黏土心墙土石坝填筑施工分析

杨锡考

茂名市鉴江流域水利水电建筑安装工程有限公司 525000

摘要：填筑施工是黏土心墙土石坝工程的关键环节，对大坝施工质量和安全运行有决定性影响，因此本文从坝体填筑准备和填筑施工两个阶段分析了施工技术与控制的要点。

关键词：黏土心墙土石坝；填筑；施工

拦河筑坝，兴修水利，是为了更好地利用水资源服务经济社会。土石坝是各种拦河坝型式中应用最广泛的一种坝型，能够充分利用当地的土石等材料，对坝基要求不高，可适应各种地质、地形条件，施工技术较简单，方法选择也灵活，扩建加高更方便，所以为国内外筑坝所广泛选用。土石坝有均质坝、心墙坝、斜墙坝、分区坝等坝型，其中黏土心墙坝是各方面比较均衡的一种坝型，受气候影响小，施工质量便于控制。坝体填筑是土石坝施工最关键的环节，也是对工程质量和效率有决定性影响的方面，因此本文对黏土心墙土石坝施工要点进行了分析。

1 坝体填筑施工准备

1.1 坝料复查

黏土心墙坝的坝料通常包含防渗料、反滤料、坝壳料，根据《碾压式土石坝施工规范》（DL/T 5129-2001）规定，施工单位进场前要对勘测设计提供的料场勘察报告、试验资料进行复查，主要目的是验证料场坝料的物理力学性质、储量等相关资料的可靠程度，辅以坑探、钻孔取样等手段，发现问题及时与监理、设计单位协商解决，从而为坝料开采、碾压试验提供准确的依据。例如通过土料场勘探与试验结果发现土料上坝前应调整含水率，不同层次的土料要进行掺配混合才满足填筑要求，经与监理、设计工程师沟通及生产性试验验证，最后决定开采前先灌水，不同层次土料再立体混合开采，这充分说明坝料复查的重要性[1]。

1.2 碾压试验

通过碾压试验可核实坝料的施工性能，验证填筑设计标准的合理性，合理选择施工机械及确定工艺参数，为坝料开采、制备、填筑施工做好准备，如发现问题及时提出修改或补充意见。碾压试验可根据设计技术要求确定碾压试验含水率的控制范围，一般通过击实试验验证最佳含水率与击实性能的关系，一般最优含水率随击实功的增加而降低，而且碾压机械的压实功超过标准击实功，所以最优含水率应选择干侧。这样由击实试验和施工经验确定碾压试验设备组合和工艺流程，再经过碾压试验过程调整工艺参数。例如经过碾压试验，采用凸块碾时，只振碾容易出现水平层状面，如果先静碾再振碾，就会改善水平层状现象[2]。

1.3 坝料开采与制备

经过室内试验和生产性试验，确定坝料各项指标达到设计要求，就可以进行开采和制备。根据设计图纸及填筑计划确定开采工作面，再根据含水率等指标的检测结果确定开采方式与设备组合。心墙黏土料可能要进行掺混，就需要控制混合比例以及最佳含水率。反滤料用于保护心墙黏土料不流失，并有足够的透水性，防止细粒土淤堵，所以其颗粒级配必须严格控制，材料要经过清洗除泥、掺配，检验合格后放在干净场地上，并应保持湿润。坝壳料一般采用砂砾料，对粒度也有一定要求，要控制含泥量和剔除超径颗粒。

2 坝体填筑施工

2.1 填筑顺序

心墙坝有两种填筑顺序，一种是“先反后土”，也就是先填筑反滤料，后填筑心墙黏土料，这样可以防止反滤料侵占黏土料，这也是通常的做法；也有采用“先土后反”的，也就是先填筑黏土料，后填筑反滤料，这种情况主要是考虑到反滤层填筑宽度小的特点，若经现场试验证明能满足设计要求的话，也可采用。各种坝料一般按照测量→卸料→平料→洒水→检查验收的顺序进行。黏土料一般采用进占法卸料；反滤料采用后退法卸料；坝壳料可采用后退法卸料，也可采用进占法，或采用混合法，一般采用进占法，以形成填筑平台，后退法对减少车辆轮胎磨损有利，而混合法是进占法与后退法的结合。

2.2 黏土料填筑施工

黏土心墙料的填筑直接关系到大坝防渗质量和运行安全，所以必须严格控制施工工艺。一般采用分层铺筑碾压法，铺筑前测定土料含水率，其应在最优含水率±2%范围内。坝基上有盖板混凝土的，要先清理混凝土表面粘附的砂浆、乳皮等杂物，并洒水润湿，再涂刷一层浓黏土浆，以改善防渗黏土料与底板混凝土的粘结效果。浓黏土浆按水土质量比1：2.5～3配制，涂刷3～5mm厚，再铺一层50cm厚塑性较高的黏土，边刷边铺。两岸接触带也要涂刷浓黏土浆，高度为松铺层厚度，随后铺料。自卸车进占法上坝卸料，推土机推平，再按照高程控制松铺层厚度，铺成大面后，放出平行坝轴线的碾压参考线，采用振动凸块碾以进退错距法进行碾压，碾压遍数一般6～10遍（根据碾压试验确定的参数），普通黏土碾壓8～10遍，高塑性黏土碾压6～8遍。两岸接触带可采用人工铺筑，冲击夯夯实，再人工刨毛。为避免装料车辆对已填筑工作面产生剪切破坏，应在填筑面上铺填一层厚35～50cm的风化土料，再垫12mm厚钢板作为车辆通道。

2.3 反滤料填筑施工

反滤料一般由Ⅰ、Ⅱ两种料组成，采用“先反后土”顺序时，先铺Ⅱ，再铺Ⅰ；而采用“先土后反”顺序正好相反，先铺Ⅰ，再铺Ⅱ。反滤料与防渗黏土料及反滤料Ⅰ、Ⅱ之间可采用锯齿状填筑，以确保后铺材料不受侵占。采用平行坝轴线后退法进料，由人工配合反铲铺平，振动平碾静压4～6遍。黏土料、反滤料（Ⅰ、Ⅱ），在不同料层交界处要进行骑缝碾压，以确保界面结合良好。反滤料要进行润湿处理，可在碾压前用洒水车喷水2遍。反滤料填筑好后，运料车辆和工程机械不允许再进入行驶。

2.4 坝壳料填筑施工

填筑前，清理河床后，在坝基上回填碎石屑找平，然后用振动平碾碾压，碾压不到位置用电动夯板夯实。自卸车或反铲卸料，推土机推平，振动平碾碾压8遍。坝壳料与反滤料交界处要采用细石料铺筑，并进行骑缝碾压。岸坡接触带应形成便于碾压的坡度。

2.5 雨季填筑施工

土石坝雨季施工尽量避免，但根据工期、雨水强度可以合理安排。土料开挖可采用“井”字形方式，便于排水。储存土料时，可堆成“土牛”形状，加覆盖，四周留出排水沟槽。混合料应备足半个月以上。雨季期间要一直关注天气预报，根据降雨量预测，做好相应的措施。当雨量超过填筑允许强度时，应提前停止进料，用振动碾碾压光滑，再覆盖塑料薄膜，并在两岸留出排水沟。下雨时要组织人员抽水，避免积水。雨后复工，先晾晒或清除表土，当含水率满足要求后，刨毛处理，先铺薄层，大面平整后继续正常填筑[3]。

3 结语

黏土心墙土石坝填筑质量控制的关键是严格控制施工工艺，所以从施工准备阶段就应通过坝料复查、碾压试验合理确定和优化施工参数，在施工过程中严格按碾压试验提供的参数进行施工。由于土石坝施工工序复杂，要做好各个工序的衔接与协调，从而提高施工工效，降低施工成本。

参考文献：

[1] 李秋石. 加快上阿特巴拉水利枢纽B标粘土心墙坝施工的技术措施[J]. 四川水力发电，2014，33（3）：24-26，43.

[2] 李旨强. 新疆恰甫其海工程粘土心墙坝防渗体土料施工特性[J]. 东北水利水电，2013（6）：14-17.

[3] 郭伟，薛香臣. 糯扎渡水电站大坝粘土心墙雨季施工技术[J]. 水利水电技术，2014，45（3）：42-43，47.