土工格栅在砾石土心墙坝中的应用

邢新元，刘汉祥

（葛洲坝集团西北分公司，湖北 宜昌 443000）

1 工程概况

瀑布沟水电站大坝为砾石土心墙堆石坝，由心墙防渗料区、上下游反滤料区、上下游过渡料区、上下游堆石料区和上下游护坡块石料区等组成。坝高186 m，因抗震设防需要，在大坝上、下游坝壳810 m高程以上铺设若干层土工格栅，土工格栅铺设分层厚度为200 cm左右。土工格栅铺设水平最大长度30 m，斜向长度1.5 m，铺设区域为堆石料、过渡料（不埋入反滤料区域）范围，坝体上部土工格栅水平长度按土工格栅布置于堆石料、过渡料区长度确定。

2 土工格栅技术指标及要求

1）土工格栅采用双向抗拉型土工格栅，每幅格栅内的网眼边长为120～150 mm；纵向（主拉力向）极限抗拉强度，每延米纵向拉伸屈服力150 kN；纵向伸长率为2%时，其每延米抗拉力应不小于85 kN；横向极限抗拉强度，每延米横向拉伸屈服力150 kN；栅横向伸长率为2%时，其每延米抗拉力应不小于85 kN；纵向屈服伸长率不大于8%，横向屈服伸长率不大于8%。

2）土工格栅要求在纵、横两个方向均具有一定强度和抗变形的整体性；抗紫外线能力、化学稳定性和生物稳定性等应满足相关规程规范的要求。同时，埋设在强度较高的硬质堆石体内，要求材料具备较高的抗折、抗冲击能力，土工格栅在堆石的撞击和碾压机具的冲击作用下不会产生断裂，并保持原有的强度和延伸率。

3）为增强格栅对回填料的嵌锁，提高坝体抗蠕变能力，采用单根格栅肋带极限抗拉强度较高，确保格栅纵、横向有较大的孔径。

3 土工格栅施工方法

3.1 土工格栅施工工艺流程

材料抽检→铺设面整平→测量放样→人工铺设土工格栅、搭接、绑扎、固定→土工格栅验收→坝体填筑、碾压→填筑质量检验→下一循环。

3.2 土工格栅施工

1）材料抽检。检测土工格栅的物理、力学性能等，每批次或每5～8 t抽检1组。材料抽检结果见表1。

表1 材料抽检结果表

2）铺设面整平。土工格栅铺设在上一填筑层碾压施工结束后，随机检测并保证坝体填筑料相对密度、干密度满足设计要求。铺设面压实平整，不能有坚硬凸出和尖锐物存在，施工时先在土工格栅坝基石面上铺填一层2～5 cm碎石垫层，并静碾压实。

3）测量放样。按照设计图纸，采用全站仪放出土工格栅的铺设范围。

4）土工格栅铺设。将主受力方向与坝轴线正交，横向平行坝轴线，即按上下游方向，从外侧向内侧进行铺设，长度必须符合设计图纸的要求。土工格栅平铺、拉直，不能有褶皱，尽量张紧，不得重叠，不得卷曲、扭结。土工格栅的连接采用绑扎，搭接宽度15 cm，每隔15 cm有一个绑扎点，受力方向至少两个绑扎点，土工格栅要求搭接紧密并绑扎牢固，绑扎材料由厂家提供。连接工作由经过技术培训的专业人员负责进行施工，多层铺设时，上下层搭接要错缝布置。为防止土工格栅在碾压时产生滑动，采用锚钉将土工格栅进行固定，锚钉位置根据现场实际情况随即布置。土工格栅铺设完成后，局部不平整部位采用细料找平。格栅铺设好后要及时进行覆盖，避免长期暴晒，土工格栅暴露不得超过2 d。

5）土工格栅验收。土工格栅质量检验内容包括土工格栅的长度、宽度、平展度、连接方式、外观质量情况等。土工格栅的长度、宽度通过全站仪或卷尺直接进行测量；连接方式、平展度、外观质量通过肉眼查看，及时进行现场整改，确保土工格栅铺设质量。施工过程中遭受损坏的土工格栅，要及时按监理工程师的指示进行修理或更换。

6）坝体填筑、碾压。土工格栅的铺设与坝体填筑同步进行。考虑到土工格栅的铺设与坝体填筑相互影响，为不影响坝体填筑的施工进度，将上下游填筑区分别分为左中右3个区域，土工格栅每铺设完成1个区域后，马上进行验收，验收合格后马上进行填筑、碾压。

填筑料中的块体的最大块径，以不超过分层厚度的2/3为宜。当格栅铺好后，在格栅上再铺填一层2～5 cm碎石垫层，经静碾压实后方可填筑石料。为避免因填筑料摊铺导致土工格栅发生滑动或产生褶皱，推土机推料的行进方向要和土工格栅的铺设方向一致，即向上下游方向推料。

7）填筑质量检验。第一层土工格栅铺设后填筑质量检测加密干密度检测点，以后就按正常情况进行检测。干密度检测点要相互错开，随机选定，干密度必须满足坝体填筑的指标。

8）下一循环。填筑质量检验合格后，再进行下一循环的土工格栅铺设施工。

3.3 特殊部位处理

1）打折部位处理。为了实际操作施工方便，原设计坝坡处1.5 m的打折部位可根据现场实际施工情况进行调整，打折点可适当向坝体内侧移动，弯折幅度可适当减小，格栅与填筑面成自然角，固定后再在其上砌筑干砌石。

2）测斜管部位处理。每一层土工格栅铺设时，先对测斜管周围进行铺设，铺设范围为纵横两个幅宽，土工格栅铺设好后再在测斜管周围堆细料进行保护，然后再按正常的铺设顺序进行铺设，铺设到测斜管周围时再与先铺设的土工格栅进行搭接。