淺議水利土石壩工程筑壩施工技術要點

劉顯興 中交水利水電建設有限公司

土石壩的壩身是土石散粒體結(jié)構(gòu)，有適應變形的良好性能，因此對地基的要求較低，在眾多地區(qū)都有著廣泛的應用前景。結(jié)合水利土石壩工程筑壩施工的工藝特點，可以從筑壩工藝的各環(huán)節(jié)出發(fā)進行質(zhì)量控制，不斷提高水利土石壩建設的質(zhì)量，滿足使用要求。

1.水利土石壩工程簡介

水利工程中土石壩指的是將當?shù)赝潦辖?jīng)過拋填、碾壓等環(huán)節(jié)的處理后堆筑而成的擋水壩（如下圖1所示）。土石壩按照壩高分類，土石壩按壩高可分為：低壩、中壩和高壩。我國《碾壓式土石壩設計規(guī)范》（DL/T 5395-2007）規(guī)定：高度在30米以下的為低壩；高度在30米～100米之間的為中壩；高度超過100米的為高壩。對于土石壩來說，其在建設過程中可以就近獲取石材等主要的建設材料，而且這種類型的壩對建設項目所在的水文環(huán)境、地質(zhì)條件也沒有較高的要求，因此施工方便、成本也比較低，在當前的應用比較廣泛。

在土石壩建造期間，針對其滲流分析直觀重要，流網(wǎng)法是一種進行滲流分析的圖解法，其中流網(wǎng)指的是滲流場內(nèi)的流線和等勢線構(gòu)成的網(wǎng)格，如圖2所示。

2.水利土石壩工程筑壩施工技術要點

某水庫大壩壩高47m，壩頂長241m，壩寬8.5m，設計正常高水100m，校核洪水位104m，該大壩屬于二級建筑物，據(jù)統(tǒng)計，壩址位置的流域面積約 2200km2，兩岸的覆蓋層比較薄，具有較好的河床基巖，其中砂礫覆蓋厚度平均在 2m。除此以外，該施工地點的上下游是大面積的沖積臺地，有大量的能夠滿足筑壩要求的砂礫料，取材較為方便，也可以省下大量的施工成本。

2.1 料場規(guī)劃

首先需要先做好料場規(guī)劃布置工作，一是時間規(guī)劃，要根據(jù)壩體填筑部位的變化、施工強度等合理安排時間；二是空間規(guī)劃，即料場的位置以及高程布置；三是質(zhì)量規(guī)劃，即對還供現(xiàn)場的地質(zhì)結(jié)構(gòu)、埋深、儲量、地質(zhì)力學指 標等進行全面的勘探。

圖1 土石壩示意圖

圖2 土石壩流網(wǎng)法示意圖

圖3 碾壓方式

2.2 填筑施作

2.2.1 填料鋪筑

在填料鋪筑環(huán)節(jié)中，首先需要進行卸料與平料，該環(huán)節(jié)需要用到自卸汽車，其會采用進占法卸料的方式，具體來說，就是讓載滿砂料的汽車在平整好的松土層上行進，一邊行進一邊進行卸料，保證施工各區(qū)域都可以有滿足施工要求的砂料，然后按照設計厚度，利用推土機向前進路來平料。在實際施工中還需要注意以下幾個方面的問題，一是作業(yè)方向，需要保持汽車行進的方向與壩軸線平行的方向保持一致，按照“隨卸、隨平、隨檢”的原則進行施工，按照相關的設計要求，砂料的鋪筑厚度需要保持均勻，且向上游設1%～2%的坡度，期間要觀察是否有粒徑超標的石料，將其打碎再平整即可；二是在防滲體內(nèi)進行填料鋪筑作業(yè)的時候可以采用進占法倒退鋪料，這樣汽車始終處于松土層上行進，可以避免汽車對壓實土層造成剪力破壞的問題，除此以外，還應該設置專用“路口”，避免汽車在行進過程中將反濾料帶入防滲體，保證防滲體的使用性能不受影響；三是在作業(yè)最后還需要用推土機進行平料，保證壩面起伏保持均勻，嚴禁存在坑洼不平的情況。

2.2.2 填料加水

在土石壩施工中所用到的土料如果含水量比較低的話還需要進行加水作業(yè)，加水的時間在填筑前1～2天即可，對一些非粘性的填料，在進行加水作業(yè)的收需要注意“少加、勤加、勻加”，只有將填料的含水量保持在一定的范圍內(nèi)才能夠保證其壓實效果。

2.3 碾壓施作

填筑鋪料環(huán)節(jié)完勝以后就需要進行碾壓施工，嚴格按照施工流程，避免出現(xiàn)漏壓、超壓等情況。碾壓機器在行進的時候還想需要注意與壩軸線平行，在邊界處還要處理好接頭工作，通過重復碾壓，每行重疊量至少為20cm～30cm，這樣可以防止漏壓。在碾壓作業(yè)中，設備選型至關重要，其關系到壓實作用力的發(fā)揮，因此應該綜合考慮設備的碾壓施工強度及壓實要求，以便設備可以與作業(yè)面相適應。在筑壩施工中所使用的碾壓方式也有所不同，一般是根據(jù)碾壓設備的不同來選擇，有進退錯距法和圈轉(zhuǎn)套壓法兩種碾壓方式（如圖3所示），其中進退錯距法的操作更加簡單，在分段流水作業(yè)中可以得到有效應用；而圈轉(zhuǎn)套壓法的作業(yè)效率比較高，一般用于工作面要求較大的情況下，但是該方式在轉(zhuǎn)彎交界處容易出現(xiàn)超壓的情況，轉(zhuǎn)彎的四角出還容易漏壓，所以壓實質(zhì)量得不到保障。

在壓實施工完成后，應結(jié)合設計要求驗證壩體各項參數(shù)是否符合要求。對于壩坡而言，通常設計為三級變坡，上游壩坡的坡度分別為 1：3、1：3.25、1：3.5，下游壩坡的坡度分別為 1：2.5、1：2.75、1：3 ；對于壩頂寬度而言，要求中低壩的最小寬度＞5m；對于壩頂高程而言，應結(jié)合設計數(shù)值與校核數(shù)值進行驗證。

2.4 防滲體結(jié)合面施作

2.4.1 防滲體與壩基結(jié)合面

壩基需要承受整個壩體自重及其他外加荷載，因此需要重視起壩基的施工質(zhì)量，以便確保壩基的強度、穩(wěn)定性、承載性等可以滿足整個大壩的需要，并且保障整個水利土石壩可以安全運行，因此在防滲體與壩基的結(jié)合面施工中應該綜合考量自然承載力、壩高、筑壩材料施工要素，一是需要調(diào)節(jié)土質(zhì)壩基含水量，需要保證其表層含水量至施工含水量允許上限，然后用與防滲填料相同的壓實系數(shù)予以碾壓并填筑壓實；二是在非粘性土壩基的施工上需要壓實再鋪土，用輕型碾壓設備壓實。

2.4.2 防滲體與岸坡結(jié)合面

防滲體與岸坡結(jié)合面在施工中極易會形成滲水薄弱部位而出現(xiàn)滲水通道，還有可能引發(fā)“管涌”現(xiàn)象，這就需要重視起該結(jié)合面的施工質(zhì)量。一是在施工之前清理好雜物污物，清除松動巖石，然后灑水濕潤，再結(jié)合免除涂刷5cm厚度配制好的濃粘土漿或水泥漿砂，并且邊涂刷邊填筑邊壓實；二是要將施工于近岸坡處形成的便道時挖除，依照試驗確定的松鋪厚度逐層鋪筑、壓實。施工期間應該注意與岸坡結(jié)合位置寬1.5m～2.0m及邊角位置不能使用羊角碾、夯板等進行碾壓，防止原岸坡土基受到損壞。

2.4.3 防滲體與砼結(jié)合面

防滲體與砼結(jié)合面進行施工時要對稱施作，防止出現(xiàn)側(cè)向壓力過大的問題，保證壩體安全性。除此以外，施工中用到的壩體砼結(jié)構(gòu)成品的防護也至關重要，比如使用小型機具進行施工，或者是利用人工擺砌，確?？紫堵蔬_標。除此以外，為了保證結(jié)合面的緊密結(jié)合還可以預留鋼筋并澆筑砼。

2.5 反濾層施作

反濾層施作中需要注意以下兩個方面，一是砂石反濾層施工需要按照由下向上逐層鋪設的方式進行，而且注意，不同粒徑組反濾層厚度應滿足要求且分段鋪筑的時候，必須要確保接縫層清晰、不能混雜，保證鋪筑的厚度以及填料的質(zhì)量都符合實際要求；二是徹底清理完反濾料后再進行土工布反濾層鋪設，防止工作面上有尖石、樹根等砸我對其造成損壞，由于土工布反濾層不能長時間處于曝曬之中，因此要覆土到一定厚度的時候再進行碾壓即可。

3.結(jié)語

綜上所述，水利工程項目是我國的重要民生工程，其建設質(zhì)量與人們的生活質(zhì)量息息相關，在其筑壩施工中，由于土石壩自身的特點原因必須要嚴格按照其施工工藝進行，從填料作業(yè)開展嚴格每一個環(huán)節(jié)的施工工藝，保證筑壩質(zhì)量，提高整個水利工程的安全性與穩(wěn)定性。