均質(zhì)土大壩施工技術(shù)研究與應(yīng)用

王慧 姚森

摘要：隨著水利事業(yè)的發(fā)展，水庫病害事故的日益增多，為減少均質(zhì)土水庫大壩滲漏問題的發(fā)生，提高水庫工程的質(zhì)量及運(yùn)營安全，做好施工技術(shù)工作非常重要，通過分析大壩填筑施工工藝和填筑技術(shù)，對(duì)于均質(zhì)土壩施工經(jīng)常出現(xiàn)的問題提出針對(duì)性的解決措施和管理方法，有效促進(jìn)均質(zhì)土壩工程高效、高質(zhì)量地開展。

關(guān)鍵詞：均質(zhì)土壩;工藝流程;關(guān)鍵技術(shù)

均質(zhì)土壩是國內(nèi)最早用于筑壩的壩型之一，雖然近年來堆石壩、混凝土壩等發(fā)展迅速且數(shù)量居多，但均質(zhì)土壩以其因地制宜、筑壩成本低、機(jī)械化程度高、施工速度快等優(yōu)勢，仍占有一席之地，目前在中、低型壩中應(yīng)用還較多。施工中，土料含水率控制、土料攤鋪及碾壓、壩坡施工、岸坡處理、雨季施工等是大壩填筑的主要環(huán)節(jié)，是施工質(zhì)量控制的關(guān)鍵點(diǎn)。

一、大壩壩體填筑工藝流程

（一）施工工序

均質(zhì)土壩填筑施工主要包括取土場土方開挖、壩體土方回填、下游反濾層回填、壩坡刷坡。壩體土方回填與下游反濾層回填同時(shí)進(jìn)行，壩體土方回填和反濾層回填施工前壩基需碾壓合格并驗(yàn)收后方可開始施工。壩坡刷坡在壩體回填過程中同步進(jìn)行。

（二）流水段劃分

壩體回填施工時(shí)可將整個(gè)壩基面沿平行于壩軸線方向劃分為面積大致相等的區(qū)域，回填施工過程中采用分區(qū)方式進(jìn)行回填施工，分區(qū)作業(yè)不同工序同時(shí)施工，擬定一區(qū)域進(jìn)行土料攤鋪，二區(qū)域進(jìn)行土料碾壓，三區(qū)域進(jìn)行取樣檢測，四區(qū)域等待檢測結(jié)果并對(duì)不合格部位補(bǔ)壓處理。各區(qū)域施工同時(shí)進(jìn)行，互不干擾，提高施工效率。

（三）便道設(shè)置

場內(nèi)施工道路根據(jù)壩址區(qū)地形及地質(zhì)條件、壩料來源及分布、不同性質(zhì)壩料的填筑部位及高程、壩體防洪度汛及蓄水規(guī)劃、料源開挖道路等因素統(tǒng)籌規(guī)劃上壩運(yùn)輸線路的層次和線路布置。隨著壩體填筑高程的增加，本著經(jīng)濟(jì)高效的原則，施工便道也應(yīng)相應(yīng)改變，回填施工過程中場內(nèi)施工道路應(yīng)統(tǒng)籌協(xié)調(diào)安排，使各期上壩道路能銜接使用。運(yùn)輸?shù)缆窇?yīng)盡量采用環(huán)形線路，減少平面交叉，交叉路口、急彎、陡坡處應(yīng)設(shè)置安全防護(hù)設(shè)施及標(biāo)識(shí)。

二、均質(zhì)土壩填筑關(guān)鍵技術(shù)控制要點(diǎn)

（一）土料技術(shù)控制指標(biāo)

土料技術(shù)控制指標(biāo)主要有：黏粒含量、塑性指數(shù)、滲透系數(shù)、有機(jī)質(zhì)含量、水溶鹽含量、天然含水率、pH值等;壩體填筑控制指標(biāo)主要有：填筑干密度或壓實(shí)度、土料含水率。壩體填筑前應(yīng)確保料場土料的各項(xiàng)指標(biāo)均能滿足設(shè)計(jì)規(guī)范要求。

（二）土料含水率控制

一般情況下土料天然含水率不會(huì)恰好符合填筑含水率要求，需對(duì)土料含水率進(jìn)行調(diào)整。若天然含水率偏高，需進(jìn)行翻曬;若天然含水率偏低，需進(jìn)行補(bǔ)水。兩種不同含水率的調(diào)整方式均應(yīng)提前在土料場進(jìn)行，一般在壩體填筑前3～6個(gè)月施行。

對(duì)于土料翻曬，主要采用挖掘機(jī)、推土機(jī)等機(jī)械提前開采、晾曬、堆放，填筑時(shí)再裝運(yùn)至壩面。一般應(yīng)在天氣晴朗的白天進(jìn)行，夜間施工效果不佳，陰雨天應(yīng)停止作業(yè)，必要時(shí)對(duì)堆存土料進(jìn)行覆蓋，防止雨水滲入。

對(duì)天然含水率較低的土料補(bǔ)水，主要采取在土料場浸水的方式，采用挖掘機(jī)、推土機(jī)等機(jī)械將土料場表層堆筑成50cm左右高的土埂，形成若干畦塊，分次向畦塊內(nèi)灌水，一般情況下可浸水至20m深。更深處浸水困難時(shí)，可在畦塊內(nèi)用鉆機(jī)鉆孔，以加快土料浸水速度，使其達(dá)到一定浸水深度。

另外，在壩面回填施工過程中，尤其在鋪筑新土料前對(duì)部分壩面過干的部位應(yīng)進(jìn)行灑水處理，使上下結(jié)合面能更好的粘結(jié)。

（三）土料攤鋪碾壓

壩體回填前應(yīng)先進(jìn)行生產(chǎn)性試驗(yàn)，提前確定大壩回填的各項(xiàng)施工參數(shù)（機(jī)械型號(hào)、鋪料厚度、碾壓遍數(shù)、行走速率等）。壩體填筑要遵循由低到高依次進(jìn)行的原則，鋪設(shè)土料的進(jìn)程要與壩軸線平行，而且在卸料過程中采用進(jìn)占法施工，杜絕滿載車輛在壓實(shí)后的壩面行駛，避免壓實(shí)壩面剪切損壞。每層攤鋪前應(yīng)采用灑水車適量均勻補(bǔ)水，使上下土層結(jié)合面粘接牢固。土層碾壓建議采用凸塊振動(dòng)碾進(jìn)退錯(cuò)距法碾壓，需先用推土機(jī)整平，然后碾壓。碾壓應(yīng)嚴(yán)格按照碾壓試驗(yàn)參數(shù)進(jìn)行，碾壓過程中應(yīng)指派管理人員嚴(yán)格監(jiān)督。每一層碾壓完成后立即進(jìn)行取樣檢測壓實(shí)度，對(duì)壓實(shí)度達(dá)不到設(shè)計(jì)要求的部位應(yīng)使用壓路機(jī)進(jìn)行補(bǔ)壓，補(bǔ)壓完成后繼續(xù)取樣檢測，直至壓實(shí)度滿足設(shè)計(jì)要求后方可進(jìn)行下一層回填。

（四）左右岸坡結(jié)合處處理

壩面回填土與左右岸坡、沖溝等結(jié)合處壓路機(jī)無法到位的地方，先用挖掘機(jī)進(jìn)行清表、平整，然后采用液壓平板振動(dòng)夯進(jìn)行專項(xiàng)夯實(shí)，確保壓實(shí)度需滿足設(shè)計(jì)要求。

（五）上下游壩坡刷坡

每層土方回填比上下游設(shè)計(jì)邊線超填50cm寬，確保壓路機(jī)能碾壓到設(shè)計(jì)邊線位置，使壩面壓實(shí)度滿足設(shè)計(jì)要求。大壩回填每填高2m（可根據(jù)挖掘機(jī)臂長進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整）進(jìn)行一次上下游邊線刷坡，避免回填過高后挖機(jī)臂長夠不到坡面底部。刷坡使用的挖掘機(jī)斗齒上需焊接至少2cm厚鋼板，確保刷出的坡面平整順直，提高刷坡效率，保證一次成型合格率。

（六）反濾層施工

反濾層的作用是濾土排水，要求既能防止壩體或壩基的被保護(hù)土隨滲流水析出，而且保證滲透水的順暢排水，使壩體和壩基滲透能量得以釋放，以達(dá)到排水減壓的效果。對(duì)于排水反濾設(shè)施的填筑質(zhì)量控制也應(yīng)從原材料、施工工藝、結(jié)果檢測等方面予以控制。反濾料碾壓完成后及時(shí)檢測相對(duì)密度及顆粒級(jí)配，確保滿足設(shè)計(jì)要求后方可進(jìn)行下一層填筑施工。

（七）雨期施工

雨季填筑要利于壩面雨水的及時(shí)排出，防局部積水。雨期施工要及時(shí)關(guān)注天氣狀況，要在雨前終止向壩面運(yùn)輸土料，并盡快將壩面土料攤鋪碾壓完成，采用光輪壓路機(jī)將壩面進(jìn)行迅速封面處理，從而避免雨水向壩面滲透。雨后應(yīng)及時(shí)清理壩面積水，待壩面晾曬滿足土料含水率要求后對(duì)壩面進(jìn)行刨毛，再重新進(jìn)行碾壓施工。

結(jié)束語

上述幾個(gè)施工要點(diǎn)是均質(zhì)土壩填筑的核心，所用施工方法都是工程實(shí)踐過程中總結(jié)出來的經(jīng)驗(yàn)技術(shù)，要做好均質(zhì)土壩填筑施工技術(shù)及質(zhì)量管理工作非常重要，做好每一道工序，抓好每一個(gè)環(huán)節(jié)，便能有效保證壩體填筑質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

[1]梁滿洋，均質(zhì)土壩填筑施工的技術(shù)要點(diǎn)及管理方法研究，廣東科技2014.1.第二期。

[2]焦陽太，均質(zhì)土壩填筑關(guān)鍵點(diǎn)施工控制技術(shù)，施工技術(shù)2012年12月第40卷增刊。