均質土壩填筑技術

□楊振標（深圳市廣匯源水利建筑工程有限公司）

1.工程概況

某新建水庫,最大庫容1708萬m3，最大壩高23.6m，壩頂長142m。主要工程量：開挖15.9萬m3，土方填筑42.7萬m3，砌石1.08萬m3。壩基地質情況：左岸殘坡積層厚1.2～3.0m，下伏基巖為紫紅色砂頁巖，泥質粉砂巖夾石英砂巖，風化強烈，河床及右岸為灰白色石英砂巖間夾頁巖含凝灰巖及凝灰質砂巖透鏡體；河床淤泥質土及砂礫層厚1.2～6.84m，右岸風化較淺，有強–弱風化的石英砂巖裸露。

2.填筑技術要點

2.1 碾壓試驗

試驗目的和意義：在大壩填筑前，通過碾壓試驗驗證設計填筑標準的合理性，確定達到設計填筑標準的壓實方法；包括選定壓實機械的種類、型號及機械參數；確定鋪土厚度，碾壓遍數、行車速度、無粘性土和堆石的加水量、粘性土的含水率等，為提高功效，采用進占法鋪土，凸塊振動碾壓。

碾壓試驗：一是根據地勘資料和料場復查成果選擇具有代表性的壩料進行碾壓試驗；二是先在地基上鋪壓一層試驗料，壓實到設計標準（粘性土料的含水量應控制在最優含水量附近），將這一層做為基層，然后在其上進行碾壓試驗；三是碾壓試驗采用逐漸收斂法。即固定其他參數，變動一個參數，通過試驗得出該參數的最優值，固定此最優參數和其他參數，變動另一個參數，用試驗求得第二個最優參數。依此類推，使每一參數通過試驗求得一最優參數，最后用全部最優參數，再進行一次復核試驗，若碾壓結果滿足設計、施工要求，即可將其定為施工碾壓參數；四是檢查方法按《土工試驗規程》。試驗完成后，對試驗資料進行系統整理分析，繪制成果圖表，編寫試驗報告，批準后可用于指導壩體填筑施工。

2.2 壩基清基要點

壩基清理不當，可能導致大壩的災難性破壞，如壩體連同部分地基沿軟弱面發生滑移破壞、壩基因管涌或流土而破壞等，因此，在清理壩基時，一般情況下，所有軟弱層、透水層、雜石雜物等都必須清除。如發現新的地質問題或檢驗結果與勘探有較大出入時，應報工程師處理。

本工程的壩基殘坡積層、泥質粉砂巖、石英砂巖、河床淤泥質土及砂礫層都已徹底清除。

2.3 地下心墻部分防滲土料的碾壓

開挖、填筑過程中，必須排除地下水與地表徑流。應配備足夠的排水設備，并保證排水的電力供應。

開挖心墻過程中，邊開挖邊抽水，把地表水、泉水引到集水坑集中抽排。并隨開挖深度的加深，集水坑底部不斷下移，當開挖到設計深度高程時，除集水坑外，心墻底部必須無積水。在填筑心墻時，一定要快填快壓，填筑第一層土時集水坑暫時不填土，碾壓后如遇彈簧土，須挖除后繼續碾壓，按碾壓試驗要求碾壓，并及時檢測碾壓質量，符合要求后再最后處理集水坑。集水坑滲水量不大（＜0.2m3/s）時，可以直接填土碾壓，出現彈簧土后馬上挖出再填土碾壓，反復幾次即可將滲水堵住。滲流較大時，可采用其他類型的降水方法，如在鋪蓋層位置設置管井降水。

2.4 排水棱體的填筑

反濾體的施工質量不好，會增大揚壓力，不利于壩體的安全。因此，要求塊石的飽和抗壓強度≥40～50MPa,巖石空隙率≤3%，吸水率≤0.8，重度應＞22kN/m3，不宜使用風化石，用于排水棱體的塊石，必須表面光亮，無帶泥，無帶石粉渣。施工質量上，要求反濾體必須使保護的土不發生滲透變形，反濾體的滲透性大于被保護土，能暢通的排除滲透水流，同時，不致被細粒土淤塞失效。砌石應從坡角開始，向上分段填筑，鋪砌塊石。整個厚度方向的所有空隙應用尺寸合適的碎石填滿或用鐵釬嵌入碎石,以保證填塞緊密。保證鋪砌平整、坡度均勻。

大壩填筑時，外坡與反濾體接觸位置，一般要求先砌筑好反濾體再填土碾壓。靠近反濾層部位的土方填筑，宜采用打夯機夯實，壓實度按大壩的要求。填土層厚100mm。

2.5 壩體的填筑

各種施工參數及機械設備按碾壓試驗成果執行。填料應與碾壓試驗土料基本一致，如有變化，應重做碾壓試驗。

壩體填筑以機械施工為主，人工為輔，主要工藝流程為挖掘機或裝載機挖裝、推土機集料，自卸汽車運土、推土機推平，進占法施工。與山坡接觸及大型機械壓不到的部位，用手扶式震動碾補壓，填土采取沿縱軸線方向分層依次進土，流水作業施工，即鋪土→推平→碾壓→質檢。

對含水量過大的土料要采取措施降低含水量至合適范圍，可采取料區翻曬、挖溝降水、備土、雨天覆蓋等措施。含水量過低時可在料區采取灑水等補水措施。

每層鋪土填筑前，須對前一層填筑土進行取樣試驗，合格的可進行該層鋪土施工。降水天氣沒來得及覆蓋或臨時封面的要及時清除，清除的厚度視影響而定，然后要進行層面補壓。

對垂直壩軸線方向的接縫采用斜面相接，坡度采用1:5，縱向接縫采用平臺和斜坡相間形式。上、下層的分段接縫位置應錯開2～3m為宜。盡量做到作業面均衡上升，減少施工接縫。

鋪料至壩邊時，為保證填筑質量，應在設計邊線外側超填一定余量，機械鋪料≥300mm。待壓實后，再進行削坡修整至設計斷面，對于建筑物周邊的土方填筑，再根據填筑的速度及時在建筑物外表面涂刷1:2.5～3.0泥漿，在填筑前泥漿應處于濕潤狀態。不得過早涂刷泥漿，已干脫水泥漿皮要及時鏟除沖刷。建筑物兩側土方用手扶式打夯機結合蛙夯進行施工，以保護建筑物不被破壞。

填筑中，若發現“彈簧土”、層間光面、層間中空、松土層或剪切破壞等問題時，應及時進行處理，并經檢驗合格后，方可鋪填新土。

分段、分片碾壓，相鄰作業的搭接寬度，平行壩軸線方向不得<0.5m，垂直壩軸線方向≥3m；各段應設立標志，以防漏壓、欠壓和過壓。碾壓機械行走方向應平行于壩軸線；嚴格按碾壓試驗確定的參數施工。

上壩土料采用先庫內，后庫外，低土低用，高土高用的原則。

3.質量控制

一是質檢人員對所有取樣檢查部位的平面位置、高程，檢驗結果等均應如實記錄。跟班檢查記錄，全程跟蹤控制，對已經過土工試驗合格與否進行標識。二是對機械操作員進行培訓，確保鋪土在已驗收合格、層間結合面含水量適中的作業區內，如采用光面壓路機，要及時進行刨毛。為保證水分不易過快散發，卸料后及時平土，及時碾壓（同時防止雨天雨水浸泡土料）。運料設備輪跡應錯開，避免土料被過度碾壓。三是保持工作面中間比兩邊稍高，以利于雨天排水。并準備充足土工膜或塑料膜、瀝青紙，施工期間遇到下雨天，鋪在壩坡上作成若干臨時排水溝，排放工作面積水，以免沖刷破壞邊坡。四是分段間有高差的連接或新老壩坡相接時，垂直壩軸線方向的接縫以斜面相接，坡度可采用1:3-1:5，高差大時宜用緩坡。斜坡結合面上，應隨填筑面上升進行削坡直至合格層。坡面需經刨毛處理，再鋪填新土壓實。壓實時應跨縫搭接碾壓。五是合理安排分段填筑面長度及施工強度，流水作業時間，防止出現填筑面土層暴露時間過長，出現干裂。對暫停施工填筑面及完成區段及時鋪設保護層（或盡快安排后續工作）。六是質量檢驗的儀器應定期檢查并校正。七是采用數理統計方法，用質量管量圖進行質量分析及管理。