小迷川水库工程中土石方填筑施工方法及技术要点

刘光第

（中国水电建设集团十五工程局有限公司，陕西 西安 710065）

1 工程概述

韩城市小迷川水库是一座具有村镇居民生活供水和农业灌溉功能的Ⅳ等小（1）型水利枢纽工程。大坝采用均质土坝坝型，坝顶高程655.00m，最大坝高55.0m，坝顶长229m，坝顶宽7m，最大坝基宽291.5m。小迷川水库如图1 所示。

2 施工准备

2.1 料源准备

本工程土石方填筑中材料来自于各土料场，其中2#土料场位于大坝右坝肩位置，开采厚度为10m，储量为84 万m3，回填料天然含水量为12%。有效回填料的体积为72 万m3，平均运输距离为1000m；1#土料场位于大坝上游左岸约600m 的位置，开采厚度为10m，储量为40 万m3，回填料中土壤天然含水量也是12%，有效回填料的体积为34 万m3，平均运输距离为800m[1]。大坝、溢洪道上土方开挖可利用料大约为15.3 万m3，回填坝体需要用到13.8 万m3的土方。

2.2 填筑碾压试验

（1）坝体土石方填筑工程施工具有好很强的复杂性，而且影响因素比较多，尤其是碾压质量直接关系到整个工程的总体质量，这就需要选择长度为120m，宽度为50m 的试验场地进行碾压试验，确定最佳的碾压参数，保证坝体土石方填筑工程施工质量。

（2）碾压试验的场地需要做好平整处理，控制不平整度不超过10cm，保证基层密度和待测试铺层的密度相同，降低基层对碾压试验造成的影响。按照铺层厚度25cm、30cm、35cm 进行摊铺碾压，土料自卸汽车后退法铺土，用平整机整平之后，人工钢钎检测摊铺的厚度。并在各碾压试验的区域布设规格为1.5m×2m 的网格测点，在填筑区外设置布控基本桩，并在各单元的网格测点之上，用颜色标记和编号，通过水仪测量并记录其初始厚度和相对高度，在水尺下需要放置尺垫。严格按照拟定的不超过2～3km/h 的碾压速度进行碾压，以确定最佳的碾压遍数和加水量，本工程试验段碾压方法如图2 所示。

（3）碾压完成后，分别测量各网格测点在碾压前后的相对高程变化，确定平均沉降量。在各试验区还要进行分别取样测定压实密度。对相同的料场，可采取逐步收敛法进行碾压，每次只变动一个参数，其余参数保持不变，以通过试验求出该参数的适宜值，保证达到坝体土石方填筑工程施工的要求之后，记录好最终的碾压参数，作为坝体土石方填筑碾压的最终参数[2]。

3 坝体土石方填筑工程施工方法

3.1 施工工艺流程

（1）坝体土料采用1.2m3反铲倒退法在土料场立面开采，1.2m3反铲配3m3装载机翻拌均匀后，3m3装载机装20t 自卸汽车运料上坝。土料运输至坝面后，进占法卸料，HP220 推土机整平。坝体碾压采用20t 自行式凸块振动碾进退错距法碾压。根据已建成工程施工经验拟铺土厚度30～35cm，碾压遍数6～8 遍。局部及边角部位采用1t 立式夯板夯实。

（2）在进行坝面作业过程中要严格按照自卸汽车卸料、推土机摊铺平整、振动碾压、质量检测三道工序进行，在具体施工中可根据仓面形状，采取并排布置、条形布置、交出布置等相互结合方法，实现流水作业。

3.2 回填料摊铺

本工程回填料在摊铺中，采取用20t 自卸汽车，平行坝体轴线方向进行进占法摊铺，为保证摊铺的均匀性，采取定点法进行测量，严格控制好摊铺的厚度，局部可超厚。设备用HP160 推土机进行摊铺，人工钢钎控制好摊铺的厚度，并清理杂物用平地机整平。

在填筑初期，每次都需要测量。严格控制好铺土的厚度，一旦发现厚度超标要及时处理。卸料车严禁在已经摊铺完成的土料上行驶，摊铺要尽量连续进行，如果因为车辆故障，或者其他突发情况，被迫中断摊铺，在表面土层上需要洒水润湿处理，保持含水率在有效的控制范围中，如果停工时间过长，需要在新旧摊铺层相互连接的位置布设保护层，复工时再清除。在填筑强度高峰期，除了需要用插钢钎的方法控制摊铺厚度之外，每8 层测量10m×10m 的方格网，以验证摊铺厚度和控制上下游边坡以及坝面的平整度。

3.3 碾压

在土料碾压中，采取20t 的凸块振动压路机进行碾压，每个碾压区域，可同时采取2 台压路机联合碾压，采取前进后退错距法进行碾压，在碾压中，控制压路机的行驶速度在2～3km/h 之间，前后两台压路机相互之间搭接的宽度不能小于实际碾压宽度的1/10，垂直碾压方向搭接宽度不能小于30cm，顺向碾压时，搭接宽度要控制在1.0～1.5m 之间。有专业的质量检查人员，对碾压的遍数、错距、速度、漏压、欠压等情况进行详细检查和控制[2]。

全部碾压完成之后按照1 次/100～200m3的频次，用环刀取样法检测坝体土石方填筑碾压的干密度和含水量，保证达到设计要求后，才能进行下一路段碾压。如果不达标，要适当提升碾压的次数。

3.4 接缝处理

在本工程中，采取了分段分区填筑的方法，为保证总体施工质量，需要对接缝进行全面处理，在岩石面和混凝土面接缝处理中，需要先进行洒水润湿，在接缝出涂刷一层泥浆，再进行填筑，边填筑，边夯实，但要保证泥浆涂刷的高度和填土的厚度相互一直，做好下部涂层的衔接，严禁泥浆干涸后再铺土和碾压[3]。控制泥浆土和水质量比在1.25～1.3 之间，涂层厚度控制在3～5mm 之间。而在进行坝体和两岸岸坡、结合槽两侧边坡等位置的接缝处理中，其含水量调至施工含水率上限，采用重型装载机顺坡向薄层碾压，不使用凸块碾压实，结合带碾压搭接宽度不小于1.0m。局部碾压不到的边角部位，采用1t 立式夯等轻型机具压实。

3.5 坝基排水体填筑

排水体坝料采用“先砂后土”的施工工艺。用自卸汽车拉运，后退法卸料，HP160 推土机摊铺，22t 自行式振动平碾碾压10 遍，灌砂法检测压实度。上下游坝体填筑每侧超填30cm，填筑上升2～3m 高，在坝面放出标明填料边界和坡度的示坡桩，每隔10m 左右设一个。按示坡桩用1.2m3反铲自下而上进行坡面修整后，人工进行上下游护坡砌护[4]。

4 提升坝体土石方填筑工程施工质量控制措施

在坝体土石方填筑工程施工中影响施工质量的因素比较多，为保证最终的施工质量能够满足设计要求，提升坝体的稳定性和安全性，需要结合实际情况，采取有效的质量控制措施。

4.1 注重施工质量“双控”

“双控”指的是在坝体土石方填筑工程施工中，采取现场取样试验和施工过程同时控制的方法。以使用坝体土石方填筑工程施工过程控制为主，以现场取样控制为辅，二者相互结合来保证最终的填筑质量，具体的控制内容包括以下3 个方面。

（1）对坝体土石方填筑工程施工的各项参数进行严格控制，包括：填筑的厚度、碾压遍数、碾压轨迹、加水量、洒水量等，这些参数都必须符合施工技术的要求。

（2）对碾压的工作状态也要进行严格控制，比如：碾压设备的行走速度、碾压的重量、激振力、振动频率等，都需要达到碾压试验的要求。

（3）对填筑的质量也需要进行严格控制，在填筑中需要采取人工插钢钎和钢直尺联合控制的方法。此外，在正式填筑之前，需要结合填筑设计标、技术规范、碾压试验的结果等，编制有效的作业指导书，在填筑施工中采取有效的措施，保证各项标和措施都能楼市到实处，并且每道工序都要有专人负责，实现标准化管理。

4.2 规范施工全过程

（1）在进行坝体土石方填筑工程施工全过程中，必须做到统一管理，严密组织，保证各道工序能够有效衔接。特别是在分段流水作业中，需要做到层次清楚、大面积平针、均衡上升、减少接缝。

（2）在分段填筑过程中，每个上坝料之间需要合理设置保标志，避免发生漏压、欠压、过压等问题。上下层分段位置需要适当错开，决不能形成上下通缝。在进行坝体填筑施工中，在进行土料场就需要对土料的含水量、粘粒含量等进行详细检查[5]。

（3）对排水体坝料可在料场进行颗粒级配、含泥量、软弱含量等详细的质量检查。对坝体土石方填筑工程施工全过程进行跟踪检测，保证填筑质量、碾压参数、施工工序、施工工艺等都能满足设计要求，一旦发现质量问题需要技术处理。不符合施工要求的施工工艺及时纠正和处理。加强对碾压机工况的检查，如果不达标，及时处理，严禁进行带病作业。

4.3 控制好施工细节

在坝体土石摊铺中，摊铺厚度要比压实厚度多10%，各填筑单元上都需要设置可移动的铺料层厚标志杆，同时在岸坡之上，甚至高精度的层厚标志线，以控制各区料铺料的厚度，不能超过设计技术要求。在进行铺料中，要及时用破碎锤随时将粒径过大的碎石破碎，以控制坝体土石方填筑工程的平整度和厚度。而且不同位置填料的质量和颗粒级配必须满足施工图纸的要求，绝不可混淆处理。超粒径石块需要在料场就进行爆破解小处理，填筑面上严禁存在超过超粒径块石，也不能存在块石集中问题，去除石料中的黏土、杂草、树木等[6]。

4.4 特殊气候环境下的施工

本工程施工时间较长，当地在春夏季节雨水较为充沛，会影响施工质量，因此需要做好相应的施工措施。

（1）在雨水多的季节里，坝体两岸的高边坡位置各设置一处截水沟，从而使雨水充沛的时期，雨水可以顺着排水沟排出去，防止对工程造成影响。此外，为避免雨水对堤坝以及施工材料的侵蚀，需要及时对运输上坝料摊铺、整平、碾压；在每一层坝面碾压后，使坝面形成向下游倾斜的坡面（坡度不陡于0.5%），以利水流顺畅下泄。雨后复工处理要彻底，首先人工排除坝面表层局部积水，并视未压实表土含水率情况，可分别采用旋耕机晾晒或用推土机将其清除，至实测土料含水率不超过施工含水率上限即可。严禁在有积水、泥泞和运输车辆走过的坝面上填土[7]。

（2）对运输道路加强养护，及时清除路面障碍物及路基排水沟。对运输车辆，加强维修保养，确保机械的制动系统安全。雨后复工处理要彻底，首先人工排除坝面表层局部积水，并视未压实表土含水率情况，可采用旋耕机翻松、晾晒或用推土机将其清除，至实测土料含水率不超过施工含水率上限即可。

（3）加强雨季水文气象预报，提前做好防雨准备，把握好雨后复工时机。雨季填筑，适当缩短流水作业段长度，土料及时平整、及时压实。

5 结语

综上所述，结合工程实例，分析了坝体土石方填筑工程施工技术应用要点，分析结果表明，土石方填筑是坝体工程施工的关键，影响土石方填筑质量的因素比较多，如填料的质量、填筑方式、填筑过程等。这就要求在坝体土石方填筑工程施工中必须切实做好施工前的准备工作，并对摊铺、碾压的工序进行有效控制，才能降低各种因素对施工质量造成的不良影响，更好的保证坝体土石方填筑工程施工质量。