浅谈土石坝施工

□杨 臣

土石坝又称当地材料坝，根据填筑施工方法，一般可分为碾压式土石坝、抛填式堆石坝、定向爆破堆石坝、水力冲填坝、水中填土坝及砌石坝等，目前广泛应用的是薄层铺筑并分层压实的碾压式土石坝。

土石坝是历史最为悠久的一种坝型。优点：1.就地取材，能节省钢材、水泥、木材等重要建筑材料，可减少建坝过程中的远途运输；2.结构简单，便于维修和加高、扩建；3.土石散粒体结构，有适应变形的良好性能，对地基的要求低；4.施工技术简单，工序少，便于组合机械快速施工。缺点：坝身一般不能溢流，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。

土石坝建设最大的病害即是渗流，如何控制和预防渗流是土石坝工程建设中最主要的工作之一。所谓渗流，即是指由于填筑土石坝的土料和坝基的砂砾是散粒体结构，颗粒间存在大量的孔隙，因此具有一定的透水性。当水库蓄水后，在水压力的作用下，水流必然会沿着坝身土料、坝基土体和坝端两岸地基中的孔隙渗向下游，造成坝身、坝基和绕坝的渗漏。

根据我国早期的土石坝工程的资料统计，由渗流而引起的破坏事故率约占31.7%，其中大型水库占11座。对于中小型水库而言，漫坝冲垮者最多，占51.5%，其次就是渗漏导致垮坝，占29.1%。由此可见，确保对坝体和坝基的渗流控制是保证土石坝安全的一项重要措施。

渗流控制的控制理论是在工程实践中发展和运用起来的，是实践反馈的结果，其中渗流的基本原理、渗流场的分析方法、土体渗透稳定性三大部分，是渗流控制理论的基础。而渗流控制技术是渗流基础理论的实施措施，主要包括灌浆技术、反滤坝技术、土石坝坝坡滑动破坏加固技术、土石坝坝体灌注粘土浆加固技术、坝体和坝基的密度加固技术、土工合成材料加固技术以及防渗墙及其坝体坝基加固技术等。

如何组织科学有序的施工，提高工程质量，控制渗流是整个过程成败的关键。本人认为土石坝过程在施工中应从以下几个方面进行控制：

一是做好基础处理，确保万无一失。很多大型土石坝，必须满足坝基承载力及基础防渗的情况下，完成基础处理的稳固后，方可进行填筑施工，特别是在深覆盖层上修建工程，基础处理工程量大，不可预见因素多，需要经常采用防渗墙、振冲、帷幕灌浆、固结灌浆等对地基进行综合处理。

二是掌握当地地质、水文气象资料，控制好施工工期的季节性。对于度汛期的施工，应编制具有针对性的施工方案。土石坝工程，一般不允许漫顶过流，故土石坝工程“施工高峰期”应控制在工程实施截流后第一个汛前达到拦洪度汛断面挡水这一阶段；截流后均需加快施工进度，以确保在汛前将坝体全断面或度汛小断面填筑至拦洪度汛高程。在北方地区进行冬季施工时，当月平均气温在0℃以下，有些地区河流结冰、土层冻结，对开挖工程、混凝土工程、灌浆工程以及填筑工程均有不利的影响，必须提高月填筑强度，方能按安全渡汛的要求按期达到拦河高程。

三是确保工程所用料场开采土、石料的材料质量。料场对土石坝至关重要，同时也是最容易影响大坝顺利填筑的软肋。根据工程实践，一般而言，料场的地质勘探工作深度远不如坝址，特别是填筑量最大的堆石料，往往仅靠几个探洞或地形勘查进行地质描述，将直接影响大坝填筑级配。在防渗土料方面，含水量的高低也成为大坝能否快速填筑的关键。因此，完善而慎重地进行料场复查及复勘工作显得尤为重要，搞好料场复查和储量计算，做到心中有数。此外，材料的碾压试验也是非常重要的一项工作。对土石坝而言，碾压试验是填筑前最为重要的技术参数论证工作，也是确定大坝能否顺利填筑及确保大坝安全的重要环节。碾压试验工作的好坏，直接影响坝体的填筑。

四是确定合理的坝面分区，是填筑工作施工的关键。由于土石坝体型较大，为坝面分区流水作业提供了必要的场面，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，应根据实际情况合理划分填筑区域和进行流水作业，以及采用的机械设备及填筑情况进行调整。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。

五是根据工程实际情况确定并采用坝体坝基加固技术，主要指采用的土石坝坝体灌注粘土浆加固技术，包括灌浆设计、灌浆工艺采用等。