黏土心墻土石壩填筑施工分析

楊錫考

茂名市鑒江流域水利水電建筑安裝工程有限公司 525000

摘要：填筑施工是黏土心墻土石壩工程的關鍵環(huán)節(jié)，對大壩施工質(zhì)量和安全運行有決定性影響，因此本文從壩體填筑準備和填筑施工兩個階段分析了施工技術與控制的要點。

關鍵詞：黏土心墻土石壩；填筑；施工

攔河筑壩，興修水利，是為了更好地利用水資源服務經(jīng)濟社會。土石壩是各種攔河壩型式中應用最廣泛的一種壩型，能夠充分利用當?shù)氐耐潦炔牧希瑢位蟛桓?，可適應各種地質(zhì)、地形條件，施工技術較簡單，方法選擇也靈活，擴建加高更方便，所以為國內(nèi)外筑壩所廣泛選用。土石壩有均質(zhì)壩、心墻壩、斜墻壩、分區(qū)壩等壩型，其中黏土心墻壩是各方面比較均衡的一種壩型，受氣候影響小，施工質(zhì)量便于控制。壩體填筑是土石壩施工最關鍵的環(huán)節(jié)，也是對工程質(zhì)量和效率有決定性影響的方面，因此本文對黏土心墻土石壩施工要點進行了分析。

1 壩體填筑施工準備

1.1 壩料復查

黏土心墻壩的壩料通常包含防滲料、反濾料、壩殼料，根據(jù)《碾壓式土石壩施工規(guī)范》（DL/T 5129-2001）規(guī)定，施工單位進場前要對勘測設計提供的料場勘察報告、試驗資料進行復查，主要目的是驗證料場壩料的物理力學性質(zhì)、儲量等相關資料的可靠程度，輔以坑探、鉆孔取樣等手段，發(fā)現(xiàn)問題及時與監(jiān)理、設計單位協(xié)商解決，從而為壩料開采、碾壓試驗提供準確的依據(jù)。例如通過土料場勘探與試驗結(jié)果發(fā)現(xiàn)土料上壩前應調(diào)整含水率，不同層次的土料要進行摻配混合才滿足填筑要求，經(jīng)與監(jiān)理、設計工程師溝通及生產(chǎn)性試驗驗證，最后決定開采前先灌水，不同層次土料再立體混合開采，這充分說明壩料復查的重要性[1]。

1.2 碾壓試驗

通過碾壓試驗可核實壩料的施工性能，驗證填筑設計標準的合理性，合理選擇施工機械及確定工藝參數(shù)，為壩料開采、制備、填筑施工做好準備，如發(fā)現(xiàn)問題及時提出修改或補充意見。碾壓試驗可根據(jù)設計技術要求確定碾壓試驗含水率的控制范圍，一般通過擊實試驗驗證最佳含水率與擊實性能的關系，一般最優(yōu)含水率隨擊實功的增加而降低，而且碾壓機械的壓實功超過標準擊實功，所以最優(yōu)含水率應選擇干側(cè)。這樣由擊實試驗和施工經(jīng)驗確定碾壓試驗設備組合和工藝流程，再經(jīng)過碾壓試驗過程調(diào)整工藝參數(shù)。例如經(jīng)過碾壓試驗，采用凸塊碾時，只振碾容易出現(xiàn)水平層狀面，如果先靜碾再振碾，就會改善水平層狀現(xiàn)象[2]。

1.3 壩料開采與制備

經(jīng)過室內(nèi)試驗和生產(chǎn)性試驗，確定壩料各項指標達到設計要求，就可以進行開采和制備。根據(jù)設計圖紙及填筑計劃確定開采工作面，再根據(jù)含水率等指標的檢測結(jié)果確定開采方式與設備組合。心墻黏土料可能要進行摻混，就需要控制混合比例以及最佳含水率。反濾料用于保護心墻黏土料不流失，并有足夠的透水性，防止細粒土淤堵，所以其顆粒級配必須嚴格控制，材料要經(jīng)過清洗除泥、摻配，檢驗合格后放在干凈場地上，并應保持濕潤。壩殼料一般采用砂礫料，對粒度也有一定要求，要控制含泥量和剔除超徑顆粒。

2 壩體填筑施工

2.1 填筑順序

心墻壩有兩種填筑順序，一種是“先反后土”，也就是先填筑反濾料，后填筑心墻黏土料，這樣可以防止反濾料侵占黏土料，這也是通常的做法；也有采用“先土后反”的，也就是先填筑黏土料，后填筑反濾料，這種情況主要是考慮到反濾層填筑寬度小的特點，若經(jīng)現(xiàn)場試驗證明能滿足設計要求的話，也可采用。各種壩料一般按照測量→卸料→平料→灑水→檢查驗收的順序進行。黏土料一般采用進占法卸料；反濾料采用后退法卸料；壩殼料可采用后退法卸料，也可采用進占法，或采用混合法，一般采用進占法，以形成填筑平臺，后退法對減少車輛輪胎磨損有利，而混合法是進占法與后退法的結(jié)合。

2.2 黏土料填筑施工

黏土心墻料的填筑直接關系到大壩防滲質(zhì)量和運行安全，所以必須嚴格控制施工工藝。一般采用分層鋪筑碾壓法，鋪筑前測定土料含水率，其應在最優(yōu)含水率±2%范圍內(nèi)。壩基上有蓋板混凝土的，要先清理混凝土表面粘附的砂漿、乳皮等雜物，并灑水潤濕，再涂刷一層濃黏土漿，以改善防滲黏土料與底板混凝土的粘結(jié)效果。濃黏土漿按水土質(zhì)量比1：2.5～3配制，涂刷3～5mm厚，再鋪一層50cm厚塑性較高的黏土，邊刷邊鋪。兩岸接觸帶也要涂刷濃黏土漿，高度為松鋪層厚度，隨后鋪料。自卸車進占法上壩卸料，推土機推平，再按照高程控制松鋪層厚度，鋪成大面后，放出平行壩軸線的碾壓參考線，采用振動凸塊碾以進退錯距法進行碾壓，碾壓遍數(shù)一般6～10遍（根據(jù)碾壓試驗確定的參數(shù)），普通黏土碾壓8～10遍，高塑性黏土碾壓6～8遍。兩岸接觸帶可采用人工鋪筑，沖擊夯夯實，再人工刨毛。為避免裝料車輛對已填筑工作面產(chǎn)生剪切破壞，應在填筑面上鋪填一層厚35～50cm的風化土料，再墊12mm厚鋼板作為車輛通道。

2.3 反濾料填筑施工

反濾料一般由Ⅰ、Ⅱ兩種料組成，采用“先反后土”順序時，先鋪Ⅱ，再鋪Ⅰ；而采用“先土后反”順序正好相反，先鋪Ⅰ，再鋪Ⅱ。反濾料與防滲黏土料及反濾料Ⅰ、Ⅱ之間可采用鋸齒狀填筑，以確保后鋪材料不受侵占。采用平行壩軸線后退法進料，由人工配合反鏟鋪平，振動平碾靜壓4～6遍。黏土料、反濾料（Ⅰ、Ⅱ），在不同料層交界處要進行騎縫碾壓，以確保界面結(jié)合良好。反濾料要進行潤濕處理，可在碾壓前用灑水車噴水2遍。反濾料填筑好后，運料車輛和工程機械不允許再進入行駛。

2.4 壩殼料填筑施工

填筑前，清理河床后，在壩基上回填碎石屑找平，然后用振動平碾碾壓，碾壓不到位置用電動夯板夯實。自卸車或反鏟卸料，推土機推平，振動平碾碾壓8遍。壩殼料與反濾料交界處要采用細石料鋪筑，并進行騎縫碾壓。岸坡接觸帶應形成便于碾壓的坡度。

2.5 雨季填筑施工

土石壩雨季施工盡量避免，但根據(jù)工期、雨水強度可以合理安排。土料開挖可采用“井”字形方式，便于排水。儲存土料時，可堆成“土?！毙螤?，加覆蓋，四周留出排水溝槽。混合料應備足半個月以上。雨季期間要一直關注天氣預報，根據(jù)降雨量預測，做好相應的措施。當雨量超過填筑允許強度時，應提前停止進料，用振動碾碾壓光滑，再覆蓋塑料薄膜，并在兩岸留出排水溝。下雨時要組織人員抽水，避免積水。雨后復工，先晾曬或清除表土，當含水率滿足要求后，刨毛處理，先鋪薄層，大面平整后繼續(xù)正常填筑[3]。

3 結(jié)語

黏土心墻土石壩填筑質(zhì)量控制的關鍵是嚴格控制施工工藝，所以從施工準備階段就應通過壩料復查、碾壓試驗合理確定和優(yōu)化施工參數(shù)，在施工過程中嚴格按碾壓試驗提供的參數(shù)進行施工。由于土石壩施工工序復雜，要做好各個工序的銜接與協(xié)調(diào)，從而提高施工工效，降低施工成本。

參考文獻：

[1] 李秋石. 加快上阿特巴拉水利樞紐B標粘土心墻壩施工的技術措施[J]. 四川水力發(fā)電，2014，33（3）：24-26，43.

[2] 李旨強. 新疆恰甫其海工程粘土心墻壩防滲體土料施工特性[J]. 東北水利水電，2013（6）：14-17.

[3] 郭偉，薛香臣. 糯扎渡水電站大壩粘土心墻雨季施工技術[J]. 水利水電技術，2014，45（3）：42-43，47.