理发育，风化较深。河床沙砾覆盖厚度0—4m，平均2m。坝址上下游均为宽阔冲积台地，在上下游3km～7km的台地和河滩上，有满足筑坝要求的大量沙砾料（Ⅲ类土）。

二、水利工程土石坝筑坝材料

在选坝阶段应从空间与时间、质与量等方面进行全面规划。料场土料的储量一般要求是设计工程量的1.5～2.0 倍，并要求提供备用料场。粘性土料采用钻探或坑探取样。砾类土用坑探取样，布孔间距50～100m。防渗料的勘探要仔细按深度查明天然含水量。堆石料的勘探可以采用钻探及洞探。

防渗料：防渗的土料最基本的要求，一是防渗性：渗透系数不大于l×10-5cm/s 时，一般即可满足要求。二是施工性，土料的天然含水量在最优含水量附近，无影响压实的超径材料，压实后的坝面有较高的承载力。

坝壳料：工程实践中，堆石、砂砾石及风化料等均可作为坝壳料。

堆石：按其型式可分为抛填、分层碾压、手工干砌石、机械干砌石等。

砂砾石：碾压砂砾石压缩性低，抗剪强度高，但易冲蚀、易管涌。

风化料：属于抗压强度小于30mpa 的软岩类，往往存在湿陷问题。

反滤料和过渡料：反滤料一般要满足坚固度要求，应尽量避免用纯砂做反滤料。

三、水利施工中土石坝施工工艺

1、料场的布置。在布置料场的位置时，应综合考虑料场所在位置的交通足否便利，填筑料的质敏是否合格，取料的难易程度等因素，同时还应考虑填筑的数量是香满足坝体填筑的需要。若小能满足，则需选择多个料场。本次工程在坝址上下游3km-7km的台地和河滩上，有满足筑坝要求的大量沙砾料（Ⅲ类上），因此将料场布置在这个区域，导流隧洞开挖后的碴料也用于坝体填筑。

2、土料加工。由于新开采的土料中含水量均较大，因此在填筑前应控制土料的含水率，保证在填筑压实时土料的含水率在最优含水率上下2%左右。由于本工程上料均使用台地和河滩地的土料，因此含水量较高，在加工土料时采用了自然蒸发、翻晒、掺料等方法进行处理，使上料含水量达到了填筑料的标准。在进行坝体填筑前，还应对土料中含有的超径石进行了清除。

3、坝基与岸坡处理。清理坝基、岸坡和铺盖地基时，应将树木、草皮、树根、乱石、坟墓以及各种构筑物全部清除，并认真做好水井、泉眼、地道和洞穴等的处理。在本工程中，采用推土机剥离、铺盖，装载机装自卸卡车出渣。坡面及局部松散浮渣由人工清理，左联深槽部位清至强风化岩石，并在粘上心墙范围内回填了低标号混凝上，其他低洼部位分层回填了新鲜石渣。

4、坝体填筑。本工程上石坝填筑前在施工现场进50mm厚。坝壳料由装载机、自卸汽车开采下坝，进占法卸料，推土机推平，层厚在0.8m—1.0m，震动平碾碾压6遍～8遍。碾压砂砾石料时进行了必要的洒水。该工程于2006年3月开工，2008年5月按设计要求完成竣工并交付使用，至今已运行了4年多。目前该水利枢纽一切运行指标良好，坝体未出现渗漏和沉降现象。说明整个工程的施工质量良好。其所采取的施工工艺安全、有效、可行，可在今后的上石坝上程施工中可以大力推广并应用。

四、水利工程施工质量控制要点

1、施工单位在土石坝施工中积极推行全面质量管理，并加强人员培训，建立健全各级责任制，以保证施工质量达到设计标准、工程安全可靠与经济合理。施工人员必须对质量负责，做好质量管理工作，实行自检、互检、交接班检查的制度。施工单位必须建立健全施工质量保证体系，并设立在施工主要负责人领导下的专职质量检查机构。并不断检查质量保证体系落实情况及人员、仪器设备等情况。

2、教育质检人员和施工人员都必须树立“预防为主”和“质量第一”的观点；双方必须密切配合，控制每一道工序的操作质量，防止发生质量事故。

3、施工单位质量检查部门应在有业主、监理单位代表参加的验收小组领导下，参加施工期的分部验收工作，特别是隐蔽工程，应详细记录工程质量情况。在施工过程中，施工单位对每班出现的质量问题、处理经过及遗留问题，在现场交接班记录本上详细写明，并由值班负责人签字。质量检验的仪器及操作方法，应按照规范进行。试验及仪器使用应建立责任制，仪器应定期检查与校正 。

4、反滤层、过渡层、坝壳等无粘性土的填筑，除按有关的规定取样检查外，主要应控制压实参数，如不符合要求，施工人员应及时纠正。每层压实后，即可继续铺土填筑，其测定的铺土厚度、碾压遍数应经常进行统计分析，研究改进措施。反滤料、过渡料级配应在筛分现场进行控制，填筑时应对接头、防护措施等加强检查。现场含水量对粘性土、砾质土以手试测定的同时，应取样用烘干法或其他方法测定，并以此来校正干容重。取样所测定的干容重，其合格率应不小于90%，且不合格样不得集中，不合格干容重不得低于设计干容重的98%。

五、结束语

综上所述，土石坝技术，就是充分利用当地资源的优势，包括当地的石料或者其他混合物进行填充和碾压的一种传统的施工技术。随着我国水利工程建设规模的逐步扩大，土石坝技术在水利施工中的应用也越来越多，地位越来越高，对我国水利工程建设和发展起到了十分显著的作用。

［1］刘则邹.土石坝施工天气状态随机模拟方法探讨［J］. 湖北水力发电. 1989（01）