土石坝施工技术探讨

土石坝施工技术探讨

摘要：土石坝是用石料、泥土、石灰石或者混合土质材料通过堆积、辗压和抛

填方式修成的水坝，是我国农村和山区常见的一种积水坝。土石坝主要是用于修

建小型水库和养殖使用的一种坝，普遍存在于广大的农村地区，比较适合当地的

经济现象，投资成本比较低。本文就对水利工程中的土石坝技术进行简单的分析。

关键词：水利水电；土石坝；施工技术

土石坝指的是利用当地的土料和石料或者混合料等，在经过了抛填和碾压等

方法之后堆筑成的一种挡水坝。如果坝体的材料主要是土和砂砾石为主的时候，

就将其称为堆石坝，如果两类材料都占有相当的比例的时候，就将其称之为土石

混合坝。土石坝的优点就是可以就地取材，对于坝基的地质条件等要求并不是很高，并且结构简单，同时易于施工等。现在随着大型机器的运用以及坝体的防渗

技术的改进，在施工中用到的人数正在减少，施工工期也在进一步缩短等，这些

都明显的降低了施工的成本费用等。

1 土石坝的优缺点

土石坝的优点。土石坝是历史上存在于很久的一种坝，自从有了人类的活动

就有这种坝型。土石坝施工的材料来源也比较简单，常常是就地取材，对材料要

求也比较简单，土石是土石坝的主要材料，在修坝时，钢材、木材和水泥等材料

很少使用，从而减少了运输成本和修坝的费用。而且土石坝修筑的工序比较少，

技术要求简单，如果有机械参与施工，施工的周期可大大缩短。土石坝的修建方

式简便，便于后期的扩建、维修。

土石坝的缺点。土石坝的坚固性比较差，由于坝的主要材料是土石，没有粘性，不能有效的预防洪涝灾害，而且粘性土料在温度和水分的影响下失去粘性，

而且坝体上的土石长期经过雨水冲击，逐渐流向坝中形成淤泥，不便清理。施工

导流方面较为不便，渗流是土石坝施工建设中最大的危害。

2.土石坝施工工艺技术分析

2.1料场布置

在土石坝施工过程中料场的规划与使用对坝体的施工质量、工期和工程投资，工程的生态环境和国民经济其他部门都会产生重要的影响，所以必须科学合理的

规划料场布置，施工的前期准备工作，应从空间、时间、质与量等方面进行全面

规划。

所谓料场的空间规划，是指对料场的位置与高程进行恰当的选择、合理布置。时间规划是指，料场布置要充分的考虑到施工强度与坝体填筑部位的变化情况。

质与量的规划，是指料场的选址要对地质成因、产状、埋深、储量以及各种物理

力学指标具有全面的把握。料场的布置要充分的满足料场总储量满足坝体总方量

的要求，和施工各个阶段最大上坝强度的要求。料尽其用，充分利用永久和临时

建筑物基础开挖碴料。

2.2土石料加工

第一，土料加工。清除表层及不合格料后的上山料场的土料均可上坝填筑，

但由于粘土颗粒小，比表面积大，亲水性强，水对土料工程性能影响大，填筑压

实有最佳状态的最优含水率问题，鉴于有此特点，要求对土料的含水率进行控制，必要时按规范进行水份调节处理，保证在填筑压实时含水率在最优含水率±2%左

右为合格料。调整土料含水量有两种方法：一是将自然蒸发、烘烤、掺料、翻晒

等方法运用到挖装运卸中，来降低土料含水量。二是通过在料场加水，料堆加水，

在开挖、装料、运输过程中加水的方法来提高土料含水量。一般在超径石含量不

多的砾质土中，常用装耙的堆土机先在料场中初步清除，然后在坝体填筑面上进

行填筑平整时再作进一步清除；当超径石的含量较多时，可用料斗加设蓖条筛

（格筛）或其他简单筛分装置加以筛除，还可采用从高坡下料，造成粗细分离的

方法清除粗粒径。粗粒径较大的过渡料宜直接采用控制爆破技术开采，对于较细的、质量要求高反滤料，垫层料则可用破碎、筛分、掺和工艺加工。

第二，砂砾石料和堆石料开采。砂砾石料开采因开采位置的不同分为陆上开

采和水下开采两种方法。块石料开采：结合建筑物开挖或由石料场开采，开采的

布置要形成多工作面流水作业方式。开采方法一般采用深孔梯段爆破，特定目的

使用洞室爆破。超径处理：超径块石料的处理方法主要有浅孔爆破法和机械破碎

法两种。

第三，土石料开挖运输。运用相互配套的的工程机械完成了从料场的开挖、

运输，到坝面的平料和压实等土石坝施工的各项工序。这种一站式的施工工艺流

程被称之为综合机械化施工。在大中型土石坝，尤其在高土石坝中，实现综合机

械化施工，对提高施工技术和机械化水平，加快上石坝工程建设速度，具有十分

重要的意义。土石坝施工中开挖运输方案主要有以下几种：

①正向铲开挖，自卸汽车运输上坝。②正向铲开挖、胶带机运输。③斗轮

式挖掘机开挖，胶带机运输，转自卸汽车上坝。④采砂船开挖，有轨机车运输，转胶带机上坝。在多种坝料开挖运输方案的选择上要充分结合工程施工的具体条件，使机械利用率充分发挥，减少坝料的转运次数，各种坝料铺筑方法及设备应

尽量一致，减少辅助设施，充分利用地形条件，统筹规划和布置。

2.3填筑施工

第一，土石坝坝面作业施工程序包括铺料、摊铺、洒水、压实、质检等工作。坝面作业具有工作面狭窄，工种多，工序多，机械设备多的特点，所以阻碍施工

时需有妥善的制定施工组织规划。土石坝的坝面作业一般采用流水线施工方式，

这样可以有效避免因坝面作业特点对坝面施工中的干扰，保障施工进度。流水作

业施工组织应先按施工工序数目对坝面分段，然后组织相应专业施工队依次进入

各工段施工。

第二，施工中一般采用平起填筑施工，平起施工具有减少了接缝、接坡、削

坡等工序，保证了填筑质量的优势。平起施工尽可能大的堆石填筑面，便于开展

大机械化的施工。与此同时它还有利于继续填筑时布置进入防渗料区的施工道路，运输反滤料及过渡料的大型自卸汽车不横穿防渗料区；有利于减小料界偏差和相

邻料平起填筑时的跨缝碾压和均衡坝体的施工强度的作用，在防渗土料与反滤过

渡料的填筑关系上，有先土后砂及先砂后土两种作法，为加快施工进度及控制边界，一般均采用先砂后土施工。

第三，对土石坝进行分层强夯填筑，应将每层土石填筑厚度控制在10m-20m

之间；采用大能量的夯击动力预压，提高土石料的密度，消除土石料的变形；分

层铺筑分层夯实，在夯击后的土石层中填筑新的土石层，再进行新的夯击，直至

达到坝体需要的高度。控制每层土石填筑厚度与采用夯击动力的能量，使坝体密度、坝料的强度和模量显著提高，施工工程量和工程造价大大降低，使土石料的

密度达到最大，填筑完成后坝体的沉降明显减少。

3 土石坝施工质量的管理控制

水利工程的土石坝施工质量非常容易受到季节性水文气象的影响，因此必须

高度重视水文气象对施工进度的影响。由于冬季气候条件差，在低温状态下会使