浅谈土石坝施工技术

摘要： 文章就水利工程中土石坝是指用当地泥土、石料或混合料等材料，经过抛填、辗压等方式筑成的挡水坝，是水利工程中最为常见的一种坝。土石坝也是目前坝工建设中广泛应用、快速发展的一种类型。文章就水利工程中的土石坝施工技术进行简单的探讨分析。

关键词： 水利工程；土石坝；施工技术

中图分类号：TV 文献标识码：A 文章编号：

1. 土石坝的优点和缺点

1.1 土石坝的优点

土石坝有着许多其他坝型没有的优点，是水利工程建设中最为历史悠久的坝型。土石坝施工过程中就地取材, 以土石为主要原材料，充分节省了钢材﹑水泥﹑木材等建筑材料的使用, 进而减少了施工过程中的远途运输费用。结构简单,便于维修、加高和扩建。坝身是土石散粒体结构,有较强的适应变形的性能,对地基的要求低。施工技术简单,工序少, 便于组合机械快速施工，施工周期短。

1.2 土石坝的缺点

但土石坝也有着一定的缺点，例如：土石坝的坝顶不具有溢洪功能，一般情况下要另外设溢洪道；粘性土料的填筑受外界温度、水分等气候影响较大；较多沉陷及不均匀沉陷；施工导流方面较为不便。如何控制和预防渗流已成为土石坝工程建设中最主要的工作之一，渗流是土石坝施工建设中最大的危害。

2. 土石坝施工工艺技术

2.1料场布置

料场是土石坝材料的聚集地，是土石坝后勤保障的大本营，必须高度重视料场的合理规划和使用。在土石坝施工过程中料场的规划与使用对坝体的施工质量、工期和工程投资,工程的生态环境和国民经济其他部门都会产生重要的影响，所以必须科学合理的规划料场布置，施工的前期准备工作，应从空间、时间、质与量等方面进行全面规划。所谓料场的空间规划, 是指对料场的位置与高程进行恰当的选择、合理布置。时间规划是指，料场布置要充分的考虑到施工强度与坝体填筑部位的变化情况。质与量的规划,是指料场的选址要对地质成因、产状、埋深、储量以及各种物理力学指标具有全面的把握。料场的布置要充分的满足料场总储量满足坝体总方量的要求，和施工各个阶段最大上坝强度的要求。料尽其用,充分利用永久和临时建筑物基础开挖碴料。

2.2土石料加工

土料加工。清除表层及不合格料后的上山料场的土料均可上坝填筑, 但由于粘土颗粒小,比表面积大,亲水性强,水对土料工程性能影响大, 填筑压实有最佳状态的最优含水率问题,鉴于有此特点,要求对土料的含水率进行控制, 必要时按规范进行水份调节处理, 保证在填筑压实时含水率在最优含水率±2%左右为合格料。将烘烤、掺料、翻晒、自然蒸发等多种方法运用到土石料的挖装运卸中，以降低土石料的含水量；或是通过在土石料场加水，对土石料的料堆添加水，采取加水的方法在土石坝开挖、装料、运输过程中提高土石料的含水量。土石坝石料从料场的开挖、运输，到坝面的平料和压实等土石坝施工的各项工序的进行应严格运用相互配套的的工程机械来完成。在大、中型水利工程土石坝的施工建设过程中，尤其是在高土石坝的施工过程中，运用现代化的水利工程土石坝施工技术和先进的机械化水平，加快水利工程土石坝的建设速度，实现现代化综合高技术、高水平机械施工，保证水利工程土石坝施工质量。

2.3 坝基与岸坡处理

进行对坝基、岸坡和铺盖地基的清理时，应将坝基、岸坡及铺盖地基上面的树木、草皮、树根、乱石以及各种构筑物等等全部清除干净，并认真做好水井、泉眼、地道和洞穴等的处理。坡面及局部松散浮渣采用人工清理的方法进行清理，在粘上心墙范围内回填低标号混凝土，其他低洼部位分层回填新鲜石渣。用机械清理与人工清理互相配合的清理方式，将水库、水塘、深槽等全部彻底清理干净，再分层将其进行回填压实，碾压整个土质坝基填筑，达到足够的夯实程度。

2.4 压实土料

土石料的压实，是土石坝施工质量的关键。维持土石坝自身稳定的土料内部主力(粘结力和摩擦力)、土料的防渗性能等，都是随土料密实度的增加而提高。土料自身的性质，颗粒组成情况、含水量大小以及压实功能等密切关系着土料压实特性。压实效果受到土料颗粒粗细组成的影响，颗粒愈细，空隙比就愈大，所以含水量矿物分散度越大，压实难度就越大。土料的含水量是影响压实效果的重要因素之一。非粘性土的粘结力小，摩擦力大，具有较小的压缩性，但透水性大，排水容易，压缩过程快，能很快达到压实。

2.5 填筑施工

土石坝坝面作业施工程序包括铺料、摊铺、洒水、压实、质检等工作。坝面作业具有工作面狭窄,工种多,工序多,机械设备多的特点, 所以阻碍施工时需有妥善的制定施工组织规划。土石坝的坝面作业一般采用流水线施工方式，这样可以有效避免因坝面作业特点对坝面施工中的干扰,保障施工进度。流水作业施工组织应先按施工工序数目对坝面分段, 然后组织相应专业施工队依次进入各工段施工。

施工中一般采用平起填筑施工,平起施工具有减少了接缝、接坡、削坡等工序,保证了填筑质量的优势。平起施工尽可能大的堆石填筑面,便于开展大机械化的施工。与此同时它还有利于继续填筑时布置进入防渗料区的施工道路，运输反滤料及过渡料的大型自卸汽车不横穿防渗料区；有利于减小料界偏差和相邻料平起填筑时的跨缝碾压和均衡坝体的施工强度的作用，在防渗土料与反滤过渡料的填筑关系上, 有先土后砂及先砂后土两种作法, 为加快施工进度及控制边界,一般均采用先砂后土施工。

对土石坝进行分层强夯填筑,应将每层土石填筑厚度控制在10m-20m 之间；采用大能量的夯击动力预压，提高土石料的密度,消除土石料的变形；分层铺筑分层夯实,在夯击后的土石层中填筑新的土石层, 再进行新的夯击，直至达到坝体需要的高度。控制每层土石填筑厚度与采用夯击动力的能量,使坝体密度、坝料的强度和模量显著提高,施工工程量和工程造价大大降低, 使土石料的密度达到最大, 填筑完成后坝体的沉降明显减少。

3. 水利工程土石坝施工质量的管理控制

要落实对坝体基础进行清理处理，将树木、草皮、树根、乱石以及各种构筑物全部清除，并认真做好水井、泉眼、地道和洞穴等各个方面的处理。在完成基础处理工作后，才能实施填筑施工，使土石坝具有足够的承载力；对于在覆盖层较深的地方修建工程，基础处理的工程量比较大，应根据具体需要采用振冲、防渗墙、固结灌浆、帷幕灌浆等方式对地基进行综合性处理，达到夯实坝体地基，满足一定的承载和防渗要求的目标。夯实坝体地基寒冷地区，一般日平均气温低于负10 摄氏度时，不宜填筑土料。水利工程的土石坝施工质量非常容易受到季节性水文气象的影响，因此必须高度重视水文气象对施工进度的影响。

由于冬季气候条件差，在低温状态下会使土体冻结，不利于进行压实。冬季施工处理不好，将使土体产生渗漏或塑流滑动，需要采取积极措施，才能进行填筑。在多雨季节进行施工，对土料的含水量影响很大，严重制约着水利工程土石坝石料的填筑，施工强度也会受到较大的影响，一般的泥结碎石路面，当遇雨水侵泡时，路面容易破坏，土石坝防渗体土料，在雨季施工应实行“避开、适应和保护”的总原则。

必须对坝面进行合理的分区，确保填筑工作施工顺利完成。要做到：严格按照填筑工序进行作业；进行防渗土料的选择和施工应根据填筑的具体情况需要，并合理地根据实际需要情况来进行划分填筑区域，适时对机械设备和填筑情况等进行必要的调整；对采用临时断面填筑与平起填筑土石坝工程，必须保证机械化的正常作业，以确保填筑工程的质量，绝对不能因为追求临时断面的填筑量的最小化而影响机械化的正常施工。

4. 结语

随着我县的快速发展和科学技术的进步，土石坝施工技术被广泛的运用到水利工程建设中，在土石坝的施工过程中，应认真参照有关执行规程规章的的具体内容, 采用科学合理的施工方法与技术, 在满足使用要求的同时,尽量做到节约材料、降低造价。