第十一章 土石坝施工

一、准备工作
• 水是筑坝的动力，冲填用水必须保证， 总用水量大体等于坝体冲填总土方量。 筑坝土料的储量，应为坝体土方量的1～ 1.5倍。
二、坝体冲填
• 应掌握早、稠、坚、排、匀五个要点。
• 冲填有一岸冲填和两岸交替冲填、一畦 冲填和多畦间歇冲填等。
三、造泥与输泥渠的布置
• 合理泥浆的土水体积比一般应为2.2～2.6。
岩基上硬岩堆石坝体分区 示意图
二、质量控制
• （一）施工程序 • 1、程序：坝基、岸坡处理、面板底座混凝土 浇筑、坝体填筑。 • 2、垫层料、过渡料和一定宽度的主堆石料的 填筑应平起施工，均衡上升。 • 3、主、次堆石区可分区、分期填筑，其纵、 横坡面上均可布置临时施工道路，但必须设于 填筑压实合格的坝段。 • 4、下游护坡宜与坝体填筑平起施工，护坡石 宜选取大块石，机械整坡、堆码，或人工干砌， 块石间嵌合要牢固。
（a）土后砂法
(b)先砂后土法
1—心墙设计线;2—已压实层;3—待压层;Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ—填料次序
• 无论先砂后土法或先土后砂法，需要每 填三层土料用夯实机具夯实一次土砂结 合部，先夯土料一侧，等合格后在夯反 滤料。
• 防渗体的铺筑作业应是连续进行的，如 因故停工，表面必须洒水湿润，控制含 水量。
四、排水措施
• １、表层排水 • 埋管自流排水、虹吸排水、水泵排水三 种。 • ２、深层排水 • 其形式有排水棱体、排水褥垫和砂井砂 沟三种。
沥青混凝土施工工艺图
沥青加 热 160190℃ 称量
砂石加 热 170200℃
称量
拌 和 160-190℃
装车运 输 150180℃
铺 填 130180℃
压 实 >110℃
矿粉加 热 100160℃
称量
第三节 水坠坝施工
• 水坠坝是采用水力冲填方法修筑的一种 土坝，与碾压土坝比较，挖、运、卸、 压四道工序，均以水力冲填方法完成， 节省劳力，造价较低，工效较高。
第二节 面板堆石坝施工
• 一、筑坝材料要求与坝体分区 • （一）材料要求 • 1、主堆石料可用坝基开挖料或料场开采 石料，要求级配良好。在开采前应作专 门的爆破试验。 • 2、垫层料要求有良好的级配。 • 3、过渡料要求级配连续。
• （二）面板堆石坝的坝体分区
• 堆石坝坝体应根据石料来源及对坝料的 强度、渗透性、压缩性、施工方便和经 济合理性等要求进行分区。从上游向下 游依次分为垫层区、过渡区、主堆石区、 及下游堆石区。周边缝下部应设特殊垫 层区。
1次／200m³ －500m³
干密度、颗粒级配、含泥量 干密度、颗粒级配 干密度、颗粒级配 1次／200m³ －500m³ ,每层至少1次 1次／500m³ －1000m³ 1次／5000m³ －10000m³
干密度,含水率,小于5mm含量 1次／3000m³ －6000m³ 干密度、颗粒级配 1次／10000m³ －100000m³
二、料场规划
• 为了合理使用料场，加快施工进度，对 料场必须从空间、时间、质量等方面进 行全面规划。
• 空间规划，是指对料场的位置、高程恰 当选择，合理布置。
• 时间规划，就是要考虑施工强度、季节 及坝前续水等变化。
要求
• 1、选用料场土料的物理力学性质，应满足坝 体设计施工质量要求。主要料场的可开采量不 少于设计量的2倍，备用料场储量为主要料场 总储量的20％～30％。 • 2、料场使用要近料和上游易淹料先用；远料 和下游不淹料场后用。含水量低的料场夏季用； 含水量高的料场雨季用。施工强度高时用近料， 强度低时用远料。 • 3、在料场规划中应考虑到挖、填各种坝料的 综合平衡，做好土石方的调度规划，合理用料， 力求最佳的经济效果。
根据 坝料类别及部位
边角夯实
检查项目
取样（检测）次数
2-3次／每层
粘 性 碾压面 土 防 均质坝 渗 体 边角夯实 质 土 碾压面
反滤料 过渡料 坝壳砂砾（卵） 料 坝壳砾质土 堆石料*
干密度、含水率
1次／100m³ －200m³ 1次／200m³ －500m³
干密度、含水率 大于5mm砾石含量
2-3次／每层
三、钢筋混凝土面板的分块和 浇筑
• （一）钢筋混凝土面板的分块
• 混凝土防渗面板包括趾板（面板底座）和面板 两部分。防渗面板应满足强度、抗渗、抗侵蚀、 抗冻要求。趾板设伸缩缝；面板设垂直伸缩缝、 周边伸缩缝等永久缝和临时水平施工缝。
混凝土防渗面板分缝分块
• （二）防渗面板混凝土浇筑与质量 • 1、趾板施工：混凝土浇筑中，应及时振实， 注意止水片与混凝土的结合质量。 • 2、面板施工：宜采用无轨滑模，跳仓浇筑， 起始三角块宜与主面板块一起浇筑。振动过程 中，防止振捣器触及滑模、钢筋、止水片。脱 模后的混凝土，要及时修整和压面。
• 为了充分发挥自卸汽车的运输效能，应 根据挖掘机械的斗容选择具有适宜容量 的汽车型号。挖掘机装满一车斗数的合 理范围应为３～５斗，通常要求装满一 车的时间不超过3.5～4分钟，卸车时间 不超过２分钟。
四、坝面作业
• （一）特点： • 1、内容：铺土、平土、洒水或晾晒、压 实、刨毛修整、排水护坡措施、质量检 查等。 • 2、特点：工作面小、工序多、工种多、 机具多，互相干扰 • 3、措施：流水作业法施工
第十一章 土石坝施工
第一节 碾压式土石坝施工
• 碾压式土石坝施工，包括准备作业，基 本作业以及为基本作业提供保证条件的 辅助作业和保证建筑物安全运行而进行 的附加作业。
一、坝基与岸坡处理
• 1、坝基与岸坡的处理是隐蔽工程 • 2、处理工作：清基，泉眼、洞穴处理， 地表土清除，回填夯实 • 3、岸坡要求：坡度平顺，不得有台阶、 急剧变坡、反坡 • 4、地质缺陷严格按设计要求处理
*堆石料颗粒级配试验组数可比干密度试验适当减少。
六、土石坝的冬雨季施工
• （一）土石坝冬季施工：规范规定，日平均气 温低于0℃时，按低温季节施工。低温施工应 采取防冻措施和保温措施。 • （二）雨季施工：雨季施工最主要的问题是土 料含水量的变化对施工带来的不利影响。采取 有效措施：来雨前用光面碾快速压实松土，防 止雨水渗入；铺料时，心墙向两侧、斜墙向下 游铺成2%的坡度，以利排水；做好坝面防雨 保护，如设防雨棚、覆盖苫布、油布等；做好 料场周围的排水系统，控制土料含水量。
四、沥青混凝土面板施工
• 沥青混凝土由于抗渗性好，适应变形能力强， 工程量小，施工速度快，正在广泛用于土石坝 的防渗体。 • 沥青混凝土原材料：沥青一般选用道路。粗骨 料宜选碎石，细骨料可选河砂、山砂、人工砂。 骨料要求干净、稳定性好。填料种类有石棉、 消石灰、水泥、橡胶、塑料等，其掺量由试验 确定。
三、挖运组织
• １、组织综合机械化施工的原则
• 土石坝施工挖、运、填等各道工序均由 互相配套的施工机械来完成，组织“一 条龙”的生产线，称为土石坝的综合机 械化施工。 • 在组织机械化施工中应遵循以下原则。
• • • •
（１）充分发挥主要机械的作用。 （２）根据机械的工作特点进行配套选择。 （３）机械配套要便利于使用、维修和管理。Leabharlann Baidu（４）充分发挥配套机械的生产能力。
• 参数：流水施工段数M、流水工序数目 N • 当M＝N时，说明流水作业中，人、地、 机具等充分发挥作用；当M＞N时，说 明流水作业中，人、机具充分发挥作用， 但有闲余工作面；当M＜N时，说明流 水作业不能正常进行，可采取缩小流水 单位时间增大M值或合并一些工序减小 N值。
坝面流水作业示意图
• （三）坝面填筑施工要求 • 1、基本要求：铺料沿坝轴线方向进行， 严格控制铺土厚度。防渗体土料应采用 进占法卸料。防渗体交接带应搭接碾压。 平土要求厚度均匀，以保证压实质量。 斜墙坝铺筑时应向上游倾斜，均质坝、 心墙坝应向上下游倾斜，以便排除雨水， 铺填时土料要平整，以免雨后积水，影 响施工。
• （二）坝面流水作业的实施
• 流水作业法施工，是根据施工工序数目将坝面 划分成几个施工段，然后组织各工种的专业队 依次进入所划分的施工段同时施工。对同一施 工段而言，各专业队按工序依次连续进行施工； 对各专业队，则不停的轮流在各个施工段完成 本专业的施工工作。施工队作业专业化，有利 于工人技术熟练和提高；在施工过程中保持了 人、地、机具等施工资源充分利用，避免了施 工干扰和窝工。
• 选择开挖运输方案时，应根据工程量大 小、土料上坝强度、料场位置与储量、 土质分布、机械供应条件等综合因素， 进行技术上比较和经济上分析，确定经 济合理的挖运方案。
３、挖运机械配套计算
• 分期施工的土石坝，应根据坝体分期施工的填 筑强度和开挖强度来确定相应的机械设备容量。 • 1、坝体分期填筑强度 • 2、分期施工运输强度 • 3、坝体分期施工的开挖强度 • 4、满足上坝填筑强度要求的挖掘机数量 • 5、满足上坝填筑强度要求的汽车数量 •
• （５）合理布置工作面，充分发挥机械的工作 效率，减少机械运转时间。 • （６）设备必要的修配企业，严格执行保养制 度和操作规程，以保证机械完好率和工作安全。
• ２、挖运配套方案： 常用的土石料挖运 配套方案有以下几种： • （１）人工开挖，手推车、架子车、翻 斗车运输。 • （２）挖掘机挖装，自卸汽车运输。 • （３）挖掘机挖装，胶带机上坝。 • （４）斗轮式机挖装，胶带机上坝。 • （５）采砂船挖土装车，机车运输，转 胶带机上坝。
• 2、心、斜墙填筑 斜墙宜与坝壳平起填筑，也可滞后于坝 壳填筑，要避免防渗体因坝体沉陷而裂 缝。已筑好的斜墙应立即在上游铺好保 护层。 心墙施工中，应与砂壳平衡上升。采用 土砂平起法施工。根据土料与反滤料填 筑先后顺序的不同，又分为先土后砂法 和先砂后土法。
土砂平起法施工示意图(单 位:cm)
• 3、接缝处理
• 土石坝的防渗体要与地基、岸坡及周围 其它建筑物的边界相接；由于施工导流、 施工分期、分段分层填筑等要求，还必 须设置纵向横向的接坡、接缝。这些结 合部位是施工中的薄弱环节，质量控制 应采取如下措施：
• （1）、土料与坝基结合面处理：一般用薄层、 轻碾的方法施工，不充许用重碾或重型夯，以 免破坏基础、造成渗漏。 • （2）土料与岸坡及混凝土建筑物结合面处理： 填土前，先清基、湿润，涂浆，搭接处用小型 机具压实，不得使用羊脚碾等重型机械，搭接 宽度不小于1m。 • （3)、坝身纵横接缝处理： 土料填筑力争平 起施工，斜墙、心墙不充许设纵向接缝。横向 接坡不应陡于1：3，高差不超过15m。分层施 工临时设置的接缝，通常控制在铺土厚度的 1~2倍以内。接缝在不同的高程要错缝。
（二）坝体填筑质量检查 和控制
• 1、严格按施工技术要求进行控制，检查 的项目和内容主要有：填筑部位、碾压 机具、参数。 • 2、检查方法：环刀法取样、挖坑灌砂法 或灌水法。 • 3、取代表性试样进行室内物理力学性质 试验，作为复核工程设计及工程管理的 依据。必要时应留样品蜡封保存，竣工 后交工程管理单位。
• （二）堆石体的压实参数和质量控制 • 1、坝体填筑压实标准。
垫层料 坝 料 孔隙率 相对密度 15~20 0.75~0.8 5 砂砾石 料 过渡料 18~22 主堆石 料 20~25 下游堆石料 23~28
• 2、堆石体的质量控制有以下几个方面：
• （１）在规定的料区范围内开采，料场 的草皮、树根、覆盖层及风化层已清除 干净； • （２）堆石料开采加工方法符合规定要 求； • （３）堆石料级配、含泥量、物理力学 性质符合设计要求，不合格料不充许上 坝。
五、施工质量控制
• 质量控制主要包括料场和坝体填筑两个 方面。
（一）料场的质量检查和 控制
• 1、各种筑坝材料应以料场控制为主，必 须是合格的坝料方能运输上坝。不合格 的材料应在料场处理合格后方能上坝， 否则按废料处理。 • 2、主要控制：是否在规定的料区开采， 是否将草皮、覆盖层等清除干净；坝料 开采加工方法是否符合规定；排水系统、 防雨措施、负温下施工措施是否完备； 坝料性质、级配、含水率是否符合要求。