均质土坝填筑技术

□杨振标（深圳市广汇源水利建筑工程有限公司）

1.工程概况

某新建水库,最大库容1708万m3，最大坝高23.6m，坝顶长142m。主要工程量：开挖15.9万m3，土方填筑42.7万m3，砌石1.08万m3。坝基地质情况：左岸残坡积层厚1.2～3.0m，下伏基岩为紫红色砂页岩，泥质粉砂岩夹石英砂岩，风化强烈，河床及右岸为灰白色石英砂岩间夹页岩含凝灰岩及凝灰质砂岩透镜体；河床淤泥质土及砂砾层厚1.2～6.84m，右岸风化较浅，有强–弱风化的石英砂岩裸露。

2.填筑技术要点

2.1 碾压试验

试验目的和意义：在大坝填筑前，通过碾压试验验证设计填筑标准的合理性，确定达到设计填筑标准的压实方法；包括选定压实机械的种类、型号及机械参数；确定铺土厚度，碾压遍数、行车速度、无粘性土和堆石的加水量、粘性土的含水率等，为提高功效，采用进占法铺土，凸块振动碾压。

碾压试验：一是根据地勘资料和料场复查成果选择具有代表性的坝料进行碾压试验；二是先在地基上铺压一层试验料，压实到设计标准（粘性土料的含水量应控制在最优含水量附近），将这一层做为基层，然后在其上进行碾压试验；三是碾压试验采用逐渐收敛法。即固定其他参数，变动一个参数，通过试验得出该参数的最优值，固定此最优参数和其他参数，变动另一个参数，用试验求得第二个最优参数。依此类推，使每一参数通过试验求得一最优参数，最后用全部最优参数，再进行一次复核试验，若碾压结果满足设计、施工要求，即可将其定为施工碾压参数；四是检查方法按《土工试验规程》。试验完成后，对试验资料进行系统整理分析，绘制成果图表，编写试验报告，批准后可用于指导坝体填筑施工。

2.2 坝基清基要点

坝基清理不当，可能导致大坝的灾难性破坏，如坝体连同部分地基沿软弱面发生滑移破坏、坝基因管涌或流土而破坏等，因此，在清理坝基时，一般情况下，所有软弱层、透水层、杂石杂物等都必须清除。如发现新的地质问题或检验结果与勘探有较大出入时，应报工程师处理。

本工程的坝基残坡积层、泥质粉砂岩、石英砂岩、河床淤泥质土及砂砾层都已彻底清除。

2.3 地下心墙部分防渗土料的碾压

开挖、填筑过程中，必须排除地下水与地表径流。应配备足够的排水设备，并保证排水的电力供应。

开挖心墙过程中，边开挖边抽水，把地表水、泉水引到集水坑集中抽排。并随开挖深度的加深，集水坑底部不断下移，当开挖到设计深度高程时，除集水坑外，心墙底部必须无积水。在填筑心墙时，一定要快填快压，填筑第一层土时集水坑暂时不填土，碾压后如遇弹簧土，须挖除后继续碾压，按碾压试验要求碾压，并及时检测碾压质量，符合要求后再最后处理集水坑。集水坑渗水量不大（＜0.2m3/s）时，可以直接填土碾压，出现弹簧土后马上挖出再填土碾压，反复几次即可将渗水堵住。渗流较大时，可采用其他类型的降水方法，如在铺盖层位置设置管井降水。

2.4 排水棱体的填筑

反滤体的施工质量不好，会增大扬压力，不利于坝体的安全。因此，要求块石的饱和抗压强度≥40～50MPa,岩石空隙率≤3%，吸水率≤0.8，重度应＞22kN/m3，不宜使用风化石，用于排水棱体的块石，必须表面光亮，无带泥，无带石粉渣。施工质量上，要求反滤体必须使保护的土不发生渗透变形，反滤体的渗透性大于被保护土，能畅通的排除渗透水流，同时，不致被细粒土淤塞失效。砌石应从坡角开始，向上分段填筑，铺砌块石。整个厚度方向的所有空隙应用尺寸合适的碎石填满或用铁钎嵌入碎石,以保证填塞紧密。保证铺砌平整、坡度均匀。

大坝填筑时，外坡与反滤体接触位置，一般要求先砌筑好反滤体再填土碾压。靠近反滤层部位的土方填筑，宜采用打夯机夯实，压实度按大坝的要求。填土层厚100mm。

2.5 坝体的填筑

各种施工参数及机械设备按碾压试验成果执行。填料应与碾压试验土料基本一致，如有变化，应重做碾压试验。

坝体填筑以机械施工为主，人工为辅，主要工艺流程为挖掘机或装载机挖装、推土机集料，自卸汽车运土、推土机推平，进占法施工。与山坡接触及大型机械压不到的部位，用手扶式震动碾补压，填土采取沿纵轴线方向分层依次进土，流水作业施工，即铺土→推平→碾压→质检。

对含水量过大的土料要采取措施降低含水量至合适范围，可采取料区翻晒、挖沟降水、备土、雨天覆盖等措施。含水量过低时可在料区采取洒水等补水措施。

每层铺土填筑前，须对前一层填筑土进行取样试验，合格的可进行该层铺土施工。降水天气没来得及覆盖或临时封面的要及时清除，清除的厚度视影响而定，然后要进行层面补压。

对垂直坝轴线方向的接缝采用斜面相接，坡度采用1:5，纵向接缝采用平台和斜坡相间形式。上、下层的分段接缝位置应错开2～3m为宜。尽量做到作业面均衡上升，减少施工接缝。

铺料至坝边时，为保证填筑质量，应在设计边线外侧超填一定余量，机械铺料≥300mm。待压实后，再进行削坡修整至设计断面，对于建筑物周边的土方填筑，再根据填筑的速度及时在建筑物外表面涂刷1:2.5～3.0泥浆，在填筑前泥浆应处于湿润状态。不得过早涂刷泥浆，已干脱水泥浆皮要及时铲除冲刷。建筑物两侧土方用手扶式打夯机结合蛙夯进行施工，以保护建筑物不被破坏。

填筑中，若发现“弹簧土”、层间光面、层间中空、松土层或剪切破坏等问题时，应及时进行处理，并经检验合格后，方可铺填新土。

分段、分片碾压，相邻作业的搭接宽度，平行坝轴线方向不得<0.5m，垂直坝轴线方向≥3m；各段应设立标志，以防漏压、欠压和过压。碾压机械行走方向应平行于坝轴线；严格按碾压试验确定的参数施工。

上坝土料采用先库内，后库外，低土低用，高土高用的原则。

3.质量控制

一是质检人员对所有取样检查部位的平面位置、高程，检验结果等均应如实记录。跟班检查记录，全程跟踪控制，对已经过土工试验合格与否进行标识。二是对机械操作员进行培训，确保铺土在已验收合格、层间结合面含水量适中的作业区内，如采用光面压路机，要及时进行刨毛。为保证水分不易过快散发，卸料后及时平土，及时碾压（同时防止雨天雨水浸泡土料）。运料设备轮迹应错开，避免土料被过度碾压。三是保持工作面中间比两边稍高，以利于雨天排水。并准备充足土工膜或塑料膜、沥青纸，施工期间遇到下雨天，铺在坝坡上作成若干临时排水沟，排放工作面积水，以免冲刷破坏边坡。四是分段间有高差的连接或新老坝坡相接时，垂直坝轴线方向的接缝以斜面相接，坡度可采用1:3-1:5，高差大时宜用缓坡。斜坡结合面上，应随填筑面上升进行削坡直至合格层。坡面需经刨毛处理，再铺填新土压实。压实时应跨缝搭接碾压。五是合理安排分段填筑面长度及施工强度，流水作业时间，防止出现填筑面土层暴露时间过长，出现干裂。对暂停施工填筑面及完成区段及时铺设保护层（或尽快安排后续工作）。六是质量检验的仪器应定期检查并校正。七是采用数理统计方法，用质量管量图进行质量分析及管理。