劉顯興 中交水利水電建設(shè)有限公司

土石壩的壩身是土石散粒體結(jié)構(gòu)，有適應(yīng)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(yīng)用前景。結(jié)合水利土石壩工程筑壩施工的工藝特點(diǎn)，可以從筑壩工藝的各環(huán)節(jié)出發(fā)進(jìn)行質(zhì)量控制，不斷提高水利土石壩建設(shè)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(dāng)?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(shè)計(jì)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(shè)過程中可以就近獲取石材等主要的建設(shè)材料，而且這種類型的壩對建設(shè)項(xiàng)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(dāng)前的應(yīng)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(jìn)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(shù)要點(diǎn)

某水庫大壩壩高47m，壩頂長241m，壩寬8.5m，設(shè)計(jì)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(jì)，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(diǎn)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(qiáng)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(xué)指 標(biāo)等進(jìn)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(jìn)行卸料與平料，該環(huán)節(jié)需要用到自卸汽車，其會采用進(jìn)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(jìn)，一邊行進(jìn)一邊進(jìn)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(shè)計(jì)厚度，利用推土機(jī)向前進(jìn)路來平料。在實(shí)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(jìn)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(jìn)行施工，按照相關(guān)的設(shè)計(jì)要求，砂料的鋪筑厚度需要保持均勻，且向上游設(shè)1%～2%的坡度，期間要觀察是否有粒徑超標(biāo)的石料，將其打碎再平整即可；二是在防滲體內(nèi)進(jìn)行填料鋪筑作業(yè)的時候可以采用進(jìn)占法倒退鋪料，這樣汽車始終處于松土層上行進(jìn)，可以避免汽車對壓實(shí)土層造成剪力破壞的問題，除此以外，還應(yīng)該設(shè)置專用“路口”，避免汽車在行進(jìn)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(jī)進(jìn)行平料，保證壩面起伏保持均勻，嚴(yán)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(jìn)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(jìn)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(shí)效果。

2.3 碾壓施作

填筑鋪料環(huán)節(jié)完勝以后就需要進(jìn)行碾壓施工，嚴(yán)格按照施工流程，避免出現(xiàn)漏壓、超壓等情況。碾壓機(jī)器在行進(jìn)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(fù)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(shè)備選型至關(guān)重要，其關(guān)系到壓實(shí)作用力的發(fā)揮，因此應(yīng)該綜合考慮設(shè)備的碾壓施工強(qiáng)度及壓實(shí)要求，以便設(shè)備可以與作業(yè)面相適應(yīng)。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(shè)備的不同來選擇，有進(jìn)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(jìn)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(yīng)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(shí)質(zhì)量得不到保障。

在壓實(shí)施工完成后，應(yīng)結(jié)合設(shè)計(jì)要求驗(yàn)證壩體各項(xiàng)參數(shù)是否符合要求。對于壩坡而言，通常設(shè)計(jì)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(yīng)結(jié)合設(shè)計(jì)數(shù)值與校核數(shù)值進(jìn)行驗(yàn)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(qiáng)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(yùn)行，因此在防滲體與壩基的結(jié)合面施工中應(yīng)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(shí)系數(shù)予以碾壓并填筑壓實(shí)；二是在非粘性土壩基的施工上需要壓實(shí)再鋪土，用輕型碾壓設(shè)備壓實(shí)。

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(shí)；二是要將施工于近岸坡處形成的便道時挖除，依照試驗(yàn)確定的松鋪厚度逐層鋪筑、壓實(shí)。施工期間應(yīng)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(jìn)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(jìn)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(hù)也至關(guān)重要，比如使用小型機(jī)具進(jìn)行施工，或者是利用人工擺砌，確?？紫堵蔬_(dá)標(biāo)。除此以外，為了保證結(jié)合面的緊密結(jié)合還可以預(yù)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(shè)的方式進(jìn)行，而且注意，不同粒徑組反濾層厚度應(yīng)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(shí)際要求；二是徹底清理完反濾料后再進(jìn)行土工布反濾層鋪設(shè)，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(jìn)行碾壓即可。

3.結(jié)語

綜上所述，水利工程項(xiàng)目是我國的重要民生工程，其建設(shè)質(zhì)量與人們的生活質(zhì)量息息相關(guān)，在其筑壩施工中，由于土石壩自身的特點(diǎn)原因必須要嚴(yán)格按照其施工工藝進(jìn)行，從填料作業(yè)開展嚴(yán)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。