水库土坝填筑施工工艺及质量控制

摘要:土坝填筑施工是水库工程建设过程中的关键环节，其施工质量会影响到水库的质量安全及使用功能的发挥。本文结合笔者多年实践经验，介绍了工程的施工方案、土方开挖及施工中的注意事项，着重就水库土坝填筑施工技术要点进行探讨，并提出了切实有效的施工质量控制措施，以供实践参考。

关键词:土坝填筑；施工方案；土方开挖；质量控制

中图分类号：TU74文献标识码：A 文章编号：

随着我国社会经济建设步伐的加快，城乡基础设施建设得到进一步的发展，水库作为水利基础设施的重要组成部分，担负着城乡发电、防洪、灌溉、养殖和供水等重要任务，对改善生态环境和促进城乡经济发展具有作用。在水库工程建设过程中，最为重要的施工环节就是土坝坝体填筑施工，由于坝体材料主要以黏土料为主，在施工中容易受到天气变化、地质条件和人员操作等因素的影响，加上黏土施工需要克服土工膜接触部位如何夯实及含水量如何持续保持等难点，一旦施工质量不过关，则会影响到土坝填筑施工的进度，导致水库工程使用功能无法正常发挥，并给水库后期的运作留下安全隐患。因此，本文通过探讨水库土坝填筑施工工艺技术，提出一些质量控制措施，以确保工程施工的正常进行。

1 施工方案

坝体填筑施工，要确保施工期安全度汛，并兼顾施工道路布置及施工强度均衡、坝体填筑上升速度对沉陷稳定影响，能组织机械化流水施工为原则划分，根据工程特点。

黏土、碎石黏土和风化场采用1．2m3液压反铲挖掘机开挖、装车，20t自卸汽车运输；推土机铺料、平料；3．0m3装载机配合装车，并在工作面辅助铺料、倒料。黏土与边坡和混凝土及土工膜结合部均使用蛙式夯机人工夯实。

铺料均采用退铺法，即汽车在已压实的层面上后退卸料，然后用推土机整平。铺料厚度，按设计要求铺料厚度(±10%)进行。

碾压方式，碾压机具采用施工单位已有机具，机械式振动压路机进行振动碾压。根据以往工程的经验，采用直线行车往返错距式，重迭率不小于振动碾压轮宽的10%(即20cm)，行车速度用其最慢速度(2．0～2．4km/h)进行碾压。料推平后，经沉降方格网观测，按设计要求铺料厚度(±10%)进行铺料后，再进行碾压。遍数计数方式为碾压时往返各算一遍的方式进行。

由于黏土料和黏土夹风化石料试验时含水率均大于最优含水率，风化料处于饱和状态，试验过程中各试验区均未洒水。

各区的碾压组合方式为:黏土料和黏土夹风化石料采用:静碾压2+静碾压2+……，直至碾压后干密度、沉降基本没有什么变化为止。风化料采用静碾压2+高挡振动碾压2遍+高挡振动碾压2遍+……，直至碾压后干密度、沉降基本没有什么变化为止。

2 土石方开挖和填筑平衡

在满足关键施工进度的条件下，结合大坝填筑工期要求，尽量利用可用开挖料直接上坝，减少中转堆存和回采利用料的损失，提高可用开挖料利用率，控制料场开采量，促进施工效率的提高。土石方调配原则如下:

1)各种料源质量应满足坝体填筑各料区坝料的技术指标要求；

2)料源开采和大坝填筑进度相适应，以最大限度地利用开挖料直接上坝，降低中转上坝填筑量；

3)根据大坝填筑的分期和道路布置情况，合理进行料场的开采规划，并尽早确定料场的开采规模，以满足大坝填筑施工强度；

4)在风化料场开采施工中，依据坝体各料区技术指标不同，有选择地进行挖装；

5)开挖料尽量直接上坝，减少备料场二次转运，但同时应充分满足溢洪道开挖本身进度计划要求和大坝填筑施工进度影响等因素；

6)黏土料从上游黏土料场开采直接上坝；

7)碎石黏土料一部分从上游黏土料场直接运输上坝，一部分利用各种开挖可用料储存备用，按需运输上坝；

8)堆石料从山下石料厂购买成品料。

3 施工中需要注意的问题

1)应加强装料控制，保证每一车均匀装料和颗粒级配的连续性，防止局部粒径范围的集中装运。

2)随时剔除超径料。

3)在摊铺料过程中，较大石块一般均在被摊铺料的前沿部位，故填筑料与岸坡结合处严格按规范要求铺填过渡料，保证坝体与岸坡结合处的填筑质量。

4)认真控制铺料厚度的均匀性。填筑面平整是保证铺料厚度均匀的前提条件，因此在铺料过程中力求保持层面平整。

5)施工应尽可能加快坝体填筑进度，在面板混凝土施工前争取更多的自由沉降时间。

6)坝体填筑碾压过程中应根据规范要求进行密度、级__配、孔隙率测试复核，确保大坝填筑质量。

4 大坝填筑施工工艺和方法

坝基开挖验收合格，清理干净，基础找平后，即开始坝体填筑。

4.1 施工工艺

坝体填筑施工工艺流程见图1。

图1 坝体填筑施工工艺流程图

4.2 施工方法

1)填筑施工准备。施工准备包括填筑层验收、测量、立层厚标志杆和分区界线标定。

2)测量控制。按设计要求测定各填筑区的边界线，洒白灰线进行标识，垫层外边线用木板桩吊线控制，各填筑料区每一层交界线都用白灰线标识清楚，两岸岩坡上标写高程和桩号。

3)装渣。料场采用1．2m3液压反铲挖掘机开挖，挖机或铲车装车。

4)坝料运输。坝料运输采用20t自卸汽车，具体机械设备见施工主要机械设备表(略)。

5)坝料摊铺。均采用退铺法，即汽车在已压实的层面上后退卸料，然后用推土机整平。

6)压实。大坝各填筑区均采用20t振动碾用进退错距法碾压，振动平碾一般沿平行坝轴线方向行进，靠近岸坡、施工道路边坡处除增加顺向碾压外，还要用蛙式夯机人工夯实。堆石料碾压采用进退错距法，错距由振动碾碾子宽度和碾压遍数控制，并由现场碾压实验决定。

7)质量检查。根据设计和规范要求，在一定的填筑方量时应进行抽检，以检查大坝填筑的质量。除有经验的工程技术人员在施工全过程进行直观检查外，由专业试验人员按规范规定频率进行取样试验检查。

5 进度保证措施

1)根据进度安排的施工强度，投入多台套土石方填筑的施工设备，以满足高强度的生产要求。开挖、装载、运输、整平、碾压等投入性能良好的施工机械设备，并配置充分的备用量，满足各施工作业面的不均衡性。

2)严密组织，科学管理，精心施工，合理分区，确保大坝各填筑工作面形成平行流水作业，最大限度的利用施工资源。

3)施工队伍专业化，组建一支技术力量强的土石方施工专业队，确保不因土石方填筑施工质量影响工程进度。

4)加强施工进度管理，制定控制点工期奖罚措施，提高施工人员的积极性和责任感。

5)合理布置上坝填筑道路，保证各期填筑施工顺利进行。做好施工区内道路的养护工作，确保运输道路畅通。

6)做好渣场的回采准备工作，提前完成黏土翻晒工作。

6 填筑质量控制措施

1)大坝填筑质量采用“双控”法控制，填筑碾压施工参数严格按照碾压施工参数实施，并做好施工记录；每个单元填筑块都要经过验收，合格后才能进入下一个循环施工。

2)严格控制上坝填筑料的质量，严禁草皮、树根及含泥量＞5%的填筑料上坝。料场和坝面均安排人员检查，严格区分各区坝料，做到不合格料不上坝。

3)装运坝料的自卸汽车悬挂各区坝料的标识牌，填筑作业面派专人指挥监控，根据标识指挥车辆卸料。上坝填筑运输车辆保持相对固定，并经常保持车箱、轮胎的清洁。

4)控制各区料填筑界线和厚度，及时清理界面及岸坡接触面上的集中块石料，在岸坡和坝面上设置标志(杆)，确定分层高度。同一层料分块分区填筑时，采取台阶式的接坡方式，接坡处未压实的坝料与后填料一起压实。

5)靠近岸坡部位填筑时，近岸坡2m范围先倒粒径较小、级配良好的过渡料，用反铲挖掘机、推土机配合进行摊铺平整，发现有较粗粒径料集中时立即予以挖除。

6)填筑前坝基清理干净，经检查验收合格后，由监理签证后才能倒料。铺料前测量放线，派专人设立标志杆，严格控制铺料厚度，不超厚铺填。发现超径石及时处理，平料后表面力求平整，加水采用坝内、坝外结合方式，喷水、洒水用水表计量，不能估算，碾压遍数必须保证，质检人员根踪检查，振动碾的行驶速度限制在2～3km/h，振动碾压痕为5cm左右，防止漏碾。

7)分区界面严格按设计要求处理，加强界面碾压。严格控制两岸岸坡接触区填料质量，使用振动板等专用设备碾压密实。

8)堆石料上下游侧超宽填筑30cm，以确保设计断面内堆石料碾压满足设计要求并使用长臂反铲确保削坡质量。

9)质量检验:每一层碾压完毕由施工单位专职试验人员用密度仪等专用仪器对填筑的质量进行检验，压实度、干密度、孔隙率等物理指标完全符合设计要求后，填报质检报告，注明桩号(纵、横)、高程，请监理验收签证后才能进行上一层的铺料。工作面由质检人员三班制值班跟踪进行质量监督控制，凡违章作业的一律禁止施工，达不到设计要求的在分清责任后，立即进行返工处理，达到业主、监理、设计三方均满意。试验室按监理确定的试验频数进行检测，并及时反馈检测结果，指导填筑施工。

7 结语

综上所述，水库土坝填筑施工是一项系统性的工程，对水库的质量安全和后期的运作具有重要影响。因此，建设单位在土坝填筑施工过程中，应结合水库工程的水文地质等条件，制定出合理的施工方案，同时严格按照设计文件和规程规范进行施工，并采取切实有效的质量控制措施，确保水库土坝填筑工程的施工进度，从而充分发挥出工程的综合效益。

参考文献

[1] 张巧玲.土石坝坝体施工与质量控制[J].城市建设理论研究.2012年第19期

[2] 刘平.分析土坝填筑的施工方法及其质量控制[J].科技与企业.2012年第15期