水電站擴建工程土石壩填筑施工技術

聶小巍

摘要：土石壩的施工要從選料、施工、驗收等各個環節進行嚴格的管控，確保施工質量，保證建成后的壩體能安全平穩的運行，避免異常滲流的發生。文章主要介紹了水電站擴建工程土石壩填筑施工技術要點，以提高土石壩工程施工的質量。

關鍵詞：碾壓式土石壩；填筑；施工質量

引言

土石壩是水利工程中常見的壩型，因其施工相對簡單，經濟成本要比其他壩型低很多，所以在工程建設中應用最為廣泛其施工方法一般有碾壓式、沖填式、定向爆破堆等，技術和結構較簡單，易于操作、維修、擴建等。同時，由于土石壩壩身主要由土石散粒組成，適應性較高，變形影響較小，可以更好的保證其整體的使用壽命。下面將探討碾壓式土石壩填筑施工質量管理措施。

1水電站擴建工程土石壩填筑施工準備

1.1料場的規劃布置

料場的選擇直接影響到壩體的質量和施工的效率、成本、周圍環境等，選擇時需要進行科學計算。正式施工前，要對各個料場進行整體規劃，制定一套科學的開采計劃。料場選擇時還需要注意具體的時間、存儲、施工強度、水位等因素。優先選擇近料、上游易被淹的材料；含水量較高的材料在夏季水分蒸發較高時使用，含水量較低的則在雨季或者水分蒸發較低的時間段使用；施工強度較高時，為了降低運輸的壓力，節約成本，一般選擇近料

1.2土石料的加工

土石壩施工所用的土石料含水率需要進行合理的控制，以確保合格料在填筑壓實時含水率在最優含水率±2%左右。可以通過在土石料場加水，對土石料的料堆添加水，采取加水的方法在土石壩開挖、裝料、運輸過程中提高土石料的含水量。在大、中型水利工程土石壩的施工建設過程中，尤其是在高土石壩的施工過程中，運用現代化的水利工程土石壩施工技術和先進的機械化水平，可以加快水利工程土石壩的建設速度，實現現代化綜合高技術、高水平機械施工，保證水利工程土石壩施工質量。

2水電站擴建工程土石壩填筑施工技術

2.1壓實土料

土石料的壓實，是土石壩施工質量的關鍵。維持土石壩自身穩定的土料內部主力、土料的防滲性能等，都是隨土料密實度的增加而提高。土料自身的性質，顆粒組成情況、含水量大小以及壓實功能等密切關系著土料壓實特性。壓實效果受到土料顆粒粗細組成的影響，顆粒愈細，空隙比就愈大。

我國常用的壩體壓實機械主要有羊角碾、氣胎碾、振動碾等。羊角碾主要應用在黏性材料的壓實，將羊角插入到材料中，使其底部和上部的黏性材料都受到壓實，且羊角碾能對表面的土層進行翻松，簡化施工程序，也有助于材料的級配與含水量達到較均勻的狀態。氣胎碾既可以應用于黏性材料也可以應用于非黏性材料的壓實。振動碾則是運用碾重靜壓和振動力對材料進行壓實，其可使用的范圍較大。

2.2填筑施工

此階段涉及工序和使用的設備較多，導致操作面小，施工難度較大，一般采用流水作業的方式進行施工。此方式需對施工的工序進行計算，依照計算結果將壩面進行分段式處理，各施工段組織相應的專業施工隊伍進行施工，以確保施工的進度和質量。

平起填筑方式可在確保填筑質量和效率的同時簡化施工工序。例如，無接縫和削坡等環節的工作，擴展了堆石填筑的面積，方便了大型機械進行操作。這種方式有助于對進入防滲材料區域的道路進行設計，也有助于降低料界的偏差值及跨縫碾壓相鄰的材料平起差值，保持壩體各個環節和部分施工的平衡和穩定。

防滲是土石壩施工的重要環節之一，施工時需按照先砂后土的方法選擇填筑材料，既可以加快施工進度，又可以對施工壩體的邊界位置進行有效控制。同時，為了增加土石壩抗汛和儲水的功能，保證施工材料質量和現場安全，需要使用臨時擋水斷面填筑的方式。

填筑施工涉及工序和使用的設備較多，施工難度較大，一般采用流水作業的方式進行施工。具體來說，需要注意：（1）在臨鋪填土料前，清理干凈與土石壩體接觸的混凝土以及巖石表面，并涂刷一層厚度不小于5mm 的濃粘土漿，隨填隨刷以保持其濕潤，以利土石壩體與剛性結構以及強、弱風化巖石之間的結合。（2）土石壩體部位的土料填筑前，在與混凝土、破碎帶以及強、弱風化巖石表面接觸處按施工圖紙要求的尺寸鋪設接觸粘土帶。接觸粘土料控制在略高于最優含水率（+2%～+4%）情況下填筑。（3）土料的鋪筑采用進占法卸料，采用定點測量方式，嚴格控制鋪土厚度。為保證壩體邊坡輾壓質量，上、下游側攤鋪超寬值不小于0.5m。（4）不同部位土料的壓實標準和碾壓施工參數按上述設計規定執行。靠兩岸的接觸粘土采用手扶振動輾進行壓實。（5）每一填土層按規定參數施工完畢，在繼續鋪筑上層新土之前，需在下層土表面進行刨毛處理（如有土工格柵，則土工格柵內要求壓實平整），必要時對表土層進行含水率調整的處理，以免形成土層間結合不良的現象。（6）在接合的坡面上，配合填筑的上升速度，將表面松土鏟除至已壓實合格的土層為止。坡面須經刨毛處理，并使含水率控制在規定的范圍內，然后才能繼續鋪填新土進行壓實。（7）壩體同上下游反濾料平起填筑，跨縫碾壓。采用先填反濾料后填土料的平起填筑法施工。進水口前段及廠房兩側的土石壩填筑同時進行，兩側高差不超過4m。

3水電站擴建工程土石壩填筑施工注意事項

3.1鋪料厚度控制

土石壩填筑施工重在過程控制，如果過程控制得好，其結果就會滿足設計要求。過程控制的主要內容是碾壓施工參數W，其是通過碾壓試驗確定的。如果嚴格按照要求的鋪料厚度和碾壓遍數進行碾壓，其質量應具有滿足要求的合格率；但是在料源發生較大變化時，現行碾壓參數不能保證合格率時應及時調整碾壓參數。

對于鋪料厚度一般是通過高度標尺進行控制。不管通過何種方式進行控制，在每層底部1/3滿足密度要求的同時，可通過某一較長時期內填筑總高度和填筑總層數對平均每層的壓實厚度進行計算。一般情況下壓實厚度是松鋪厚度的90%左右，如果以上實際計算的平均壓實厚度大于松鋪厚度的90%，或者高于100%，可推斷在施工中存在松鋪厚度超標的情況。出現該情況后，設代人員應提請建設單位督促相關方進行處理，并在后續工作中加強監控。

3.2堆石料的質量問題

堆石料屬于壩殼料，其主要功能是實現大項的穩定和排水，因此對其抗剪強度有較高的要求。當巖性及母巖強度一定時，其抗剪強度主要是由顆粒級配（P5含量）和密度（相對密度、孔隙率）所決定，因此填筑質量的控制指標一般是顆粒級配和孔隙率。兩者若能滿足技術要求，其滲透系數一般亦能滿足要求，從而實現排水的功能。

堆石料在岸坡部位的填筑，可超填形成緩坡，用振動平碾進行壓實，對于振動碾不能到達的部位應用小型機具進行夯實。壩體填筑石料應采取大面積鋪筑，以減少接縫。當分塊填筑時，應對塊間接坡處的虛坡帶采取專門的處理措施，如采取臺階式的接坡方式，或采取將接坡處未壓實的虛坡石料挖除的措施。

總結

隨著土石壩運用范圍越來越廣，對其施工工藝的要求也越來越高。從施工效率、質量、環保、成本等方面對土石壩的施工進行合理的設計和控制。一方面有利于確保施工質量，縮短施工時間，另一方面有利于相關施工材料的合理分配，提高其使用率，降低施工成本。從土石壩施工的各個環節對其進行控制，進而推動我國建筑行業的進一步發展。

參考文獻：

[1]DL/T 5129-2001，碾壓式土石壩施工規范[S].

[2]SL/T255-98，水利水電工程土工合成材料應用技術標準[S].

[3]郭強.水利工程中土石壩的施工技術探討[J].黑龍江水利科技，2013（8）.

[4]張愛民.關于土石壩施工技術方案的深化應用[J].科技創新與應用，2013（24）.