某水庫粘土心墻填筑施工分析

于付川

(中國水利水電第六工程局有限公司,遼寧丹東 118000)

某水庫粘土心墻填筑施工分析

于付川

(中國水利水電第六工程局有限公司,遼寧丹東 118000)

粘土心墻壩是水利工程中較常見一種防滲型式，主要優點是充分利用當地的天然建筑材料，成本低，適應地基變形能力強。粘土心墻是粘土心墻壩的防滲體，是壩體施工的重點。

水庫 大壩 心墻 施工

1 引言

某水庫主壩為粘土心墻砂礫石壩，壩長735.63m，壩頂高程96.29m，最大壩高42.79m。主壩防滲體采用粘土心墻，頂寬4.0m，心墻兩側邊坡為1:0.15，在粘土心墻底部設有2m厚混凝土灌漿蓋板，心墻上下游兩側為2m厚的反慮料，反慮料兩側的壩殼系由砂礫料填筑。

2 填筑工藝

粘土心墻填筑一般分為“先土后砂”和“先砂后土”兩種方法，相比較而言，“先砂后土”法更有利于保證心墻兩側的碾壓質量，因為粘土碾壓時，如兩側不受限制的話，就會出現粘土向上下游兩側擴散現象，導致兩側粘土碾壓質量無法保證，且會出現兩側土面低中間高的現象。因此本工程采用“先砂后土法”，即先填筑上下游兩側的反慮料，然后填筑粘土及部分壩殼料，盡量保持平起填筑，跨縫進行碾壓。

2.1 施工工藝流程

施工準備→心墻土料制備→基面驗收→反濾料鋪設→第一層粘土施工→壩殼料上料→反濾料及壩殼料碾壓(騎縫碾壓)→下一層施工。

2.2 操作要點

2.2.1 施工準備

粘土心墻施工前，需進行心墻土料的料場復查及制備，并進行碾壓試驗，確定最優含水量、鋪設厚度、碾壓遍數等主要參數。

2.2.2 心墻土料制備

根據料場復查結果進行土料的制備，制備場地易選擇在填筑區附近，場地開闊，水電方便，且交通便利。

本工程粘土料的制備方法根據料場復查結果，可分為以下兩種：(1)天然含水量正好為最優含水率范圍，可直接采用挖掘機挖裝，自卸車運至壩面進行填筑。(2)天然含水量大于最優含水量，可采用平面分層翻松晾曬，降低含水量至最優含水量+1%以內后，再運至壩面進行填筑。

2.2.3 施工過程

(1)心墻土料施工前，基面需驗收合格。本工程粘土心墻坐在混凝土灌漿蓋板上，在填筑之前，先將混凝土面處理成毛面，并沖洗干凈。(2)反濾料填筑施工。采用先砂后土法施工，先鋪設心墻兩側的反濾料，采用裝載機在篩分場裝車、20t自卸車運輸至壩面倒卸在指定邊線內，再采用裝載機、反鏟配合人工按設計尺寸鋪設。保證反慮料最小寬度不小于設計反濾層厚度。反慮料鋪好之后，先不碾壓。(3)粘土填筑施工。粘土心墻料采用反鏟在料場挖裝、20自卸車運輸。鋪填作業從最低處開始，水平上升，進占法鋪料。平料采用160型推土機配合人工進行平整，碾壓采用自行式凸塊振動碾進退錯距法碾壓，碾跡搭接寬度不小于0.3m，順碾壓方向碾壓搭接不小于1.5m。碾壓行走速度為I擋（不大于3km/h），振動頻率為最大值（不小于20Hz）。(4)每層粘土碾壓完之后，試驗人員采用環刀法現場進行取樣檢測，壓實度滿足設計要求后方可進行下一層填筑。(5)粘土碾壓的同時，兩側反慮料及壩殼料也進行碾壓。(6)夏季高溫時段碾壓完的心墻頂面均會出現少量干土層，鋪土前適當灑水濕潤即可，確保粘土層之間結合良好。

2.3 粘土心墻接縫部位及岸坡部位施工

心墻分段施工接縫部位、心墻與混凝土接觸部位、心墻與岸坡接觸部位是心墻的薄弱部位，可以說是粘土心墻壩的重中之重。

2.3.1 第一層粘土與混凝土灌漿蓋板接觸部位填筑

先將混凝土處理成毛面，沖洗干凈。粘土鋪設前，先灑水濕潤，使混凝土處于面干飽和狀態，然后邊涂刷攪拌均勻的濃泥漿、邊鋪土，泥漿涂刷速度與鋪料速度相同，涂完均勻涂完泥漿后，立即鋪土覆蓋，如因其特殊情況出現，導致涂刷完的泥漿未及時覆蓋出現干涸現象，需將干涸的泥漿清理干凈并對混凝土面灑水濕潤并涂刷泥漿。泥漿土與水質量比為1：2.5，制備時需提前一天將粘性土進行浸泡。

與灌漿蓋板接觸部位第一層鋪土厚度控制在20～30cm，粘土含水率控制在大于最優含水率1%～3%，并用輕型碾壓機械碾壓，厚度在填筑兩層后，用選定的壓實機具和碾壓參數正常壓實。

2.3.2 粘土心墻接縫部位施工

本工程采取分期截流，因此壩體填筑分兩段進行。壩體接縫部位粘土心墻填筑時，需將已填筑心墻消坡，削坡作業隨著壩體填筑每層填筑高度陸續進行，坡比為1:3，對消坡部位進行取樣檢測合格后進行刨毛、涂刷濃泥漿并鋪土、碾壓。接縫部位碾壓時，振動碾順坡向上碾壓至適當超過鋪土土面，確保接縫部位沒有漏壓。

2.3.3 粘土心墻與岸坡結合部位施工

心墻每層鋪料碾壓時，與岸坡結合部位1～2m范圍土料暫不鋪土，碾壓時在靠近岸坡部位留一段約5～10m暫不碾壓，除預留段之外全部碾壓完之后，開始結合部位施工。

預先將結合部位混凝土面處理成毛面并用高壓風吹凈，鋪料前灑水濕潤，并涂刷濃泥漿，然后立即鋪土，并碾壓剩余段，緊靠混凝土面部位結合部位在振動碾碾壓完之后用振動夯夯實。碾壓及夯實時一定要注意搭接問題，避免出現漏壓問題。

岸坡部位“先碾后夯”這個順序不能錯，因為振動夯夯實效率低，因此施工時必定會盡可能多使用振動碾碾壓，減少使用振動夯夯實面積，如果先夯實再碾壓的話，振動碾碾壓時會將已夯實的土料產生擠壓作用，破壞已夯實的土料。

3 工序要求

粘土心墻是主壩的關鍵部位，施工時各工序均要嚴格控制，方可保證填筑質量。

(1)粘土制備需因地制宜采取合理的制備方法，確保粘土料制備的速度和質量，并控制施工成本。(2)根據工程總進度計劃，合理規劃分階段施工計劃，本工程在最佳施工時段合理增加人員和設備的投入，提高填筑速度，雨季不利時段則盡量少填筑或不填筑，有效控制施工成本。(3)粘土心墻施工中的重中之重——結合部位是粘土心墻施工重點控制的部位，施工時質量監控及檢測更要加強。(4)試驗檢測需建立滿足工程試驗檢測需要的現場實驗室，配備一定數量的經驗豐富、操作熟練的試驗人員及配套的試驗檢測設備也非常關鍵。(5)作業面合理規劃。壩體中下部，作業面大，壩殼部位填筑量大，是制約壩體填筑的速度的關鍵，但到上部時，由于作業面變窄，粘土運輸與壩殼填筑相互干擾嚴重，因此必須合理規劃壩體填筑，方可保證填筑進度。

4 結語

以上談到的在某水庫主壩粘土心墻施工過程中的一點實踐經驗及注意事項，僅供類似工程施工作為參考。

于付川(1970年08月18日—),男,漢族,遼寧省丹東市人,本科,高級工程師,從事水利水電施工、市政基礎設施、房屋建筑行業,身份證號碼:210624197008187813,畢業院校:北京水電學院。