水利水电工程土石坝施工

祁琳浩

（新疆兵建集团第八建筑安装工程公司，新疆 乌鲁木齐 830000）

水利水电工程土石坝施工

祁琳浩

（新疆兵建集团第八建筑安装工程公司，新疆 乌鲁木齐 830000）

本文主要讲述水利水电工程土石坝施工的过程，料场的规划，填筑过程压实度的控制标准，最终取得一个既能保证实体质量，又满足经济效益的成果。

水利；水电；水工建筑物；土石坝；施工

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。施工前，应配合施工组织设计，对各类料场作进一步的勘探和总体规划、分期开采计划。使各种坝料有计划、有次序地开采出来，以满足坝体施工的要求。

选用料场的物理性质，应满足坝体设计施工质量要求，勘探中的可供开采量不少于设计需要量的2倍。在储量集中繁荣主要料区，布置大型开采设备，避免经常性的转移；保留一定的备用料场的近料场，作为坝体合龙以及抢筑拦洪高程用。在料场的使用时间及程序上，应考虑施工期河水位的变化及施工导流使上游水位抬高的影响。供料规划上要近料、上游易淹料先用；远料，下游不淹料后用。含水量高料场夏季用；含水量低料场雨季用。施工强度高时利用近料，强度低时利用远料，平衡运输强度，避免窝工。对料场高程与相应的填筑部位，应选择恰当，布置合理，有利于重车下坡。作到就近取料，低料低用，高料高用；避免上下游料过坝的交叉运输，减少干扰。

充分合理地利用开挖弃渣料，对降低工程造价和保证施工质量具有重要的意义。作到弃渣无隐患，不影响环保。在料场规划中应考虑到挖、填各种坝料的综合平衡，作好土石方的调度规划，合理用料。减少料物堆存、倒运，作好料场的防洪、排水、防止料物污染和分离。不占或少占农业耕地，作到占地还地、占田还田。

总之，在料场的规划和开采，考虑的因素很多而且又很灵活。对拟定的规划、供料方案，在施工中不合适的即使进进行行调整，以取得最佳的技术经济效果。

2 土石料开挖运输

土石坝施工中，从料场的开挖、运输，到坝面的平料和压实等各项工序，都可由互相配套的工程机械来完成，构成“一条龙”式的施工工艺流程，即综合机械化施工。在大中型土石坝，尤其在高土石坝中，实现综合机械化施工，对提高施工技术水平，加快土石坝工程建设速度方面有着十分重要的意义。

2.1 开挖

开挖分为立面开挖、平面开挖。

2.2 运输

坝料的运输，是保证上坝强度的重要环节之一。运输方案，主要具坝体结构布置特点、坝料性质、填筑强度、料场特性、运距远近、可供选择的机械型号等多种因素，综合分析比较确定。土石坝施工中开挖运输方案主要有以下几种。

正向铲开挖，自卸汽车运输上坝；正向铲开挖、胶带机运输；斗轮式挖掘机开挖，胶带机运输，转自卸汽车上坝；采砂船开挖，有轨机车运输，转胶带机（或自卸汽车）上坝。

3 土料压实

土石料的压实，是土石坝施工质量的关键。维持土石坝自身稳定的土料内部主力（粘结力和摩擦力）、土料的防渗性能等，都是随土料密实度的增加而提高。

3.1 土料压实特性

土料压实特性，与土料自身的性质，颗粒组成情况、级配特点、含水量大小以及压实功能等有关。对于粘性土和非粘性土的压实有显著的差别。一般粘性土的粘结力较大，摩擦力较小，具有较大的压缩性，但由于它的透水性小，排水困难，压缩过程慢，所以很难达到固结压实。而非粘性土则相反，它的粘结力小，摩擦力大，具有较小的压缩性，但由于它的透水性大，排水容易，压缩过程快，能很快达到压实。

上料颗粒粗细作成也影响压实效果。颗粒愈细，空隙比就愈大，所以含水量矿物分散度愈大，就愈不容易压实。所以粘性土的压实干表观密度低于非粘性土的压实干表观密度。颗粒不均匀的砂砾料，比颗粒均匀的细砂可能达到的干干表观密度要大一些。土料的含水量是影响压实效果的重要因素之一。用原南京水利实验处击实仪（南实仪）对粘性土的击实试验，得到一组击实次数、干表观密度与含水量的关系曲线。

非粘性土料的透水性大，排水容易，压实过程快，能够很快达到压实，不存在最优含水量，含水量不做专门控制。这是非粘性土料与粘性土料压特性的根本区别。压实功能大小，也影响着土料干表观密度的大小，击实次数增加，干表观密度也随之增大而最优含水量则随之减小。说明同一种土料的最优含水量和最大干表观密度并不是一个恒定值，而是随压实功能的不同而异。

一般来说，增加压实功能可增加干表观密度，这种特性，对于含水量较低（小于最优含水量）的土料比对于含水量较高（大于最优含水量）的土料更为显著。

3.2 土石料的压实标准

土料压实得越好，物理力学性能指标就越高，坝体填筑质量就越有保证。但土料的过分压实，不仅提高了压实费用，而且会产生剪力破坏，反而达不到应有的技术经济效果。可见对坝料的压实应有一定的标准，由于坝料性质不同，因而压实的标准也各异。

4 坝体填筑

土石坝填筑必须严密组织，保证各工序的衔接，通常采用分段流水作业。分段流水作业，是根据施工工序数目，将坝面分段，组织各工种的专业队伍，依次进入各工段施工。进行流水作业，有利于施工队伍技术水平的提高，保证施工过程中人、地和机具的充分利用，避免施工干扰，有利于坝面连续有序的施工。

4.1 卸料及平料

通常采用自卸汽车、卸料，由推土机平铺成要求的厚度。为配合碾压施工，防渗体土料铺筑应平行于坝轴线方向进行。

4.2 碾压方法

坝面的填筑压实，应按一定的次序进行，避免发生漏压与超压。防渗体土料的碾压方向，应平行坝轴线方向进行，不得垂直于坝轴线方向碾压，避免局部漏压形成横穿坝体的集中渗流带。碾压机械行驶的行与行之间必须重叠20～30cm左右，以免产生漏压。此外，坝料分区之间的边界也容易成为漏压的薄弱带，必须特别注意要互相重叠碾压。羊脚碾、气胎碾可采用进退错距法或转圈套压法两种。

5 雨季施工

土石坝防渗体土料，在雨季施工总的原则是“避开、适应和保护”。一般情况下应尽量避免在雨季进行土料施工；选择对含水量不敏感的非粘性土料适应雨季施工，争取小雨日施工，以增加施工天数；运输道路也是雨季施工的关键之一。一般的泥结碎石路面，当遇雨水侵泡时，路面容易破坏，即使天晴坝面可复工，但因道路影响了运输而不能即时复工，不少工程有过此教训。所以应加强雨季路面维护和排水措施，在多雨地区的主要运输道路，可考虑采用砼路面。

6 冬季施工

寒冷地区，当日平均气温低于0°C时，粘性土料按低温季节施工。日平均气温低于-10°C时，一般不宜填筑土料。冬季施工的主要问题在于；土的冻结使土体强度增高，不易压实；而冻土的融化却使土体的强度和土坡的强度和土坡的稳定性降低；处理不好，将使土体产生渗漏或塑流滑动。

7 结束语

随着大型高效机具的采用，坝体防渗结构和材料的改进，施工人数的大量减少，施工工期的进一步缩短以及施工费用的显著降低等，土石坝的发展前景极为广阔。土石坝不仅在当今国内外中低坝广泛采用，而且兴建的高土石坝也越来越多。砼面板堆石坝的经济性和快速施工，已成为坝工建设中具有很强竞争力的一种新坝性，更是使土石坝“锦上添花”。土石坝的多重优越性以使其在当今的水利水电项目中站稳了脚跟，已被社会所公认。

[1]郭宗彦.多建土石坝加快我国水利水电建设[J].水利水电技术，1986-07-30.