土石坝工程筑坝施工技术要点

2021-01-08廖国芳

河南建材 2021年11期

廖国芳

江西五鑫建筑工程有限公司（335400）

0 前言

土石坝按照坝高、施工方法和筑坝材料可为高、中、低三类，因为土石坝坝身属于土石散粒体结构，所以具备良好的适应变形性能，对地基的要求标准较低[1]。筑坝施工方法中应用最为广泛的是碾压式土石坝。按照土料在土石坝坝身中的配置和防渗体使用的材料种类，土石坝主要分为均质坝、土质防渗体分区坝和非土料防渗体坝。文章结合水利土石坝工程自身优势，从土石坝筑坝施工技术要点出发对施工质量进行科学控制，不断提升水利土石坝工程施工质量，以满足新时期社会发展的需要[2]。

1 水利土石坝工程概述

水利工程中的土石坝是一般性水工建筑物，具有通用性。土石坝主要指的是利用当地土料、石料经过抛填、碾压等施工技术堆筑成的挡水坝，主要用来拦截水流、抬高水位及调蓄水量。中华人民共和国水利部在《碾压式土石坝设计规范》（SL274—2001）中规定，高度处于30m以下的土石坝为低坝，高度处于30～70m的土石坝是中坝，高度超过70 m的土石坝是高坝。土石坝在筑坝施工过程中能够就地取材，有效节省钢材、水泥、木材等建筑耗材，减少筑坝材料的运输压力，同时结构简单，便于维修、扩建。土石坝对筑坝施工项目所在地地下水补给、埋藏、径流和排泄条件并没有较高要求标准，因此施工方便，工序较少，成本也比较低，便于组合机械进行快速施工[3]。

2 水利土石坝工程筑坝施工前期准备

2.1 科学合理地规划料场

因为土石坝在填筑过程中需要大量的材料，所以在施工正式开始前要对施工现场进行全面勘查，结合水利工程土石坝施工需求进行科学设计，以保证后续施工质量、施工进度，为土石坝施工成本控制管理提供科学依据。空间规划主要指的是科学选择、规划料场的位置和高程。料场位置的选择要方便开采设备器械的进出，并且运输距离越短越好。在规划高程上，坡度需尽量保持“宜缓不宜陡”标准，为大型车辆、开采设备下坡提供安全和便捷。时间规划指的是现场施工作业强度、工作量和土石坝坝体填筑情况，科学选择料场使用时间。根据季节变化和蓄水情况做好材料使用的计划，保证整体运输作业均衡性。遵循“高料高用、低料低用”原则，施工作业强度高用近料场，施工作业强度低用远料场。在季节干旱时要使用高含水量料场，在丰水季节要使用低含水量料场。施工正式开始前要对料场现场储量和材料来源全面勘验，主要包含料场现场产料情况、存储量情况及填料各项物理力学指标等，从而科学保证料场储存量满足土石坝总量要求，填料质量与坝体施工质量要求对应。

2.2 开展相关代表性试验

为了保证土石坝后续施工的顺利开展，提升水利工程整体施工质量，在土石坝施工准备阶段开展相关代表性试验十分必要。代表性试验包含含水量试验、密度试验和土工击实试验等，其中，土工击实试验能够充分了解土石坝土的压实特性，测定干容量后求得最大干容量、最优含水量，为土石坝筑坝工程施工提供重要科学依据。另外，不同功能分区的填筑材料属性各不相同，所以压实控制指标也随之存在差异，所以，需要在填筑施工之前结合填料属性类型分别实施碾压试验。在试验前，要促使所有参与到碾压试验的参数达到最佳标准，然后进行复核。在试验中，将压实机具分成静压碾压、振动碾压和夯击集中基本类型，选择代表性较强的土石料进行击实、剪力、揉搓、震动、压实，同时通过渗透试验的结果判断土石料进行填筑施工的具体参数标准，确定土石料强度参数是否达到标准。在填筑施工工艺试验中，要对土石坝坝料选取的压实碾重、接触压力、铺料方法和厚度、压实方法、碾压和夯击次数、填料含水量等作业参数进行对比[4]。

3 水利土石坝工程筑坝施工技术要点

3.1 填筑与压实坝体

在坝体作业中，要保证工作面平行坝体轴线，控制好平面尺寸，在进行土石坝坝体填筑和压实施工之前提前做好组织规划工作。为了保证施工进度和施工质量，在进行土石坝坝体填筑和压实的过程中需要采取流水作业方式，保证不同施工单位各司其责。不同施工部分使用各自施工机械，并轮流施工作业，避免相互干扰，既保证了施工专业性，又减少了施工时间。在填料铺筑环节中，通过自卸汽车进占法卸料方式，边行进边卸料，然后根据设计厚度利用推土机平料。填料加水环节要提前1～2d完成，在运输过程中为了避免失水，要选择坝面位置恰当点位加水，保证压实质量。

3.2 碾压操作

在碾压操作过程中，要根据实际填筑标准选择碾压设备。碾压设备的碾压方式有两种，分别是进退错矩方法及圆形套压方法。进退错矩方法方便快捷，能够达到碾压工序和铺土工序同时进行的理想效果。圆形套压方法对坝体工作面要求的标准较高，比较适合多棍组合碾压，使用圆形套压方法的施工效率较高，但是转向过渡相对较多，所以容易引起超压风险。如果小半径转弯，容易产生土层结构受扰动的情况，导致土层结构产生变形，扭曲的土层结构剪力下降，并且转弯位置漏压风险直线上升，并不能科学保证压实质量。

3.3 防渗体结合面施工作业

在防渗体和土石坝坝基结合面施工作业过程中，坝基同时承担自身重量和外加荷载，坝基稳定程度成为制约稳定承载性能重要因素，所以，在防渗体和坝基结合面施工作业过程中要考虑到不同因素带来的影响。针对坝基情况科学调整表层含水量，以此确定压实系数，保证碾压的有效性，刨毛结束后再进行填筑压实。针对非黏性土坝要先进行压实操作然后铺土，科学调节含水量，利用碾压设备完成压实。在防渗体和土石坝岸坡结合面施工过程中，为了控制质量，避免出现渗水薄弱部位及出现管涌现象，在填料铺填之前要清除污物和松动岩石，并且适当洒水再抹土浆，对岸坡附近的便道要及时清除，然后进行填筑和压实操作，保证检测质量要求。

在防渗体和混凝土结合面施工作业的过程中，一定要保持对称性，防止测压超出正常值。做好坝体混凝土结构保护工作，利用小型机具和人工摆砌方式，保证孔隙率符合参数标准。防水土工布与混凝土导墙和岸坡岩石连接的时候，要保证基面的干燥平整，坡度均匀，坡厚一致。可以采取锚固连接，要求锚固连接严密、牢靠，具备伸缩余量。在防水土工布埋入混凝土导墙和岸坡岩石前，要预留出100 cm的褶皱量适应土工坝体的变形[5-7]。

3.4 反滤层施工作业

砂石反滤层施工作业方法有两种，一是先土后砂，二是先砂后土。在施工过程中要从上至下顺序铺设，所有颗粒状过滤层的厚度要处于合理范围内，层间要避免混杂情况的产生。铺设后要进行全面复查，确保参数符合质量要求。在铺设土工布反滤层前，要清理干净反滤料，防止尖石破坏土工布和长期暴晒，覆土达到相应高度后再进行碾压[8-9]。