关键词：土石坝；填筑；质量
土石坝利用当地土、石材料修筑而成，具有取材方便、适应性强、施工简单、管理方便的特点，所以在世界上获得广泛应用。然而土石坝由松散土、石料填筑而成，对坝体稳定性、渗透性、抗冲刷性、沉降性等有特殊要求，而坝体填筑质量不仅取决于设计，还与填筑施工有着密切关系，因此本文对土石坝填筑施工技术与质量控制进行了分析。
1 土石坝填筑施工技术
1.1 主要坝型
土石坝是由碾压机具将土料分层压实而成，所以也称为碾压式土石坝。从坝体断面结构上可分为均质坝和非均质坝两大类。均质坝主要由一种透水性较弱的筑坝材料填筑而成，施工工艺简单，但坝坡缓、断面大、用料多，主要用于低、中坝。非均质坝体断面由不同材料组成，多用于高、中坝。根据采用的防渗结构，又分为土质防渗体分区坝和非土质防渗体坝。土质防渗体分区坝由土质防渗体及其他透水性材料构成，按照防渗体在断面的位置，又分为心墙坝和斜墙坝。非土质防渗体坝的防渗体由水泥混凝土、沥青混凝土、土工膜等构成，坝体其他部分为透水性较大的土石料，按照防渗体位置分为心墙坝和面板坝。下面主要讨论土质防渗体分区坝的填筑施工技术。
1.2 施工规划
土石坝填筑需要动用大量的资源，所以施工前必须做足规划。规划内容包括坝区布置和用料规划。坝区布置主要包括：筑坝材料的运输路线，大多采用环形线路；筑坝材料的加工、贮存、转运及弃料的堆放场地；生产、施工、管理相关设施及占用场地等。用料规划包括料场规划、料源规划、坝料使用规划等。料场规划主要根据坝料用量对料场的储量、位置、运距等进行规划，料源规划是从有利于开采、运输、质量管理等方面规划坝料开采点。坝料使用规划是根据施工强度、坝体填筑需求选择合适的用料时机与数量，例如用料高峰期间宜就近运料，上游易淹没料场应先用料等。
1.3 填筑流程
土石坝填筑一般采用分段流水作业方式，要求各工序紧密衔接，以利于提高施工效率。根据作业机械条件，坝面分为若干作业段或作业面，以便组织流水作业。主要施工流程为：测量放样→基面处理→卸料、摊铺→洒水、碾压→压实度检测→坝坡修整→转入下一循环。
1.4 基面处理
坝体填筑前需对基面进行处理，主要内容[1]包括：清除坝基与坝坡范围内的树木、杂草、钢筋头、临时混凝土衬护、灌浆废液积存物等；清除边坡松土、松散石块；原状土坝基开挖1m；清除岩基尖角；破碎岩层进行固结灌浆等。
1.5 施工试验
各地土石料特性千差万别，必须在现场施工条件下进行试验，才能确定满足设计要求的施工工艺和各种参数。根据《碾压式土石坝施工规范》（DL/T 5129-2001）第8.1.3条规定，施工试验应编制试验大纲和试验计划。试验大纲应包括试验目的、设计指标、试验参数、实施方法、试验结果等内容，其中实施方法包含试验准备、现场碾压试验、检测方法3个部分[2]。当所采用的坝料不符合填筑质量和进度要求时，应寻找替代坝料，其选择依据是原设计坝料的工程性质以及在坝体中所发挥的作用，并根据替代坝料的工程性质进行现场填筑试验[3]。
1.6 填筑施工
1.6.1 填筑方式
卸料和平料可以采用进占法、后退法和综合法。根据《碾压式土石坝施工规范》（DL/T 5129-2001）规定，防渗体应采用进占法卸料。坝壳砂砾料宜采用进占法卸料，但常规多采用后退法卸料[4]。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆反滤料采用“先砂后土”的平起填筑法。采用进占法时，自卸汽车应始终从坝面松土层进入卸料，并采用推土机铺成需要的厚度，这样可避免汽车驶入压实层引起超压。为了防止自卸汽车穿过反滤层时将反滤料带进防渗体内部，应在坝面设置专用路口，并需经常变换路口段位置，以免超压——超压路段需进行处理。
1.6.2 加水方式
坝料加水可在料场加，也可在自卸汽车中加，及在坝面上加，或几种方法综合应用。黏性土料主要在料场加水，而非黏性土料主要在坝面加水。这是因为非黏性土料容易在运输过程中脱水，压实前加水有利于保证压实质量。而黏性土料吸水有一个过程，料场加水有利于水分分布均匀，若在坝面加水应勤加、少加、匀加。
1.6.3 碾压方式
碾压指标、设备和参数应通过碾压试验确定。黏性土料和非黏性土料对指标特性的要求是不同的，前者压实作用主要用来克服粘结力，而后者压实作用用于克服坝料颗粒之间的内摩擦力。设备宜选择对各种坝料通用的型号，而吨位主要通过碾压试验确定，一般选择10～25t振动碾，再配套推土机和自卸汽车。碾压设备的开行方式有进退错距法和圈转套压法，一般情况下多采用进退错距法，有利于分段流水作业。
1.6.4 填筑工艺
填筑前用颜料设置沉降观测点标志，底基面设置铺料厚度控制桩，并在混凝土及岩石表面涂刷5mm浓黏土浆。测量土料含水率，超过最佳含水率1%以内采用推土机翻松晾晒，低于最佳含水率1～2%时采用洒水车喷水调整。先静碾2～4遍，测量层厚。再场外起振，正常后进入场内。前进后退全振法碾压4～8遍，测量沉降量。每一层施工完，开始上一层前，应对下层土进行刨毛处理。接触黏土应采用手扶振动碾压实。分段碾压时，交接带搭接宽度垂直方向不少于0.5m，顺碾方向不少于1m。防渗体与反滤料之间平起填筑，跨缝碾压。
2 土石坝填筑质量控制
2.1 坝料控制
坝料开采装运前必须检测合格，包括坝料粒度、级配、含水率、含泥量、超径比例等指标必须达到要求，严禁不合格料上坝。为避免粗料集中，装车前应进行翻拌。
2.2 碾压控制
碾压前后采用水准仪或全站仪定点观测沉降量，并以此控制每层厚度。砂砾料平料时应剔除超径颗粒。碾压过程中根据含水率进行坝面补水，并安排专人控制加水时机和加水量。严格控制碾压行走路线、行走速度、碾压遍数和错距宽度。加强结合面和边界处理。边界处理时除应严格遵守同步平起上升填筑以外，局部小断面回填时应由人工配合机械操作，并注意线型控制。铺垫层料、过渡料时应采用机械粗平、人工精平的方法，以控制层面平整度。
2.3 雨季施工控制
通常，预计雨量不超过5mm时仍可继续填筑，但应随铺随压，以免土料含水率超标。预计雨量超过5mm必须立即停止坝料上坝，并将已铺坝料快速碾压。为了便于排水，坝面应向上下游方向倾斜，倾斜坡度控制在2%左右，并在坝坡附近筑起临时土梗，引水至临时排水沟内。同时撤出全部机械。雨后立即抽排水，放晴后检查坝面含水率，用推土机刨除不合格土层后再复工。
3 结语
随着筑坝技术的发展，各种新颖坝型也不断涌现，然而土石坝作为一种古老坝型仍以其不可替代的优势（就地取材、施工方便、造价较低等），生命力不减，而且随着土石方机械的大量使用及筑坝工艺水平的提升，施工效率和质量都明显改善，因此土石坝发展前景依然广阔，值得水利工程人员用心钻研。
参考文献：
[1] 陈克忠. 大化水电站扩建工程土石坝填筑施工技术[J]. 红水河，2014，33（5）：21-25.
[2] 王康志，章宏萍. 土石坝填筑材料现场碾压试验大纲[J]. 云南水力发电，2016，32（3）：24-26，38.
[3] 彭明，赵鹏. 罗赛雷斯土石坝填筑料物的替代方法[J]. 四川水力发电，2015，34（6）：32-35.
[4] 钟昌龙，王东. 泄洪闸标段土石坝填筑施工[J]. 水电与新能源，2013（S2）：51-52.
论文作者:梁振明
论文发表刊物:《北方建筑》2016年12月第36期
论文发表时间:2017/3/31
标签：土石论文; 卸料论文; 料场论文; 防渗论文; 加水论文; 黏性论文; 土质论文; 《北方建筑》2016年12月第36期论文;