陳盧偉

（宜昌市東風(fēng)水利水電工程建設(shè)有限公司，湖北宜昌 443100）

1.土石壩壩體的用料規(guī)劃

1.1 料場的規(guī)劃

土石壩的建設(shè)通常都是以當(dāng)?shù)氐牟牧献鳛橹饕氖┕ぴ系模潦瘔蔚囊?guī)模也會比較大，會使用大量的土石料。在進(jìn)行施工前還要全面地去勘察或者調(diào)查土石料場，要科學(xué)地規(guī)劃料場的位置，掌握材料儲量，要計算好運(yùn)輸?shù)木嚯x，保證材料的質(zhì)量。

1.2 料源規(guī)劃

所謂的料源規(guī)劃也就是針對料場的位置、高程進(jìn)行的安排布置。對于料場位置的選擇必須要方便進(jìn)行開采設(shè)備的布置，要有良好的交通和通暢的排水。對于原料的使用需要做到低料低用，高料高用，如果高料場的儲量比較多，有富余的話，也可以將之低用。要盡量縮短土石料上壩的距離，道路坡度也應(yīng)該做得比較平緩，要方便運(yùn)輸車輛上下坡，對于近料場，不能因?yàn)檫M(jìn)行取料對上壩運(yùn)輸或者是壩的防滲性、穩(wěn)定性造成不良的影響。

1.3 使用規(guī)劃

要充分考慮施工的強(qiáng)度需要以及壩體填筑部位的情況，對料場的使用以及填料的數(shù)量進(jìn)行科學(xué)的規(guī)劃。當(dāng)季節(jié)或者是壩前的蓄水出現(xiàn)變化以后，料場的工作條件也必須要做出相應(yīng)的改變。在進(jìn)行用料規(guī)劃的時候，如果上壩坡度比較高的話，盡量使用近料場，如果比較低的話，則最好是使用遠(yuǎn)料場，這樣是為了均衡運(yùn)輸任務(wù)。應(yīng)該先使用那些近料以及在上游容易被淹沒的料場，然后再使用遠(yuǎn)料場和下游的不容易被淹沒的料場。如果料場的含水量比較高的話，盡量選擇在旱季使用，如果料場的含水量比較低，則盡量在雨季使用。在對料場的使用進(jìn)行規(guī)劃的時候，還需要為何壟斷填筑或者是攔洪度汛預(yù)留近料場[1]。

2.土石壩壩體填筑的施工方法

進(jìn)行土石壩填筑作業(yè)的時候，一般都是采用分段流水形式的，要求各道工序能夠有效地銜接起來。壩面作業(yè)通?？梢苑殖?道工序，分別是鋪料、整平和壓實(shí)，它們所應(yīng)用的施工方法是不一樣的。土石壩是有著多種類型的，如果按照施工方法進(jìn)行劃分的話，就有定向爆破修筑、水中填土以及干填碾壓等，而其中最為常見的就是碾壓式的。碾壓式土石壩的流程首先是將料場的土石料運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場，然后將壩面鋪平，進(jìn)行壓實(shí)，通過質(zhì)檢以后再對壩坡進(jìn)行修整[2]。

2.1 壩面作業(yè)的基本要求

在對填筑壩面進(jìn)行作業(yè)的時候，應(yīng)該先將其劃分成多個工作段或者面，最好是在平行壩軸線方向上進(jìn)行劃分。同時還需要注意的是，平面尺寸必須要符合壓實(shí)機(jī)械工作的需要。在進(jìn)行壩面作業(yè)的時候，需要依次完成各道工序，不要出現(xiàn)漏壓或者過分重壓的情況，然后要對壓實(shí)情況進(jìn)行檢查，只有檢查合格的才可以進(jìn)行新料的填筑。

2.2 組織流水作業(yè)原則

要根據(jù)大面的面積進(jìn)行流水作業(yè)方向以及工作段的劃分，同時還需要考慮施工機(jī)械的作業(yè)需要。要確保作業(yè)的寬度能夠讓碾壓機(jī)械錯車，滿足其最小的壓實(shí)寬度，達(dá)到卸料汽車最小轉(zhuǎn)彎半徑的2倍以上，對于長度的規(guī)定也需要滿足碾壓機(jī)械的要求。在劃分壩體填筑工序的時候，不需要考慮的因素有數(shù)目、填筑面積、鋪料方式、施工強(qiáng)度以及季節(jié)等。通常會劃分成2道工序，也就是鋪料與壓實(shí)，有些還會在最后添加一項(xiàng)質(zhì)檢工序。還有分成4道工序的，分別是鋪料、平料、壓實(shí)以及質(zhì)檢。要求土料填筑的時間，不能超過11班，如果是在冬、夏季進(jìn)行施工的話，為了避免熱量或者水分的過度散失，要盡可能地減少作業(yè)的循環(huán)時間。

2.3 填筑方式

使用自卸汽車駛?cè)雺蚊妫缓筮M(jìn)行卸料，并通過推土機(jī)進(jìn)行平鋪，達(dá)到相應(yīng)的厚度。在鋪料的時候應(yīng)該按照平行壩的軸線方向要求，鋪土的厚度必須是均勻的，如果有料塊直徑比較大的話，必須要將其打碎，還應(yīng)該清理鋪料里面的雜物。如果需要對防滲體進(jìn)行鋪料的話，應(yīng)該采用進(jìn)占法倒退鋪土的方式，讓車輛就是一直在松土上行駛的，不會對經(jīng)過壓實(shí)的土層進(jìn)行碾壓，防止因?yàn)槌瑝撼霈F(xiàn)剪力破壞的情況。在進(jìn)行鋪填的時候，應(yīng)該盡量確保壩面平整，這樣就不容易出現(xiàn)積水。對于含水量比較低的黏性土料應(yīng)該在料場適當(dāng)?shù)丶铀绻趬蚊孢M(jìn)行加水的話，必須要做到“少、勤、勻”，這樣壓實(shí)效果才會更好。如果是非黏性土料的話，通常是在壩面進(jìn)行加水的。砂礫料以及石碴料在進(jìn)行壓實(shí)前都要加水，這樣有助于提高壓實(shí)的質(zhì)量。

3.壩體控制線的測設(shè)

為了確保壩體和巖基能夠良好地結(jié)合到一起，在對壩體進(jìn)行填筑前一定要做好對于基礎(chǔ)的清理工作，這時需要先將清基開挖線放出來，也就是壩體和原本地面之間的交線。放樣精度并不是很高，一般通過圖解法獲得放樣數(shù)據(jù)，然后進(jìn)行現(xiàn)場放樣。這就需要先對壩體的縱斷面進(jìn)行測量，對軸線中的里程樁的高程進(jìn)行測算，畫出縱斷面圖，計算其中心填土的高度，測算每個里程樁的橫斷面，畫出對應(yīng)的橫斷面圖，根據(jù)這些數(shù)據(jù)以及面圖進(jìn)行大壩的設(shè)計斷面的繪制。

4.壩基清理

為了使土壩的土料和基礎(chǔ)能夠良好地進(jìn)行結(jié)合，避免因?yàn)榛A(chǔ)滲水影響壩基，在進(jìn)行壩體填筑前就需要先清理干凈它的基礎(chǔ)，主要是將壩基范圍的草皮、稀泥以及腐殖土等雜物清理干凈，清基深度一般是0.3m～1m左右。表土和細(xì)沙都必須要完成清除，土壩和山坡結(jié)合的位置也應(yīng)該進(jìn)行清理，一直到其不透水層。如果是巖石的話，清基的坡度應(yīng)該在1∶1以內(nèi)，心墻和巖石基礎(chǔ)連接的位置要對它的強(qiáng)風(fēng)化層進(jìn)行清理。如果山坡是黏性土壤的話，需要根據(jù)壩體橫向接縫的有關(guān)規(guī)定進(jìn)行清坡處理。

5.壩基開挖

在開挖壩基以及岸坡的時候必須要遵守有關(guān)的施工標(biāo)準(zhǔn)，要符合有關(guān)的要求，要從上往下挖，先挖岸坡再挖河床，施工程序必須和導(dǎo)流方式協(xié)調(diào)起來。應(yīng)該盡量在填筑以前進(jìn)行，壩肩岸坡的開挖清理，對于水文氣象帶來的影響也必須要關(guān)注。壩基開挖獲得的土料用來進(jìn)行壩體填筑，要選擇合適的填筑位置，一邊進(jìn)行開挖一邊就地進(jìn)行填筑。要根據(jù)邊坡修正開挖的部位情況選擇相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。這里的岸坡可以看作是穩(wěn)定邊坡，采用對應(yīng)的方式來開挖與處理：如果是在其之上的，開挖的坡度最好是比較平緩的[3]。在地基處理以及混凝土截水墻的強(qiáng)度達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)以后就可以回填截水槽。如果要對基面以上進(jìn)行土料填筑的話，必須要現(xiàn)濕潤或晾曬黏性土壤壩基的表面，調(diào)整其含水率，之后進(jìn)行刨毛，完成這些工作以后才可以進(jìn)行第一層的鋪筑。如果出現(xiàn)斷層裂隙帶的話，對于清基范圍的破碎帶以及斷層都應(yīng)該進(jìn)行開挖處理，然后使用混凝土置換，并要求處理深度是破碎帶寬度的2倍，長度需要根據(jù)其抗?jié)B允許的水利梯度以及防滲板的設(shè)置情況來進(jìn)行計算。在基建面和它下游7m都要鋪設(shè)混凝土墊層，厚度是20cm，用于對基面進(jìn)行找平，保護(hù)基巖面以及防滲板，防滲層的上下部的墊層料以及過渡料的鋪筑寬度都要適當(dāng)加寬，避免地基被沖蝕或者受到管涌的影響。

6.壩面劃分

壩料填筑有3道工序，首先是鋪料，然后是灑水以及碾壓。其他的一些工作還有超徑處理、鋪設(shè)下游護(hù)坡等。為了保證施工的效率、安全以及秩序，通常都是進(jìn)行流水式的壩體填筑施工，需要將壩面分成多個工作面以及面積差不多的填筑塊。在每個填筑塊中分別進(jìn)行填筑作業(yè)，這樣整個工作面的工序就可以連貫起來。要根據(jù)壩體高程來確定工作面。如果是黏性土料的話就按照平行方向來劃分，防止形成平行的滲水通道。因?yàn)槭┕?dǎo)流的需要只能進(jìn)行縱向分段的話，對于其縱向接頭必須要處理成1∶3～1∶4的斜坡，對于縱向水流的接縫位置，壓實(shí)土料也需要選壓不少于0.5m，相互之間的接縫必須要錯開。

7.壩面鋪土壓實(shí)

進(jìn)行壩體填筑必須要符合導(dǎo)流度汛的需要，要考慮工期以及攔洪度汛要求，主要考慮施工導(dǎo)流、場地布置、施工工藝以及上壩道路等方面的需要，要經(jīng)過科學(xué)的論證，確定相應(yīng)的施工進(jìn)度計劃與措施。在土壩料運(yùn)送到填筑區(qū)域以后使用推土機(jī)進(jìn)行攤鋪和平整。鋪料可以采用進(jìn)占法，也就是運(yùn)料車輛行駛在新填筑的松料上向前進(jìn)行卸料然后整平。其優(yōu)點(diǎn)是整平比較容易，對于填筑厚度的控制也比較方便，重車以及其他車輛行駛都能夠有比較好的條件，能夠減輕車輛的磨損。使用大功率液壓推土機(jī)進(jìn)行鋪料，通過對于刀片的施壓對鋪料厚度進(jìn)行控制。對于墊料層的攤鋪也是使用自卸汽車以及推土機(jī)，攤鋪寬度由推土機(jī)刀片寬度決定，通常是3m。對墊層進(jìn)行攤鋪的時候上游邊線應(yīng)該在設(shè)計邊線外面10cm～15cm，之后通過修正以及碾壓使其達(dá)到設(shè)計邊線。要對筑壩材料質(zhì)量進(jìn)行控制，含泥量、級配以及巖性等都要達(dá)標(biāo)。如果直徑過大的在料場就要進(jìn)行處理，如果有上壩的材料不合格的就要清理出去。土料要均勻地攤鋪碾壓到指定厚度[4]。塑性心墻與斜墻在填筑時壩面應(yīng)向上游傾斜1%～2%的斜坡以便向下游排除雨水。均質(zhì)壩壩面可鋪成魚脊形，壩面不應(yīng)有起伏凹凸不平之處，以免雨后積水影響施工。土料壓實(shí)是壩面作業(yè)中最重要的工序之一，碾壓方向與壩軸線平行。機(jī)械分段碾壓時，兩臺振動碾的碾壓搭接長度為：順碾壓方向1m～1.5m垂直碾壓方向的搭接長度為30m～50m。當(dāng)用平碾壓實(shí)土料后，在鋪上層土之前應(yīng)進(jìn)行刨毛，用羊腳碾壓實(shí)土料，壓實(shí)中羊腳碾對表層土翻松、無需刨毛就能保證士料良好的層間結(jié)合。

8.結(jié)合部位的施工

壩體的防滲土料會和地基、岸坡或者其他建筑的邊界進(jìn)行結(jié)合，要根據(jù)施工方法、施工導(dǎo)流以及分層分段填筑的要求進(jìn)行施工，要對接坡、接縫進(jìn)行合理的設(shè)置，要運(yùn)用有效的技術(shù)對結(jié)合位置進(jìn)行處理，保證質(zhì)量。在壩體填筑中，層與層之間的分段接頭應(yīng)錯開一定距離，分段條帶應(yīng)與壩軸線平行布置，各分段之間不應(yīng)形成過大的高差。接坡坡比一般應(yīng)緩于1∶3。對于壩身與混凝土結(jié)構(gòu)物的連接，在靠近混凝土結(jié)構(gòu)物的部位不能采用大型機(jī)械壓實(shí)時，可采用小型機(jī)械夯或人工夯實(shí)。填土碾壓時，要注意混凝土結(jié)構(gòu)物兩側(cè)均需填料壓實(shí)，以免對其產(chǎn)生過大的側(cè)向壓力。

9.反濾層施工

反濾層的填筑方法大體可分為削坡體、擋板法及土和砂松坡接觸平起法3類。土、砂松坡接觸平起法能適應(yīng)機(jī)械化施工，填筑強(qiáng)度高，可做到防滲體、反濾料與壩殼料平起填筑、均衡施工而被廣泛采用。依防滲體土料和反濾層填筑的次序、搭接形式的不同可分為先土后砂法和先砂后土法。

10.墊層施工

墊層為堆石體坡面最上游部分，可用人工碎料或級配良好的砂礫料填筑。墊層須與其他堆石體平起施工，要求墊層坡面必須平整密實(shí)，坡面偏離設(shè)計坡面線最大不應(yīng)超過3cm～5cm，以避免面板厚薄不均，有利于面板應(yīng)力的分布。

11.土石壩壩體填筑施工關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用實(shí)踐分析

以某土石壩工程項(xiàng)目為例：

（1）施工人員首先測量了壩體的控制線，在正式開始施工前先進(jìn)行了準(zhǔn)備工作的實(shí)施，找出清基開挖線的位置，確保壩體和巖基能夠穩(wěn)定地結(jié)合。通過圖解法測得數(shù)據(jù)進(jìn)行開挖線的放樣，對于測定數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性要求不高，然后以此為基礎(chǔ)進(jìn)行放樣。需要先順著壩軸線進(jìn)行清基場地縱斷面的測量，然后繪制相應(yīng)的斷面圖，計算里程樁的中心填土高度以及橫斷面有關(guān)數(shù)據(jù)。根據(jù)這些測量數(shù)據(jù)就可以大致上確定其斷面。要對壩基范圍的雜物進(jìn)行清理，不只是要清除表層雜物，需要深度清理，清理的深度為0.3m～1m左右。如果壩體所處區(qū)域的地質(zhì)情況不一樣的話，必須要合理地控制清基工作。

（2）填筑施工方案。壩體填筑采用分區(qū)填筑施工程序進(jìn)行施工。壩基底部過渡料、反濾料填筑，基礎(chǔ)面較為平緩，自卸汽車直接將反濾料運(yùn)輸至工作面，后退法卸料，采用推土機(jī)平整，自行碾壓實(shí)。瀝青混凝土心墻上下游兩側(cè)的反濾層、過渡層，因鋪筑寬度較窄，填筑規(guī)格要求高，采用反鏟挖掘機(jī)平整，并進(jìn)行規(guī)格修正，自行碾壓。反濾層與過渡層同步施工。反濾料與瀝青混凝土心墻、壩體均衡上升。壩體填筑運(yùn)輸利用壩基開挖的施工道路，自卸汽車直接運(yùn)料至工作面，采用進(jìn)占法和后退法相結(jié)合的混合法卸料，推土機(jī)平整，拖式振動碾碾壓。

（3）在壩面鋪筑結(jié)束以后就需要對其進(jìn)行壓實(shí)，要沿著壩軸線方向進(jìn)行碾壓。要通過機(jī)械分段的方式進(jìn)行碾壓，振動碾壓塔的塔接長度必須要符合設(shè)計要求。在土料經(jīng)過碾壓以后還需要進(jìn)行刨毛，然后攤鋪上層土。如果是通過羊角碾進(jìn)行碾壓的話，表層土也不用刨毛就能夠確保土料層有效地結(jié)合。

12.結(jié)語

如今在施工中各種大型機(jī)械大量應(yīng)用，施工水平也在不斷提升，施工工藝更加先進(jìn)，也有了更加優(yōu)質(zhì)的筑壩材料，土石壩的用料范圍以及模式也變得更寬，不斷提高建設(shè)的效率，填筑強(qiáng)度也越來越高，施工的質(zhì)量也更有保障。