碾压式土石坝施工质量评定影响因素探究

碾压式土石坝施工质量评定影响因素
探究
摘要：水库拦河坝施工质量，是决定水库安全和能否正常发挥工程效益的关键因素，竣工验收过程中有关工程质量的结论性意见，是在工程质量监督报告有关质量评价的基础上得出的，而施工质量检验与评定结论是水利工程验收的主要依据之一。

水利工程施工质量按单元进行控制，在进行质量检验评定时，单元(工序)是最小的质量控制单位和日常质量考核基本单位，验收评定的依据则主要是工程实体的各种检测数据。

关键词：碾压式土石坝；施工质量评定；影响因素
1工程概况
高尔塬水库位于耀州区照金镇高尔塬村，是一座以农业灌溉为主，兼有防洪和养殖等功能的小（2）型水库。

主要供水对象为1.09万亩常规灌溉及1．85万亩高效节水灌溉；小丘镇15个行政村、照金镇镇区和高尔塬村、田峪村、照金镇秀房沟煤矿、照金二矿职工生活用水。

本工程由大坝、溢洪道、输水工程、交通桥及道路、管理设施五部分组成。

2碾压式土石坝施工质量措施
2.1土方明挖工程
1、施工准备工作完成后，由测量人员放出设计开挖边线，核实开挖断面。

开挖线坡外做好截、排水沟。

2、对原覆盖层进行铲除。

采用反铲挖掘机铲除，自卸汽车装运外弃，并按监理工程师指定地点堆放或运走，保护施工现场环境，并按照施工规范及项目监理工程师要求，主体工程现场清理及挖树根等工序满足施工要求。

3、大面积土方开挖所采用的推土机、挖掘机由场内施工道路进入开挖区，采用推土机集渣，装载机或挖掘机直接挖装，自卸汽车出渣。

4、边坡外侧及沟槽土方用反铲挖掘机直接挖装，人工配合的方式进行修坡成型及基础处理。

5、采用机械开挖基坑时，保证地下水位降低至最低开挖面0.5m以下。

6、在开挖过程中，做好地面排水设施，保持排水坡度，设置截、排水沟，阻止场外水流进入场地。

2.2坝体土方填筑
坝面附属建筑拆除完毕以及坝坡岸坡表层处理完成之后，对坝坡进行加固培厚处理。

加固培厚前对原坝坡进行新老坝体结合处理，以及坝基排水体的建设反滤层的布置。

培厚加固采用挖掘机装料，自卸汽车运输到仓面。

采用后退法平行轴线方向卸料，推土机平料，均匀铺摊。

（每层铺土厚度控制为30cm）20t凸块碾沿坝轴线方向进退错矩法贴坡碾压8遍（静压2遍，震动碾压6遍）。

局部死角采用2.8KW电动打夯机夯实。

每层压实后应取样检验土的干密度和含水量，合格后才能进行下一层的碾压。

压实度不得小于0.96。

2.3坝基排水处理
根据设计图纸以及工程量清单，对坝体工程填筑前，对下游坝脚进行坝基排水处理。

处理方法：采用竖直高2m的块石排水体搭接原有排水体，组成新的棱体排水，同时在排水设施与坝体土方中间设置反滤层。

褥垫排水主要采用干砌块石铺筑，对与原有排水棱体以及土方结合面，铺设反滤层，满足行业标准以及规范。

2.3.1砌筑前的准备工作
（1）备料
砌石施工中为缩短场内运距，避免停工待料，砌筑前应尽量按照工程部位及
需要数量分片备料，并提前将石块的水锈、淤泥洗刷干净。

(2)基础清理
砌石前应将基础开挖至设计高程，淤泥、腐植土以及混杂有建筑残渣应清除
干净，必要时将坡面或底面夯实，然后才能进行铺砌。

(3)铺设反滤层
在干砌石砌筑完后应铺设砂砾反滤层，减少水流或降水对砌体基础土壤的冲刷；防止地下渗水逸出时带走基础土粒，避免砌筑面下陷变形。

反滤层的各层厚度、铺设位置、材料级配和粒径以及含泥量均应满足规范要求，铺设时应与砌石施工配合，自下而上，随铺随砌，接头处各层之间的连接要
层次清楚，防止层间错动或混淆。

2.3.2干砌石坡脚施工
①施工方法
常采用的干砌块石施工方法有两种，即花缝砌筑法和平缝砌筑法。

(1)花缝砌筑法
花缝砌筑法多用于干砌片(毛)石。

砌筑时，依石块原有形状，使尖对拐、拐
对尖，相互联系砌成。

砌石不分层，一般多将大面向上，这种砌法的缺点是底部
空虚，容易被水流淘刷变形，稳定性较差，且不能避免重缝、迭缝、翅口等毛病。

但此法优点是表面比较平整，故可用于流速不大、不承受风浪淘刷的渠道护坡工程。

干砌块石是依靠块石之间的摩擦力来维持其整体稳定的。

若砌体发生局部移
动或变形，将会导致整体破坏。

边口部位是最易损坏的地方，所以，封边工作十
分重要。

对护坡水下部分的封边，常采用大块石单层或双层干砌封边，然后将边
外部分用粘土回填夯实，有时也可采用浆砌石埂进行封边。

对护披水上部分的顶
部封边，则常采用比较大的方正块石砌成40cm左右宽度的平台，平台后所留的
空隙用粘土回填夯实对于挡土墙、闸翼墙等重力式墙身顶部，一般用混凝土封闭。

②干砌石的砌筑要点
造成干砌石施工缺陷的原因主要是由于砌筑技术不良、工作马虎、施工管理
不善以及测量放样错漏等。

缺陷主要有缝口不紧、底部空虚、鼓心凹肚、重缝、
飞缝、飞口(即用很薄的边口未经砸掉便砌在坡上)、翅口(上下两块都是一边厚
一边薄，石料的薄口部分互相搭接)、悬石(两石相接不是面的接触，而是点的接融)、浮塞叠砌、严重蜂窝以及轮廓尺寸走样等
③干砌石施工必须注意：
(1)干砌石工程在施工前，应进行基础清理工作。

(2)凡受水流冲刷和浪击作用的干砌石工程中采用竖立砌法(即石块的长边与
水平面或斜面呈垂直方向)砌筑，以期空隙为最小。

(3干砌石应自坡脚开始自上游而上游进行。

(4)砌体缝口要砌紧，空隙应用小石填塞紧密，防止砌体在受到水流的冲刷
或外力撞击时滑脱沉陷，以保持砌体的坚固性。

一般规定干砌石砌体空隙率应不
超过30%～50%。

(5)干砌石护脚的每一块石顶面一般不应低于设计位置5cm，不高出设计位置15cm。

2.4土方填筑
2.4.1施工准备
按照施工图纸测放大坝轴线、填筑轮廓线，并埋设明显的标志；在监理人的
鉴证下从开挖区、土料场取土送到有资质的检测单位进行土料物理性能分析，了
解土料的物理性能，复核土料是否符合填筑要求并计算出现场控制设计干密度值；
根据土料物理指标及土料调度方案，确定道路修筑标准及方法，并确定机械施工
作业方式。

土料选定后立即委托有水利资质的检测单位对回填土料进行土工试验，依据
涂料颗粒分析选用重型击实仪进行击实试验，求出最优含水量、最大干密度等；
通过现场碾压试验确定碾压方式及遍数等参数。

进行碾压试验，根据碾压试验确
定碾压施工方法，确定施工机具，然后组织设备进场。

2.4.2坝体土方填筑
（1）填筑
铺填时从低洼处截渗槽开始，水平分层铺土，逐层碾压。

每层铺土厚度严格
控制在实验结果合理要求范围内，凸块碾碾压，推土机配合施工，压实度控制设
计标准内。

工作面统一管理，严密组织，做到工作面整体均衡上升，减少接缝。

为提高
效率、加快进度、保证质量，碾压机械与运土机械配备比例以土料卸、铺、压工
序连续进行为原则合理确定；填筑时结合大坝土方开挖做好平衡调配，以达到土
方的挖填平衡。

筑坝压实度按设计要求控制，各坝段、各类填筑土料的干密度、含水量按照
试验成果控制，按照碾压试验得出的施工参数进行施工。

坚持300m2取样一个点，经检验合格后进行下一层铺料工作。

不合格时进行补压，直至合格为止。

补压无
效时，进行返工处理。

分段填筑时，各段土层之间设立标志。

不得漏压、欠压和过压，上下层分段
位置错开。

为保证大坝设计断面内土料压实度达到设计要求，机械铺土时边线超填30cm，另外在铺筑护坡前按设计断面削坡。

土料采用20t自行式凸块振动碾平行坝轴线，采用进退错距法碾压，碾压行
车速度为2～4km/h，相邻碾迹的搭接宽度不小于碾宽的十分之一，垂直碾压方向
搭接宽度不小于0.3m，顺碾压方向搭接宽度为1～1.5m。

质检人员和现场管理人员同时监测碾压遍数和错距，做到不漏压和欠压，振
动碾达不到的地方配备小型碾压机械碾压。

碾压完毕后，质检人员采用环刀法取样，碾压区取样检测合格后，质检人员
通知现场施工管理人员，在此区准备上料机械碾压平行坝轴线方向进行。

铺料与碾压工序连续进行。

如需短时间停工，对其表面风干土层经常洒水润湿，保持含水量在控制范围以内。

如需长时间停工，则根据气候条件铺设保护层，复工时予以清除，并检查填筑面。

如填土出现“弹簧”、层间光面、层间中空、
松土层或剪力破坏等现象时，将根据具体情况认真处理并经检验合格后，方准铺
填新土。

填筑面进料运输线路上散落的松土、杂物以及车辆行驶形成的干硬光面，在铺新土前予以清除或彻底处理。

施工中保持观测设备的埋设安装和测量工作的
正常进行，并保持观测设备和测量标志完好。

坝脚砼接合部施工，填土前，清除浆砌石表面的砂浆、粉尘及油污等。

填筑时，先将浆砌石表面湿润，边涂泥浆、边铺土、边压实，涂浆高度与铺
土厚度一致，涂层厚度为3mm～5mm，并与下部涂层衔接，防止泥浆干固后再铺土、夯实。

岩石地基上的填筑区与岩石岸坡结合，必须采用斜面连接，不得有台阶、急
剧变坡、更不得有反坡、清理坡度符合施工图纸要求。

填筑区部位的基础和岸坡面的断层、断层影响破碎带，以及卸荷节理和裂隙
的处理，必须在填筑前按施工图纸要求处理完毕；
填筑料与坝基及岸坡结合面的处理，当其设置有混凝土盖板时，不得影响基
础灌浆和防渗体的施工，并应做好防裂止水，出现的裂缝应及时进行补强封闭处理。

（2）结合部位处理
坝身施工段接缝处理是施工薄弱环节，必须严格处理，以保证接缝质量。

垂
直压实体轴线方向的接缝以斜面相接，坡度采用1:3～1:5，高差大时采用缓坡。

所有接缝的坡面施工，在填土时要随填筑面上升，并同步削坡，直到削至合格层
为止，坡面经刨毛处理后，再铺填新土进行压实，压实跨缝搭接碾压，搭接宽度
不小于3m。

结合面削坡合格后，边洒水、边刨毛、边进行铺土压实，并控制其含
水量在施工含水量规定的范围内。

（3）坝体填筑质量控制
①土料开采时，每天在制备料场进行土料含水率检测，含水率不符合设计要
求的土料坚决不上车。

②土料摊铺厚度控制在25～30cm;平整度要求3.0mx3.0m范围内平整度高差
不大于5cm;分区进行施工时，在填筑碾压好的坝面上铺筑了一层50～60cm厚的
土料作为临时施工道路至土料填筑区；在土料填筑过程中超径的土块采取人工破
碎（直径大于lOcm土块），土料中夹杂的树根、杂草、块石等杂物采用人工清
理出坝面；上下游铺土富余量控制在设计边线以外90cm;每填筑1m进行一次刷坡，刷坡保护层预留15cm。

③采取进退错距法碾压，分段填筑时，各段上坝料层之间设置明显标志，以
防漏压、欠压和过压．上下层分段位置错开，杜绝上下通缝；坝体填筑碾压平行
坝轴线方向进行。

分区碾压时，相邻两端交接带碾迹彼此搭接，顺碾压方向搭接
长度不小于0.3～0.5m;垂直碾压方向搭接宽度为1～1.5m。

④结合层面质量控制：上土前半小时充分洒水湿润；压实土体不出现漏压虚
土层、干松层、弹簧土、剪力破坏和光面等不良现象。

出现后都及时进行处理。

对于干松层加水继续碾压；对于漏压的虚土层进行补压；对于出现的弹簧土与剪
力破坏的部位超过5.0m2挖掉换土填筑；对于汽车通过后形成的光面用推土机刨
毛处理。

结论
总的来说，在水利工程施工中，针对各种施工质量问题，应结合施工条件和地质构造标准，严格控制坝体回填密实度，掌握各种施工工艺步骤，灵活运用上述质量控制策略，不断创新和完善施工技术，更好地推动碾压重力坝工程施工工艺的发展趋势。

参考文献：
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[2]佘春勇，张可，杨圣涛.碾压混凝土坝施工质量风险评价研究[J].水利经济，2019,36(3):45-49.。