病险水库加固工程土方填筑施工探讨

□ 徐治勇 陈再国

由于大多数病险水库建设早，标准低，施工质量差，主要建筑物均有不同程度的损坏。这些水库带病运行，严重威胁人民生命财产安全和社会经济发展。为保证水库安全运行并使其发挥最大效益，采取相应的加固措施消除病险危害不仅非常必要，而且十分迫切。在加固工程中，水库坝体的培厚加固是其中一个重要内容，现根据实践经验并结合相应规范阐述如下。

一、土方填筑施工的特点

在病险水库加固工程中，需实施土方填筑质量控制的：一是坝置换放水涵管后的土方填筑（破坝回填）；二是坝背水坡培厚加固（含反滤体接触部位）；三是坝迎水坡培厚加固；四是坝顶加高等。如果坝体培厚加固的土方量少，其施工工作面必然较小，受限制的条件多，则对坝体土方填筑的施工质量要求较高。实施的部位不同，对土方填筑的施工工艺、质量控制方法的要求也不同，故在施工中应根据不同的部位，制定出一套便捷而有效的措施方案，对保证土方填筑的施工质量，加快工程进度是很有必要的。

二、坝体填筑质量的控制

（一）土料的质量控制

土料的质量是保证坝体土方填筑质量的基础，是控制填筑质量的源头。注重土料质量的选择，可以减少施工过程中的“再加工”，对坝体的质量控制是非常有利的。

一般土料的选取：破坝回填的土料，原则上优先采用原来开挖的土料，不足的才外运满足防渗要求的粘性土；其他部位可以依据当地的实际情况尽量采用粘性土，如因条件限制可采用粘性土、砂质土和卵砾石的掺和料，尽量不选用含水量较难控制的粉质土。为保证上坝土料的质量，施工前应对土料进行击实试验，确定含水率、最优含水量、最大干密度值，为施工时提供控制依据。试验分原坝土料和料场土料，土料的含水量过高时，采取翻晒，在夏季和中午的时间段施工；土料的含水量过低时，可采用在施工摊铺面洒水的方法处理。

土料上坝时，如发现有明显不合格的土料，应及时进行清理，对土料中混进的杂草、树根等必须安排专人清除。

（二）填筑压实试验

坝体填筑前，进行现场碾压试验是质量控制的一个关键环节。通过试验的进行，可以确定不同部位所应采用的施工机械、碾压厚度、碾压遍数等有关的施工参数。

按最优含水率、最优含水率±3%三种土料分别试验，并结合已建类似的工程经验数据，初选三种土料的碾压机械及碾压参数。根据不同的铺土厚度和碾压遍数，测得其相应的含水量及干密度，作出对应的关系曲线，再按铺土厚度、压实遍数、最优含水率和最大干密度进行整理并绘制出相应曲线。结合设计干密度，从曲线上分别得出不同铺土厚度所对应的压实遍数及最优含水量，最终确定适合的压实厚度及松摊厚度。

在病险水库加固工程中，坝体填筑主要进行两种试验：一种是坝体的填筑，常用施工机械组合压路机辅以推土机平土或履带拖拉机辅以推土机平土等；另一种是防渗部位的填筑，主要是破坝后土方回填，施工场地狭窄，新设置涵管的附属结构多，无法进行机械化施工。涵管面以上1m高程至涵管底高程间的回填土，采用病险振动冲击夯辅以人工平土的施工方法，其施工参数可根据实践经验初定，松铺厚度15cm，压实厚度10cm左右，具体的参数统计方法也如上所述。

（三）坝体施工的质量控制

1.坝体新旧结合面的处理

坝面的清基含植被清理和表土清理，将其范围内的树根、杂草、垃圾及其他有碍物清除干净。用人工配合推土机将表层土及植被堆积成堆后，装运至指定地点分类堆放。破坝后两边坡开挖面以及各类坝坡面的新旧结合部位，新旧土体采用台阶法接缝，接触面刨毛，洒水润湿。修台阶时，在挖掘机斗齿上加焊30 mm厚钢板，避免破坏原堤土料，修筑台阶按有关规定实施。

2.坝体与岸坡结合面处理

坝体与岸坡的结合面是坝体施工控制的关键部位，若处理不当，极易形成渗水通道，甚至形成管涌、不均匀沉降及裂缝，使坝坡面出现软弱面，影响坝体的稳定。填土前，先将结合面的污物冲洗干净，清除松动的岩石，在结合面上洒水湿润后，涂刷厚约5cm的浓粘土浆或水泥粘土浆，边涂刷边铺土碾压。在正常施工至相同标高时，施工中形成的近岸坡处临时便道必须挖除，重新依照施工方案层层铺土及碾压。

3.坝体与结构物的结合面处理

结构物包括涵管、混凝土截水环、进出口浆砌石边墙、坝后反滤体等。填筑时，应对称进行，均匀上升，以免产生过大的侧压力影响安全。结构物周边的土方回填，宜在建筑物强度达到设计强度50～70%的情况下施工，铺土的厚度依据试验的参数进行，应采用病险振动冲击夯辅以人工平土的施工方法夯实；边角及机械碾压不到的部位，可采用木锤人工打夯，但须按 “薄铺土、勤夯实、常洒水”的原则实施。

4.接缝的处理

坝体填筑中，层与层之间分段接头必须错开，避免在高度方向形成施工通缝，同时分段条带要与坝轴线大致均等布置，防止顺渗水方向出现施工通缝。纵向接缝宜采用不同高度的斜坡和平台相间的形式，坡度与平台宽度可依据现场合理设置，但应满足稳定需要。坝体施工临时设置的接缝，通常高差以不超过铺土厚度的1～2倍为宜，分缝在高程上也应适当错开。

以上要点必须在实际施工中灵活把握。

（四）关键工序的控制

1.土料铺填

需统一铺土，统一碾压，其层厚由碾压试验确定。土料铺填分卸料及平料两道工序，采用进占法施工，即汽车在已平好的松土层上卸料，用推土机向前进占摊铺料，后用平路机平料。施工过程中严禁汽车在已处理的层面辗压处行驶，以免土料产生剪力破坏。每边超填宽度30～50cm。在填筑高度达到2.5m后，用挖掘机修坡至设计要求。摊铺后的土料要做到厚度均匀，表面平整，无粗粒集中，边线整齐。土料铺筑时应严格控制铺料层厚度及防止土料剪力破坏，为此，常采用如下措施：1）保持填土表面平整、均匀，防止超厚；2）算方上料。根据铺土厚度，计算出每车土料控制的面积，在填筑面上均匀卸料，呈梅花状倾卸；3）在推土机平料过程中，要及时检查铺土层厚度，发现超厚部位立即进行处理；4）在填筑前设高程控制桩，在高程控制桩上标识每层的填土厚度；5）土料填筑施工过程中严禁汽车等机械在已处理好的层面上碾压行驶。

2.土料整平、压实

整平及压实是土方填筑工程施工的重要关键工序。土料摊铺后，用平路机或推土机整平，尽可能沿平行坝轴线的方向进行碾压，严禁垂直于坝轴线方向进行碾压。同时，应考虑碾压机械工作的适宜条件，避免局部漏压形成横穿坝体的集中渗流带。压实时主要采用进退错距法，碾压顺轴线方向搭接进行，无漏压，表面平整，无弹簧、起皮、脱空和剪切破坏现象。为控制碾压质量，可根据碾压面积、机械行驶速度算时碾压，设专人专职负责记录碾压遍数及时间。

3.土层间的层面处理

在土料填筑前，为保证上、下层土体结合良好，必须对结合层面进行处理，其处理方法为：将表面松土、砂砾及其他杂物彻底清除干净，表面用刨毛机刨毛，刨毛深度为1～2cm。刨毛要均匀，深度要一致，且无漏刨现象。土层面较干时，须洒水湿润。在清基完成验收合格后，应立即进行第一层土料填筑。

（五）填筑质量的检测

检测试验是质量控制的量化指标，施工中除按要求进行试验取样外，在接缝处、与原岸坡结合处、分段施工结合处等需进行加密取样，具体的检测取样及部位应依据《碾压式土石坝施工规范》的要求进行，通过检测试验彻底消除施工中的薄弱环节。

干密度的测定，除采用核子密度仪测定以外，对于粘性土可用环刀法测定，其他的可用灌砂法或灌水法测定。在每一填筑层自检、抽检后，凡取样不合格的部位应及时进行补压或作局部处理，经检验合格后再进行下一道工序。

三、结束语

病险水库加固工程中土方填筑工程的施工质量控制，必须严格按施工填筑参数控制好压实、铺筑厚度、土料的质量。认真依据施工规范及设计要求实施，做到“试验先行、严抓重点、检测紧跟、合理统筹”的方针，结合每个工程的实际情况合理进行施工组织设计，使坝体的加固质量达到预期目的。