水利水电工程中土石坝施工技术探讨

李子辉

（广西斌豪建设发展有限公司，广西 南宁 530001）

土石坝在坝工建设中有着悠久的历史，随着社会的发展和科学技术的进步，土石坝以全新的观念和技术跃居坝工建设的榜首。因土石坝的施工所用材料一般采用就地开采，同时在施工中充分利用各种开挖料，包括当地土料、石料或混合料，土石坝的施工即是将这些材料经过抛填、辗压等方法堆筑成的挡水坝，故土石坝又称作当地材料坝，对于坝体材料以土和砂砾为主时，称土坝；以石渣、卵石、爆破石料为主时，称堆石坝；当两类当地材料均占相当比例时，称土石混合坝。

根据不同的施工方法可以将土石坝分成以下几种类型，分别是：碾压式土石坝、冲填式土石坝、定向爆破土石坝以及水中填土土石坝等等。碾压式土石坝由于其对于基础的要求不高并且能够适应基础变形的优点，是施工中最常用的坝型。根据坝的高度可以将土石坝分成低坝、中坝以及高坝三种类型。但是高筑的方法是近代渐渐崛起的。根据土料在坝体中的分配与防渗体的材料又可以分为均质坝、土质心墙坝、土质斜墙坝以及人工材料心墙坝等多种类型。

1 土石坝的优点及缺点分析

1.1 土石坝的优点

土石坝工程都是就近取材或者就地取材，大大节省了钢材、水泥和木材等建筑材料，减少了运输费用，减少了工程的成本。

土石坝结构简单，建成以后维修比较简单，在原有的坝建基础上进行加高和扩建比较容易进行。

由于土石坝的坝身是土石散粒结构，它适应变形的特点非常突出，因此在选择搭建坝基时，对低级的要求很低。

土石坝的施工还有技术简单，工序少，组合机械能很快施工的优点。

1.2 土石坝的缺点

对于排洪方面由于坝顶不能溢洪，一般要另外设计溢洪道。

由于土石坝的材料很大一部分都是黏性的土料，因此它的填筑会因气候的变化而受到影响。散粒结构的坝身容易导致坝体沉陷和不均匀沉陷。

2 土石坝施工技术探讨

2.1 料场规划

土石坝施工中，料场的合理规划和使用，是土石坝施工中的关键技术之一，它不仅关系到坝体的施工质量、工期和工程造价，甚至还会影响到周围的农林业生产。

空间规划。系指对料场位置、高程的恰当选择，合理布置。时间规划，是要考虑施工强度和坝体填筑部位的变化。质与量的规划，应对地质成因、产状、埋深、储量以及各种物理力学指标进行全面勘探和试验。不仅应使料场的总储量满足坝体总方量的要求，而且应满足施工各个阶段最大上坝强度的要求。料尽其用，充分利用永久和临时建筑物基础开挖碴料。

2.2 土石料加工与运输

清除表层及不合格料后的上山料场的土料均可上坝填筑，但由于粘土颗粒小,比表面积大，亲水性强，水对土料工程性能影响大,填筑压实有最佳状态的最优含水率问题,鉴于有此特点，要求对土料的含水率进行控制，必要时按规范进行水份调节处理，保证在填筑压实时含水率在最优含水率±2%左右为合格料。调整土料含水量有两种方法：第一，降低土料含水量的方法有挖装运卸中的自然蒸发、翻晒、掺料、烘烤等方法。第二，提高土料含水量的方法有在料场加水，料堆加水，在开挖、装料、运输过程中加水。砾土中超径石含量不多时，常用装耙的堆土机先在料场中初步清除，然后在坝体填筑面上进行填筑平整时再作进一步清除；当超径石的含量较多时，可用料斗加设蓖条筛(格筛)或其他简单筛分装置加以筛除，还可采用从高坡下料，造成粗细分离的方法清除粗粒径。粗粒径较大的过渡料宜直接采用控制爆破技术开采，对于较细的、质量要求高的反滤料，垫层料则可用破碎、筛分、掺和工艺加工。

在土石坝的施工过程中，从料场开挖开始到运输等一整个环节的各个工序，都可以由一个互相配套的程序来机械性的完成。这样就可以形成一个完整的施工流程，也就是综合性的机械化施工流程。尤其是对于那些大型的土石坝工程中实现综合机械化的施工，就可以更好的提高施工水平和技术，有效的提高土石坝工程的建设速度。

2.3 填筑施工

土石坝坝面作业施工程序包括铺料、摊铺、洒水、压实、质检等工作。坝面作业，工作面狭窄，工种多，工序多，机械设备多，施工时需有妥善的施工组织规划。为避免坝面施工中的干扰，延误施工进度，土石坝坝面作业宜采用流水作业施工。流水作业施工组织应先按施工工序数目对坝面分段，然后组织相应专业施工队依次进入各工段施工。

在施工中一般来说都是采用平起填筑施工的方法。这种方法的好处就是可以有效的减少接缝、削坡等工序，有效的保证了填筑质量；第二就是保证了有尽可能大的碓石的填筑面，这样有利于大型的机械进行施工；第三就是有利于在继续填筑的时候布置到防渗区的道路中；有利于减少料届的偏差以及相邻料的平起填筑的时候的跨缝碾压等。

土石坝分层强夯填筑时，应控制每层土石填筑厚度，在10m～20m之间;采用大能量的夯击动力预压，以提高土石料的密度，消除土石料的变形；分层铺筑分层夯实，在夯击后的土石层中填筑新的土石层，再进行新的夯击，直至达到坝体需要的高度。控制每层土石填筑厚度与采用夯击动力的能量，使坝体密度、坝料的强度和模量显著提高，施工工程量和工程造价大大降低，使土石料的密度达到最大，填筑完成后坝体的沉降明显减少。

2.4 结合部位施工

土石坝施工中，坝体的防渗土料不可避免地与地基、岸坡、周围其他建筑的边界相结合：由于施工导流、施工方法、分期分段分层填筑等的要求，还必须设置纵横向的接坡、接缝。这些结合部位会影响到整个坝体的整体性以及质量，因为接坡以及接缝如果过多的话，还会对整个坝体的填筑强度产生影响，尤其是影响到机械化的施工。所以对于施工所以说对于坝体的结合部位的施工，一定要采取合理并且可靠的技术措施，同时还要加强对质量的控制和管理，一定要确保坝体的质量能够符合预先的设计要求。

2.5 反滤层的施工

反滤层的填筑方法，大体可分为削坡体、档板法及土、砂松坡接触平起法三类。土、砂松坡接触平起法能适应机械化施工，填筑强度高，可做到防渗体、反滤料与坝壳料平起填筑，均衡施工，被广泛采用。根据防渗体土料和反滤层填筑的次序，搭接形式的不同，可分为先土后砂法和先砂后土法。

无论是先砂后土法或先土后砂法，土砂之间必然出现犬牙交错的现象。反滤料的设计厚度，不应将犬牙厚度在内，不允许过多削弱防渗体的有效断面，反滤料一般不应伸人心墙内，犬牙大小由各种材料的休止角所决定，且犬牙交错带不得大于其每层铺土厚度的 1.5～2 倍。

在近几年来，由于土石坝在经济以及施工上的优越性和速度上的便捷，都让其再建设工程中受到越来越多的重视，具有了更强的竞争力。土石坝的施工技术对于土石坝的建设有着重要的意义，正确选择施工方法与良好的控制施工质量对于土石坝的稳定性起着非常大的作用，因此在实际施工中，要注意从科学的角度合理的分析施工的工期，制定好施工计划，严格按照计划按期完成目标，使各种材料以及施工都人员能够得到充分的发挥，相互配合，使土石坝建设工程日趋完善。

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