土石坝施工技术探讨

土石坝施工技术探讨

发表时间：2017-11-07T19:12:42.510Z 来源：《基层建设》2017年第19期作者：王建锋

[导读] 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。

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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