碾压式土石坝施工技术与质量控制要点

摘 要：碾压式土石坝是今年来国内外应用比较广泛的坝型，具有施工简便，结构形式及施工工艺简单等特点，但是来由于施工技术与质量控制不严格而造成的事故屡见不鲜，文章结合实际工程情况对碾压式土石坝在施工过程中的技术与质量控制要点进行总结，供碾压式土石坝施工参考。

关键词：碾压式土石坝；施工技术；质量控制

1 工程概况

SICOMINES铜钴矿项目尾矿库工程位于刚果（金）加丹加省科卢韦齐市，按照国家标准划分为三等级别，整个工程安全等级非常高。初期坝形式为碾压式土石坝，坝体填料采用现场采矿剥离土石料，初期坝平均高度16.2米，初期坝全长1.84km，坝体填挖方总量约120万方，施工工期要求6个月。

初期坝主要工程项目有：清基工程，排水盲沟工程，土石料筑坝工程，碎石反滤层工程，块石棱体排水工程，碎石排水盲体工程及坝面防护及排水工程。碾压式土石坝工程施工技术规范执行行业标准《工程测量规范》（GB50026-2007），《碾压式土石坝施工规范》（DL/T 5129-2001）。

图1 初期坝横剖面图

2 碾压式土石坝施工工艺

施工准备→工程测量→清基工程→排水盲沟工程→块石棱体排水工程→碎石排水盲体工程→土石料筑坝工程→坝面防护及排水工程。

3 施工技术控制要点

根据碾压式土石坝施工工艺流程，在施工过程中技术控制要点主要在于工程测量控制，由于根据土石坝施工技术规范及设计文件要求，坝体清基必须清至角砾料层，现场实际情况与设计文件难免有出入，且该设计中碎石排水盲体，块石排水棱体及坝角排水沟等结构物在设计文件中均线性及高程，设计文件中只对坝轴线及坝顶标高给出数据，其余数据要求施工单位根据现场情况确定，所以在施工前对工程测量控制非常重要，坝体清基线后整个坝体的结构物位置及高程方可确定，作为施工过程中的主要控制依据，方可根据实际情况划分施工段落循环施工。下面主要介绍本工程在施工过程中的工程测量控制要点：

3.1 清基线测量控制

根据施工工序要求，在坝体填筑前需对坝基底的排水盲沟，坝角两侧的排水盲体及块石棱体进行施工，这些辅助工程完成后才能进行坝体填筑。针对工期较紧，施工工序斜街紧密的工程特点，在本次工程施工前需对整个初期坝的结构物线性及高程进行确定，这样才具备各项工程的施工条件，否则将会因为实际地质情况与设计不否造成反复返工的情况发生。

为了能够保证设计文件中要求的坝基基础条件，在保证坝轴线及、坝顶高程及边坡及结构物尺寸的条件下，在清基前根据设计文件中的勘探数据计算出设计理论清基线，设计理论清基线确定之后根据设计要求在块石棱体及碎石盲体范围内延坝轴线方向用挖掘机开挖探坑，延坝轴线每100米一个断面开挖5-8个探坑，详细记录每个探坑的角砾料层高程。根据每100米处块石棱体及碎石盲体的角砾层高程按照坝轴线，坝底高程及设计文件中结构物的尺寸计算出坝体清基线位置。由于坝体较长，地质变化较大，等原因，该坝体清基线会出现折线情况非常不美观，为了保证结构物线性，高程顺畅及排水体流水方向，从而保证坝体坡度及坝角线顺畅，利用100米处块石棱体及碎石盲体中线位置作为控制点，采用EICAD软件对线性进行处理，确定坝体的块石棱体及碎石盲体的线性，根据设计文件中要求及实际情况从而计算出坝体清基线。

3.2 结构物测量控制

块石棱体及碎石盲体线性确定之后，根据设计文件的坝轴线，坝顶标高及结构物尺寸要求，综合考虑排水盲沟纵坡及排水方向等因素，利用EICAD软件确定每20米断面的块石棱体及碎石盲体线性及高程，在测量放样及高程控制中，严格按照此线性及高程进行控制。

3.3 断面图绘制及施工段落划分

根据已经确定的清基线，结构物线性高程控制数据每20米绘制坝体开挖及填筑断面图，断面图绘制完成后计算坝体填挖方工程数量，根据实际情况进行施工段落划分，这样才能对每个施工段落进行形象进度控制，提高施工效率，针对工期要求进行合理调整人员机械配置。

4 工程质量控制要点

碾压土石坝施工工艺较为简单，但关键部位的质量控制非常重要，文章主要针对施工过程中的清基，填筑压实度控制及结合部处理作为重点阐述。

4.1 清基

本工程清基工程主要内容有清除表面的草皮及灌木，挖除粉质土清至角砾层，清表按照清表线将清出的草皮杂物运至指定位置，挖除粉质粘土时派专人检测地质情况，认真做好泉眼，洞穴的处理。本工程在施工过程中地下水位较高，对整个开挖造成了一定的困难，在开挖顺序就进行调整，优先开挖地势较低的部位，并在开挖过程中两侧设置排水沟，利用地势将地下水引至坝体范围以外，如果地势情况不满足时采用抽水机集中将水引至坝体范围以外。开挖至设计要求的高程后，基底采用平地机平整，压路机碾压，工程试验人员对底基层地基承载力进行检测，满足要求是方可进行坝体填筑。

4.2 填筑压实度控制

填筑工程正式开始前，选取一段施工场地作为筑坝工程试验段，根据试验段结果确定合理的机械配置，按照规范要求确定填料厚度，碾压遍数，合理的碾压顺序及碾压顺序。实验室根据填料的试验数据对现场压实度进行检测，本工程由于填料属于土石混合料，采用灌砂法检测压实度存在一定缺陷，所以在压实度检测过程中采用K30试验方法检测填料压实度，按照设计要求地基系数达150Kpa/m以上，填筑过程中对填料的含水量及料源进行严格控制，对不合格填料应全部清出场内。筑坝过程中，每层填料摊铺宽度比设计宽度超出0.8cm，以便碾压过程中坝体两侧压实度与坝体中间压实度一致，填高厚度达2.5m时采用挖掘机进行边坡修整。

4.3 结合部位处理

碾压式土石坝结合部位处理非常关键，本工程结合部位主要存在于尾矿库排水涵管两侧及施工段落结合部位，文章主要对该两处结合部位的质量控制要点进行阐述。（1）排水涵管两侧结合部位。该工程排水涵管两侧为老河床部位，在两侧清基工程中将河床内的淤泥全部清出，将河床内地下水及地表水进行截流，将水通过排水涵管引至下游河道，保证涵管两侧填筑前工作面干燥，两侧坝基满足规范设计要求。为了保证涵管砼与填料充分斜街，涵管两侧10米，高出涵管1米范围内采用粘土填筑，在涵管管身涂刷粘土泥浆，采用1t手扶式压路机每层按照30cm分层碾压，填筑碾压过程中保持两侧高程一致，每层严格控制填料压实度。（2）施工段落结合部位。由于工期较为紧张，将坝体填筑主要分为平整碾压段落，待检段落，检测段落，每个段落高差不得超过1.5米，压路机在段落结合部进行斜坡碾压，严格控制结合部位斜坡段压实度，待下一个段落填筑前，应对斜坡段按照按照锯齿状开台阶，下一段落平整碾压过程中应对结合部位进行严格控制，避免漏压现象发生，对结合部位的压实度数据每层进行严格控制。

5 结束语

碾压式土石坝虽然施工工艺较为简单，但是在施工过程中的技术控制及关键部位的质量控制却非常关键，文章以实际工程项目为例，主要介绍了施工过程中的控制要点，为碾压式土石坝的施工提供参考依据。

参考文献

[1]GB50026-2007.工程测量规范[S].

[2]DL/T 5129-2001.碾压式土石坝施工规范[S].

作者简介：王鹏（1983，11-），男，2006年7月毕业于兰州理工大学，专业：土木工程，最高学历：本科，职称：工程师。