均质土大坝施工技术研究与应用

王慧 姚森

摘要：随着水利事业的发展，水库病害事故的日益增多，为减少均质土水库大坝渗漏问题的发生，提高水库工程的质量及运营安全，做好施工技术工作非常重要，通过分析大坝填筑施工工艺和填筑技术，对于均质土坝施工经常出现的问题提出针对性的解决措施和管理方法，有效促进均质土坝工程高效、高质量地开展。

关键词：均质土坝;工艺流程;关键技术

均质土坝是国内最早用于筑坝的坝型之一，虽然近年来堆石坝、混凝土坝等发展迅速且数量居多，但均质土坝以其因地制宜、筑坝成本低、机械化程度高、施工速度快等优势，仍占有一席之地，目前在中、低型坝中应用还较多。施工中，土料含水率控制、土料摊铺及碾压、坝坡施工、岸坡处理、雨季施工等是大坝填筑的主要环节，是施工质量控制的关键点。

一、大坝坝体填筑工艺流程

（一）施工工序

均质土坝填筑施工主要包括取土场土方开挖、坝体土方回填、下游反滤层回填、坝坡刷坡。坝体土方回填与下游反滤层回填同时进行，坝体土方回填和反滤层回填施工前坝基需碾压合格并验收后方可开始施工。坝坡刷坡在坝体回填过程中同步进行。

（二）流水段划分

坝体回填施工时可将整个坝基面沿平行于坝轴线方向划分为面积大致相等的区域，回填施工过程中采用分区方式进行回填施工，分区作业不同工序同时施工，拟定一区域进行土料摊铺，二区域进行土料碾压，三区域进行取样检测，四区域等待检测结果并对不合格部位补压处理。各区域施工同时进行，互不干扰，提高施工效率。

（三）便道设置

场内施工道路根据坝址区地形及地质条件、坝料来源及分布、不同性质坝料的填筑部位及高程、坝体防洪度汛及蓄水规划、料源开挖道路等因素统筹规划上坝运输线路的层次和线路布置。随着坝体填筑高程的增加，本着经济高效的原则，施工便道也应相应改变，回填施工过程中场内施工道路应统筹协调安排，使各期上坝道路能衔接使用。运输道路应尽量采用環形线路，减少平面交叉，交叉路口、急弯、陡坡处应设置安全防护设施及标识。

二、均质土坝填筑关键技术控制要点

（一）土料技术控制指标

土料技术控制指标主要有：黏粒含量、塑性指数、渗透系数、有机质含量、水溶盐含量、天然含水率、pH值等;坝体填筑控制指标主要有：填筑干密度或压实度、土料含水率。坝体填筑前应确保料场土料的各项指标均能满足设计规范要求。

（二）土料含水率控制

一般情况下土料天然含水率不会恰好符合填筑含水率要求，需对土料含水率进行调整。若天然含水率偏高，需进行翻晒;若天然含水率偏低，需进行补水。两种不同含水率的调整方式均应提前在土料场进行，一般在坝体填筑前3～6个月施行。

对于土料翻晒，主要采用挖掘机、推土机等机械提前开采、晾晒、堆放，填筑时再装运至坝面。一般应在天气晴朗的白天进行，夜间施工效果不佳，阴雨天应停止作业，必要时对堆存土料进行覆盖，防止雨水渗入。

对天然含水率较低的土料补水，主要采取在土料场浸水的方式，采用挖掘机、推土机等机械将土料场表层堆筑成50cm左右高的土埂，形成若干畦块，分次向畦块内灌水，一般情况下可浸水至20m深。更深处浸水困难时，可在畦块内用钻机钻孔，以加快土料浸水速度，使其达到一定浸水深度。

另外，在坝面回填施工过程中，尤其在铺筑新土料前对部分坝面过干的部位应进行洒水处理，使上下结合面能更好的粘结。

（三）土料摊铺碾压

坝体回填前应先进行生产性试验，提前确定大坝回填的各项施工参数（机械型号、铺料厚度、碾压遍数、行走速率等）。坝体填筑要遵循由低到高依次进行的原则，铺设土料的进程要与坝轴线平行，而且在卸料过程中采用进占法施工，杜绝满载车辆在压实后的坝面行驶，避免压实坝面剪切损坏。每层摊铺前应采用洒水车适量均匀补水，使上下土层结合面粘接牢固。土层碾压建议采用凸块振动碾进退错距法碾压，需先用推土机整平，然后碾压。碾压应严格按照碾压试验参数进行，碾压过程中应指派管理人员严格监督。每一层碾压完成后立即进行取样检测压实度，对压实度达不到设计要求的部位应使用压路机进行补压，补压完成后继续取样检测，直至压实度满足设计要求后方可进行下一层回填。

（四）左右岸坡结合处处理

坝面回填土与左右岸坡、冲沟等结合处压路机无法到位的地方，先用挖掘机进行清表、平整，然后采用液压平板振动夯进行专项夯实，确保压实度需满足设计要求。

（五）上下游坝坡刷坡

每层土方回填比上下游设计边线超填50cm宽，确保压路机能碾压到设计边线位置，使坝面压实度满足设计要求。大坝回填每填高2m（可根据挖掘机臂长进行适当调整）进行一次上下游边线刷坡，避免回填过高后挖机臂长够不到坡面底部。刷坡使用的挖掘机斗齿上需焊接至少2cm厚钢板，确保刷出的坡面平整顺直，提高刷坡效率，保证一次成型合格率。

（六）反滤层施工

反滤层的作用是滤土排水，要求既能防止坝体或坝基的被保护土随渗流水析出，而且保证渗透水的顺畅排水，使坝体和坝基渗透能量得以释放，以达到排水减压的效果。对于排水反滤设施的填筑质量控制也应从原材料、施工工艺、结果检测等方面予以控制。反滤料碾压完成后及时检测相对密度及颗粒级配，确保满足设计要求后方可进行下一层填筑施工。

（七）雨期施工

雨季填筑要利于坝面雨水的及时排出，防局部积水。雨期施工要及时关注天气状况，要在雨前终止向坝面运输土料，并尽快将坝面土料摊铺碾压完成，采用光轮压路机将坝面进行迅速封面处理，从而避免雨水向坝面渗透。雨后应及时清理坝面积水，待坝面晾晒满足土料含水率要求后对坝面进行刨毛，再重新进行碾压施工。

结束语

上述几个施工要点是均质土坝填筑的核心，所用施工方法都是工程实践过程中总结出来的经验技术，要做好均质土坝填筑施工技术及质量管理工作非常重要，做好每一道工序，抓好每一个环节，便能有效保证坝体填筑质量。

参考文献

[1]梁满洋，均质土坝填筑施工的技术要点及管理方法研究，广东科技2014.1.第二期。

[2]焦阳太，均质土坝填筑关键点施工控制技术，施工技术2012年12月第40卷增刊。