碾壓式土石壩施工技術要點

閆宇民

（洋縣引酉工程灌溉管理局 陜西 洋縣 723300）

碾壓式土石壩由于其具有就地取材，對壩基地質要求不高，結構及施工工藝簡單等優點，已成為目前小型水庫應用最廣泛的壩型。洋縣引酉灌區自上世紀九十年代末至今已修建了梁河、麻底溝、雙龍寺三座碾壓式粘土心墻風化石渣壩，2009年完成的龍王灘水庫除險加固工程中采用了挖除大壩滑坡體，換填粘土、風化石渣的設計方案。下面筆者將根據施工實際，探討中低型碾壓式粘土心墻風化石渣壩的施工技術要點。

碾壓式粘土心墻風化石渣壩施工內容基本包括：壩基及岸坡土石方開挖、粘土心墻填筑、壩殼填筑、壩址堆石、迎水坡坡面防護。其施工技術要求執行的行業標準主要有：《碾壓式土石壩施工技術規范》（SDJ213—83）、《水工建筑物巖石基礎開挖工程施工技術規范》（SL47—94）、《水工砼施工規范》（SDJ207—82）等。

1 工程測量與岸坡清理

根據施工圖紙，對各建筑物的軸線方向樁和起點及原始控制點進行復測校核。開工前，應復測設計單位移交的各控制點、水準點的坐標值和高程，若在允許誤差范圍內，則應進行平差后作為施工的控制點和高程點；復測各建筑物原始縱橫斷面，對大壩放定壩腳清基及填筑起坡的邊線，其施工樁號應與設計采用樁號一致。放清坡線時，一般較填筑起坡線放大1.0m。清坡完成后，施放填筑起坡線，在壩體填筑過程中，心墻、壩殼每上一層料必須進行一次邊線測量，并繪制在斷面圖中，斷面比例尺寸宜采用1∶200。開始填筑前，應繪制清基地形圖和建基面縱斷面圖，按清基完的地形測設填筑起坡線。

2 壩基與岸坡處理

壩基（基礎）與岸坡處理系隱蔽工程，直接影響工程的安全，一旦發生事故，難以補救，因此，必須按設計要求認真組織施工。

壩基岸坡的開挖清理工作，宜按年度施工計劃，在大壩填筑前完成。清坡可根據壩體填筑工程量分層清理，若填筑量較大時，可按施工組織設計，先清理至滿足本年度填筑需要的層面。待大壩填筑至一定高程時，再進行上層的清理，以免反復清坡。梁河水庫壩高37.5m，大壩總填筑工程量31.89萬m3，清坡分為2層，下層為12m,上層為19.89m；麻底溝水庫壩高40.68m，大壩填筑總工程量27萬m3，清坡分為二層，低層為 18m，上層為22.68m；雙龍寺水庫壩高45.6m，壩體填筑工程量為38.72萬m3，清坡分為3層，下層為10m，中層為15m，上層為20.6m。其開挖一般情況下，應自上而下進行。清理壩基岸坡，應將樹根、草皮、亂石、墳墓以及各種建筑物全部清除，并認真做好水井、泉眼和洞穴的處理。麻底溝水庫采用了人工清理，拖拉機運土，一次清到設計面，梁河、雙龍寺水庫采用了挖掘機先行剝離，人工再清理到設計面，裝載機裝土，自卸汽車運輸的方法。對洞穴和泉眼的處理，雙龍寺水庫大壩右岸有一口破瓦窯，采用挖掘機先將其清除擴挖至底部5m×5m，邊坡1:1的倒圓臺形坑，再用壩殼填料按每層15cm鋪土厚度，蛙式電夯夯壓5遍，并每層測試壓實密度。梁河水庫壩基清理中，挖至建基高程617.5m時，仍存在0.4m～2.0m的淤泥層，且含水量大，又有2處出水點。經設計、地勘人員商定，原大壩建基面高程不變，心墻上游的壩基淤泥全部清除，下游淤泥不清，開挖縱橫向排水溝，溝內埋設反濾料濾水體，將下游壩基滲水排于壩址排水棱體之外。截滲槽開挖，心墻部位的壩基和岸坡巖面開挖，應使開挖面基本平順，其與基巖必須采用斜面聯結，不得設臺階，急劇變坡，更不得有反坡，其巖面清理坡度必須符合設計要求，三座水庫設計開挖邊坡為1∶1～1.5，心墻嵌入弱風化巖層，由于強風化深度不一，開挖深度有一定差距。麻底溝水庫嵌入深度1.5m～2.0m,梁河水庫嵌入深度1.8m～2.5m，雙龍寺水庫嵌入深度基本為2.5m，截滲槽開挖均采用挖掘機挖除、裝車，自卸汽車運輸的施工方案。雙龍寺水庫壩區共有斷層9條，心墻岸坡有一處較大斷層，并有石墨夾層，寬度0.5m～0.8m。處理方案是清除斷層內石墨至新鮮巖面，換填新鮮石渣并壓實。對巖石節理、裂隙采用了填塞或噴灌水泥砂漿處理。壩基（基礎）和岸坡處理達到設計標準后，系統地進行地質描繪編錄，及時測繪，整編資料，邀請地質、設計、質監和監理人員參加共同驗收。對驗收中的保留意見及存在問題及時處理后，盡快請求復驗。合格后進行下道工序施工。

3 填筑

壩體填筑必須在壩基處理及隱蔽工程驗收合格后才能進行。壩體填筑前應根據壩殼、心墻的設計要求，施工所選用的碾壓機具，進行現場碾壓試驗。四座水庫壩體填筑前均在現場作了碾壓試驗，選用不同料場、不同鋪土厚度，確定碾壓遍數。確定碾壓試驗壓實標準高于設計標準5%。四座水庫均為小型庫，壩面不大，心墻和壩殼采用同一臺碾壓機械，其中，三座新建水庫均選用了10t震動平碾，震動碾行進速度控制在5km/h左右，心墻粘土鋪土厚度45cm～55cm，碾壓5遍～6遍。壩殼料為強風化云母片巖或石英云母片巖，松鋪厚度45cm～55cm，震動碾壓6遍～7遍。龍王灘水庫加固采用18t震動凸塊碾，粘土斜墻鋪土厚度65cm，碾壓5遍；風化石渣鋪土厚度65cm，碾壓7遍，均可達到設計壓實度。

（1）心墻填筑。心墻填筑與碾壓平行壩軸線，填料寬度一般包括心墻兩側反濾料寬度。鋪料用進占法卸料，料場開采采用挖掘機開采，人工粉碎，自卸汽車運輸，人工平整，鋪土前將壓實結合層面刨錨并灑水濕潤。梁河、雙龍寺水庫采用人工刨錨，刨錨深度3cm～5cm，每平方米錨坑1個～2個。麻底溝水庫采用開挖錨固槽，平行壩軸線每5m開挖寬30cm，深20cm結合槽。心墻與岸坡結合部位涂刷1∶2.5（土∶水）泥漿，涂層厚度4cm，以利心墻與岸坡的結合。最優含水量現場控制的簡單方法是:握可成團，摔即散開。心墻料段高差不宜超過0.5m～1.0m，分段接茬處在壓實土料時，應迭壓0.5m以上。心墻應同上下游反濾料及部分壩殼料平起填筑。為便于施工，壩體料與反濾料及心墻料采用2m～5m寬度的過渡帶與心墻的填筑面保持同高，以利于心墻料進行混合碾壓，其鋪筑與碾壓必須連續進行。

（2）壩殼填筑。壩殼填筑坡腳較設計坡腳加大50cm，碾壓合格后，用挖掘機對邊坡修整到設計邊坡。填料采用人工開采，裝載機裝車，自卸汽車運輸，推土機平整，振動碾碾壓。由于填料就地開采，運輸距離較近，一般在1km之內，機械的選配為一臺30裝載機配8臺10t自卸汽車，一臺推土機，可以滿足施工進度要求。壩殼填料應分區，浸潤線以下填料應選用新鮮風化石渣，以利排水。嚴禁山坡表層腐殖質上壩，料內不得含石墨、樹根，石渣的粒徑不許超標。應控制合適的含水量，當風化石渣含水量過低時，碾壓前應加水濕潤，加水量為填量的15%。嚴格按碾壓試驗參數控制鋪土厚度，不得超厚。

（3）接縫碾壓。填料與壩基、岸坡、輸水涵洞等結合部位寬度1.5m～2.0m范圍內或邊角處采用人工夯實。粘土心墻部位用蛙式電夯，壩殼部位用沖擊夯進行打邊壓角。壩下涵管以上及兩側填土保持平衡上升，在2m范圍內禁上碾壓機械，結合部位必須嚴格處理，保持結合質量。

4 反濾排水設備及護坡施工

（1）反濾排水。鋪筑反濾層，必須嚴格控制厚度，幾座水庫均采用了人工鋪筑，待心墻與壩殼同步碾壓完成后，定出心墻邊線，劃出反濾層開挖輪廓，人工開挖反濾層溝槽，深度至下層反濾料。再填筑反濾料，填筑面高出心墻面10cm，平板碾壓實。

（2）壩趾排水。所用石料必須堅硬，其軟化系數必須大于0.85，飽和抗壓強度不小于50MPa，巖石容重大于2.2t/m3，其幾何尺寸最小邊長不小于20cm，最大邊長與最小邊長的比值不大于1.5～2。堆石應分層進行，靠近反濾料處用較小的石料，外坡表面用較大的石料，每層厚度以0.5m～1.0m為宜，使其穩定、密實，其上、下層面應犬牙交錯，不得有水平通縫，相鄰兩段堆石的接縫應逐層錯縫，不得垂直相接。

（3）護坡。砌石護坡前先將壩坡削至設計坡面，再鋪設墊層，在墊層上砌石。石料要求同壩趾排水，墊層鋪筑，按照設計要求，分層鋪筑，各層之間要鋪設平整，層次分明，不能串料，鋪筑塊石不得破壞墊層。

5 工程質量控制

碾壓式土石壩施工質量控制，包括：①壩基處理質量控制。主要是按設計要求，清理壩基的不穩定巖體、建筑物、腐殖土以及對壩體安全可能構成影響的堆積物各種洞穴等。②料場的質量控制。主要是控制開采場清坡是否到位，填料開采、加工是否符合規定，填料含水率是否適宜等。③壩體填筑質量控制。重點是填筑料的壓實質量控制和防滲體的層間結合，防滲體與壩內其他建筑物的結合。④護坡和排水反濾體質量控制。主要控制塊石質量、砌筑方法墊層級配等。

6 結論

運用以上技術要點，新建的洋縣麻底溝、梁河、雙龍寺三座水庫和龍王灘水庫加固工程，各項技術指標符合設計和規范要求，滿足使用需求。水庫運行以來，大壩工程質量穩定，壩體各項技術指標符合設計及規范要求。工程運行以來，發揮了巨大的社會效益，為灌區農業增產和農民增收發揮了積極作用。陜西水利