水利工程中大坝填筑施工管理

 1案例介绍

某水利枢纽工程主要由发电工程和大坝工程两个部分构成，其中粘土心墙堆石坝的总建设高度为98.3m，坝顶的总长度为1103.2m，宽度为12m。上游、下游坝坡坡比为1∶2。填筑总量为1458万m3。

2坝体的基本结构和技术要求

坝体主要由粘土心墙防渗体、反滤料、坝基过渡层、坝壳砂砾料、坝壳渣石料构成。其技术标准如下：

2.1粘土心墙防渗体技术标准

主要粘土作为填筑材料，要求压实度在98%以上，含水量控制在21%左右，干密度控制在1.61g/cm3，渗透系数控制在1×10-5cm/s，有机质含量在2%以内，水溶盐含量控制在3%以内。完成碾压施工后要进行取样试验。

2.2坝基过渡层技术标准

坝基过渡层使用碾压后级配良好的砂砾石料，要求砂砾具有耐久性。杂质中不能有有机物和粘土。填筑相对密度控制在0.75以上，干密度控制在2.01g/cm3。完成碾压后，渗透系数要在1×10-3cm/s。过渡料的颗粒直径控制在5～80mm之间。2.3反滤料的技术标准使用经过筛选后具有良好级配的砂砾石料作为反滤料，要求反滤料颗粒具有耐久性和坚硬等特点。不能含有有机物质和粘土，设计干密度控制在2.01g/cm3，相对密度在0.75以上。

2.4坝壳砂砾料的技术标准

坝壳砂砾料中的含泥量在5%以内，最大粒径在铺料厚度的2/3以内。填筑相对密度在0.75以内。设计干密度为1.98g/cm3。完成碾压后，渗透系数要超过1×10-3cm/s。

2.5坝壳渣石料的技术标准

坝体壳渣石料主要来自于溢洪道的开挖料，主要在心墙下游坝壳的干燥区进行应用。填筑密度在0.75以上。在实际填筑过程中，需要完成碾压试验和室内试验工作后再确定。

3粘土心墙防渗体的施工管理

3.1施工措施

本工程使用74kW推土机将覆盖层清理干净，使用2m3的正铲挖掘机装挖土料，然后使用20t自卸汽车将土料运输至坝上。使用拖拉机牵引12～18t碾压设备进行碾压，并使用2.8kW蛙式夯实机进行补夯。填筑施工时，使用平层填筑的方式进行施工。由于粘土料场试验区段含水率在21%～25%之间，所以设计最佳含水率为21%。在对比不同碾压次数和铺土厚度后，最终将铺土厚度确定为35cm。结合料场上坝中含水率和料场含水率的编号情况，将碾压次数确定为6遍、8遍、10遍和12遍。在开采时，不宜倾斜，定期检查料源中含水率的变化情况。一旦天然含水率大于设计中的最佳含水率±2%，要对料源进行翻晒，将干密度控制在1.61～1.63g/cm3之间，将压实度控制在0.98～0.99之间。

3.2质量管理措施

在岩面或混凝土填土时，要先在其表面洒水湿润，涂刷浓泥浆的同时进行铺土和夯实施工。不允许泥浆凝固以后再进行铺土和压实施工。涂层的厚度控制在3～5mm之间，泥浆的重量比控制在1∶2.6～1∶3.0之间。在进行裂隙岩面的填土施工时，首先进行洒水，然后一边涂刷水泥砂浆，一边进行铺土施工和压实施工。碾压工作要在砂浆初凝之前完成。将涂层的厚度控制在6～11mm之间。对于岩石岸坡和防渗体宽度为1.6～2.0m的边角处，使用小型振动机夯实，和坝体的搭接宽度＞1m。对于混凝土建筑物、岸坡和掺合土、砾质土结合的位置，为了防止和粗料直接产生接触，使用高塑性粘土进行填筑，填筑宽度控制在1～2m。在对混凝土垫层和平坦的基岩的首层土料进行压实时，要做好排气工作。当出现爬坡脱空的情况时，要将补填挖除。在土层表面的水分蒸发过快，气候比较干燥时，对压实表面洒水湿润后再进行铺料。在雨季施工时，日降雨量大于15mm时，要暂时停止心墙填筑施工。使用塑料布对心墙进行覆盖。雨后使用推土机进行刨毛、清面后再进行上层的填筑施工。对于一些无法碾压到的位置，使用打夯机夯实。

3.3检测施工质量

使用“三步检测”的方法对粘土心墙的填筑质量进行检测。首先检测料场粘土料的含水率，保证土料的合格性。然后使用环刀法进行常规取样，取样时根据手感、目测来对实际压实效果进行判断，如果涂料压实达到设计要求，使用铁锹很难挖动，土层切割开后土层连续、密实，并且表面光滑细腻，使用手掰土块时，会感觉到抗折力。目测和手感合格后，利用环刀法对压实的含水率、干密度进行检测。得出试验数据后，将质量检测报告填写好，并要求监理人员进行签证。

4反滤料、过滤料填筑施工管理

在施工时，使用分层分段的方法进行铺料施工，要等到铺筑好土料后才能进行反滤料的施工。铺筑好反滤料后，为了防止车辆对反滤料造成污染，不允许车辆从反滤料填筑层通过。反滤料中混入土料时，要马上清理出去。在对界面的反滤料和过渡料进行铺筑时。要保持界面清洁，宽度要达到设计要求。通常情况下，填土和反滤料交叉区域的宽度要是土层厚度的1.4倍以上。雨季施工时，注意不要将车轮上的泥沙带入到填料中。禁止大重量汽车从路面通过。在铺筑反滤料时，将反滤料中的含水量控制在3.5%以内。施工时，不允许有水分掺入。冬季施工时，清理干净填筑料表层的积雪层或冰冻层，确保填筑施工可以达到规定要求。施工时，尽量提高碾压次数和碾压压力。雨后重新施工时，要将含水量超标的反滤料以及被泥沙污染的反滤料进行处理。

5坝壳砂砾料施工质量和检测方法控制

由于坝壳料中的细料组比较少、粗粒料的含量比较多，并且组粒料的含量缺乏均匀性。在进行碾压试验时，要将粗粒的含量控制在90%左右。进行碾压试验后，设计铺料厚度控制在70cm左右，碾压次数为8次。进行填筑时，从上游逐渐向围堰侧向左坝段的方向进行填筑施工。使用错距碾压的方式进行碾压施工，错距宽度控制在0.3m以上。碾压设备的施工方向和坝轴线的方向平行。使用一吨小型振动碾对防渗墙和坝肩进行碾压。适当增加碾压次数，在铺筑上游坝坡和下游坝坡时，要留出一定的余量。冬季不允许进行坝壳料施工。为了防止心墙被冻坏，停止施工前，要保证坝壳料填筑超过心墙的1.6～2.1m。施工完成后，使用挖坑灌水法检测坝壳料的颗粒级配和压实相对密度，并使用表面波压实密度仪法进行辅助检查。一般每2000m3抽选出一组进行检测。

6坝壳渣施工管理

坝壳渣施工时，主要需要做好以下五个方面的检测工作：（1）检查碾压设备的质量和规格、振动碾的振动力和振动频率；（2）检查填筑位置坝料的质量以及边界的控制情况，检查反滤料和防渗体坝壳料之间的平起关系；（3）检查碾压参数和铺料厚度；（4）检查岸坡、坝基和坝体、刚性建筑物的结合情况，检查纵向接缝和横向接缝的处理情况，检查土砂结合处使用的压实方法以及施工质量情况；（5）检查填筑料中是否存在夹泥和大直径石粒集中的情况。在坝壳渣石料填筑施工时，重点做好压实参数的控制工作，并根据规定要求取样检测级配和干密度，并做好记录工作。使用挖坑灌水法检测坝壳渣石料填筑现场的施工密度，检测后要求试坑直径是坝料最大颗粒直径的两倍以上。

7结语

本水利工程为了保证大坝填筑施工的施工质量，主要从施工技术、施工质量控制、施工质量检测等方面开展管理工作。工程施工完成后，管理效果良好，值得类似工程借鉴引用。