水利工程中土石坝填筑施工技术分析

鞠剑峰

（黔南州水利设计院 贵州都匀 558000）

水利工程中土石坝填筑施工技术分析

鞠剑峰

（黔南州水利设计院 贵州都匀 558000）

土石坝是水利系统不可缺少的一部分，做好土石坝结构改造对水利调度具有重要意义。本文介绍了水利土石坝建设趋势，介绍了土石坝填筑施工技术方案，为水利工程建设提供科学的指导依据。

水利工程；土石坝；填筑施工；技术

现代水利工程建设面临诸多改造趋势，重点加强施工阶段的技术改良力度，有助于提高土石坝填筑施工水平。作为施工单位，要结合现场施工条件，设定切实可行的土石坝施工技术方案，增强土石坝在水利系统中的抗害能力。

1 水利土石坝建设趋势

土石坝泛指由当地土料、石料或混合料，经过抛填、辗压等方法堆筑成的挡水坝。水利土石坝工程投资大、周期长、施工难，每一个环节对水利设施性能均会产生不利影响，设计是土石坝建造前期的重点环节，注重设计工艺改良是必不可少的。针对传统设计模式存在的不足，要拟定切实可行的设计改革对策，为水利土石坝建造质量提供多方面保障。水利土石坝工程投入大笔资金，在国家财政支出中占有较大的比例，对财政收入水平产生影响。设计是水利建设的规划阶段，设计方案直接决定着后期施工作业流程，搞好设计工作是工程单位的重要事务。

2 水利工程中土石坝填筑施工技术

坝体是土石坝项目施工主要对象之一，由于地质环境差异性因素，坝体工程施工也面临着地质病害风险。为了进一步提高施工质量水平，正式动工前期需做好地质勘查与分析工作，掌握坝体工程地质条件及其影响力，对现场施工安排具有指导性作用。对于现代土石坝体结构来说，坝体在发挥结构性功能过程中，也面临着施工质量风险，尤其是不同材料成分组合下的质量标准不统一，增加了施工单位控制难度。

2.1 坝面作业的基本要求

坝面作业施工程序包括铺料、整平、洒水、压实（对于黏性土料采用平碾，压实后尚须刨毛以保证层间结合的质量）、质检等工序。为了不使各工序之间相互干扰，可按流水作业进行组织单位压实遍数的压实厚度最大者，即在满足设计干容重的条件下，压实厚度同压实遍数的比值最大者视为最经济合理的组合。填筑时做好施工质量控制工作，对土石坝体性能具有多方面保障作用。清理是为了更好地完成施工操作，避免土石坝结构受损引起的异常变形，扩大了地基病害范围，这对于后期水利是极为不利的，由施工单位安排相关人员参与清理。

2.2 铺料与整平

（1）坝体结构中，分区填筑要考虑结构的稳定性，从地基构造及受力分布来说，对地基工程结构形成相对稳定的模式，选用配套机械设备执行操作流程，从而体现了结构深化处理的稳定性。铺料宜平行坝轴线进行，铺土厚度要均匀，超径不合格的料块应打碎，杂物应剔除。进入防渗体内铺料，自卸汽车卸料宜用进占法倒退铺土，使汽车始终在松土上行驶，避免在压实土层上开行，造成超压，引起剪力破坏。

（2）按设计厚度铺料整平是保证压实质量的关键，一般采用带式运输机或自卸汽车上坝卸料，采用推土机或平土机散料平土。分区填筑中，要对现场进行场地勘测，选择适合土石坝区域建造的标准平台，如：施工人员根据现场假设机械碾压作业区，为地基填筑提供技术平台支撑；上、下摊铺施工阶段，控制填料粒径大小，选择合适材料参与摊铺工作。

2.3 碾压

（1）进退错距法。操作简便，碾压、铺土和质检等工序协调，便于分段流水作业，压实质量容易保证错距宽度=碾滚净宽/设计碾压遍数。软土层是造成土石坝结构不稳定性的重要因素，由于软土区地质构造易引起混凝土结构出现不同类型的病害，现场施工必须做好加固处理设计与分析。施工单位在选用坝体前期，要严格设计配合比标准，通过强度试验方案确定地基结构性能达标。

（2）圈转套压法。要求开行的工作面较大，适合于多碾滚组合碾压。其优点是生产效率较高，但碾压中转弯套压交接处重压过多，易超压。施工单位可灵活应用预压法、搅拌桩法、换填垫层法等，对软土区混凝土结构实施加固处理，为土石坝基础或地面结构创造更为稳定的地质环境。长期以来，我国尤为重视材料工程学研究，对土石坝地基结构进行深入分析，掌握不同类型地基结构性能。因此，要结合土石坝工程标准范畴，对坝体配制与施工方案优化设计，提出切实可行的质量控制模式。

2.4 接头处理

在坝体填筑中，层与层之间分段接头应错开一定距离，同时分段条带应与坝轴线平行布置，各分段之间不应形成过大的高差。接坡坡比一般缓于1：3。坝体填筑中，为了保护黏土心墙或黏土斜墙不致长时间暴露在大气中遭受影响。一般都采用土、砂平起的施工方法。土、砂平起填筑，采用两种施工方法：①先土后砂对坝身与混凝土结构物进行组合，靠近混凝土结构物部位不能采用大型机械压实时，可采用小型机械夯或人工夯实；②填土碾压时，要注意混凝土结构物两侧均衡填料压实，以免对其产生过大的侧向压力，影响其安全。

3 土石坝填筑施工注意事项

安全水利是国家经济建设重点，对提升国民经济实力及水利行业发展具有深远影响，也是新时期各个国家经济战略改革重点。当前，施工技术是影响安全隐患的关键，如何在安全水利转型中发挥技术应用优势，才能占据市场的主导地位。面对早期土石坝建设存在的安全问题，我国必须坚持科技创新与改革思路。“安全”是一种发展概念，也是经济战略中的新思维，实现安全水利模式才能赢得可持续发展利益。

（1）基础结构。一般来说，施工人员可选择高性能防碳化材料，土石坝正式投入使用前多次涂刷，能起到很好的防碳化效果。坝基础结构是现代土石坝建造不可缺少的一部分，利用坝基础可实时调控土石坝结构的稳定性，为地方水利运行创造了有利条件。除了针对坝基础结构采取病害处理方案外，还需拟定切实可行的病害检测方案，增强坝基础工程的抗害能力。

（2）抗滑结构。土石坝是水利工程改造趋势，设定大跨度空间可增强土石坝结构性能，为区域水利建设提供基础保障。施工单位要及时拟定边坡抗滑桩施工方案，从施工工艺、施工操作等方面进行控制，具体如下：抗滑桩工程施工工艺：桩基施工→场平土方开挖→锚杆施工→桩间挡板→挡墙，应施工完桩后再进行场平土方开挖，桩基施工顺序必须按逆作法进行施工，应分层开挖，开挖高度不大于1.0m。

（3）加固结构。土石坝加固是对原有地基层的优化改造，改良工艺设计要注重安全需求，以维持土石坝水利安全为中心开展施工活动。施工单位可事先进行地质勘察与分析，对地基层状态提出改造规划，以地基标准为参考拟定加固方案。基于加固工艺改良条件下，施工单位要结合软土区特点拟定科学施工方法，结合加固工艺提出切实可行的施工方案。例如，堆载工艺、真空工艺、反压工艺、强夯工艺等，是软土土石坝加固改良的几种常用方式。

4 结论

总之，土石坝是水利公建设不可缺少的一部分，对土石坝填筑施工进行技术改良，可以进一步提高工程结构的稳定性，增强土石坝体的抗害能力。填筑施工工艺设计中，要做好前期规划与设计，对填筑施工流程及技术方案进行现场交底，确保施工人员严格按照标准进行操作。对于土石坝结构潜在的病害风险，要及时安排人员进行预处理，降低各种病害带来的风险隐患。

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1004-7344（2016）20-0115-02

2016-7-2

鞠剑峰（1975-），男，工程师，主要从事水利工程设计工作。