大壩填筑粘土制備方法

楊合誼

【摘 要】主要描述大壩填筑粘土制備方法，重點介紹通過筑畦灌水對低含水率粘土進行含水調整并達到規范要求的方法。

【關鍵詞】粘土制備；筑畦灌水；含水率調整

Dam filling clay preparation

Yang He-yi

（Seventh China Water Conservancy and Hydropower Engineering Bureau Co.ltd Chengdu Sichuan 610000）

【Abstract】Describes the dam filling clay preparation， focus on building plot irrigation by low moisture content aqueous clay and meet regulatory requirements adjustment methods.

【Key words】Clay preparation；Building plot irrigation；Moisture adjustment

1. 粘土料場概述

（1）蘇丹某大壩填筑用粘土料場，位于填筑壩址上游約2.2Km，在粘土制備開始前，首先對該料場進行了詳細勘探及粘土含量初步估算。勘探分別通過鉆孔取芯和開挖探坑的方式進行，然后進行后續的室內試驗，以分析土樣特性。

（2）根據勘探結果，獲知該料場的粘土料主要為黑棉土，而室內試驗結果顯示，除部分粘土夾砂層的液塑限不合格外，其余各粘土層的技術指標均滿足合同要求，可作為大壩填筑料使用，并初步判定此料場的可用料儲量滿足工程使用要求。

2. 料場規劃及施工強度

2.1 料場規劃。

根據施工安排，現場填筑施工時粘土料不設暫存料場，料物制備開采后直接上壩。計劃開采區域劃分為42個100m×100m的方格以便筑畦灌水；剝離料可用來堆筑畦埂，多余的棄料運至棄渣場進行堆存以便后期復耕使用。

2.2 填筑及開采強度。

（1）根據現場施工條件，并結合工程一期導流圍堰施工經驗，填筑量與開采量的換算系數取1.4，即開采量=填筑量×1.4。根據總進度計劃安排，粘土料填筑高峰月強度為15萬方/月，即相應的開采高峰強度約為21.5萬方/月。

（2）如圖1所示，要達到21.5萬方/月的開采高峰強度，則粘土制備強度亦需滿足該強度值，為此考慮規劃42個100m×100m的畦塊制備粘土，每個畦塊每次制備將提供8000～10000方的合格粘土供開采，保證施工強度。

3. 粘土料制備及開采

3.1 施工準備。

粘土料制備的施工準備工作主要包括施工道路、棄渣場布置、供水、供電、排水、現場辦公及通訊等。這類工作可根據工程現場實際情況進行實際布置，在此不作贅述。

3.2 粘土料筑畦制備方法。

（1）根據粘土料制備程序，施工準備就緒后，便可進行覆蓋層剝離，剝離主要是進行清表，以清除雜草、樹木等植被，進行無用料檢測后，再剝離無用料，剝離采用推土機進行，反鏟和自卸汽車配合。無用料的剝離需通過挖坑取樣實驗確定，結果確定后應由地質工程師與現場管理員密切配合控制無用料的剔除。剝離料可用作料場邊界和分區邊界的土梗堆筑或修筑臨時道路。應根據開采計劃進行一定范圍的剝離，避免大面積或一次性全部將料場剝離，以防剝離后長期未開采而需要重新剝離。這樣不僅避免了重復作業，也節省了土料。

（2）剝離完成后需檢測土料的天然含水，以確定是否可以直接開采。若天然含水滿足施工要求（滿足-1%≤NMC-OMC≤+3%），則直接開采上壩；或天然含水偏高（NMC>OMC+ 3%），則需翻曬處理，直到含水滿足要求方可開采；若天然含水偏低（NMC

（3）整個粘土料場按規劃形成如圖3所示的畦塊，畦塊底部應基本保持水平，畦塊灌水單元設為100m×100m，分別命名為block1，block2……block n，并做標識牌，標識牌需要反映該灌水單元的灌水開始、結束時間、浸泡時間、檢測時間及檢測合格與否等參數，以便于整個畦塊的管理。

（4）畦塊形成后引水至料場，向擬開采畦塊灌水。

（5）為使灌水更加充分，在筑畦灌水前采用裝耙的推土機翻松土料。土料翻松后，開始筑畦施工，畦塊土堤高度為30～40cm，以滿足灌水深度要求。根據不同土層，灌水約為20cm-30cm深，灌水時間擬定為5～7天，灌水后如圖4所示；灌水時間達到要求后，將畦塊內積水放干（為提高水的利用率，積水可排放至下一個田畦內），晾曬，然后每0.3m厚取樣檢測含水量。若含水量滿足規范要求，則土料可直接使用；若含水量偏小，則需灑水以補充水分，反之則需翻曬以降低含水。不同土層的特性也不同，如何通過實驗結果控制灌水水深、灌水時間、晾曬時間、開采深度等參數是粘土料場制備的關鍵。根據多次取樣檢測結果顯示：對于高液限的土層，在枯水季節，灌水20cm～25cm深一周并將水排干后的晾曬時間一般約為10天，有效滲透深度為1.0m～1.2m，開采深度0.8～1m。

（6）但不同畦塊土層的特性也稍有不同，在開采過程中，以上參數可根據實際情況進行適當調整。如果檢驗合格的土料不能在短期內使用，則應定期灑水養護，確保其表面濕潤，但最終的含水量控制以Proctor實驗結果為準。

3.3 粘土料開采。

（1）為保證層層制備的連續性及均衡性，制備后的粘土采用立采方式進行取料，如圖5所示，料場開采時主要采用反鏟采料裝車，同時配以推土機進行開挖底部大面的平整及部分集料。

（2）含水量符合要求的土層挖完后，通知實驗室對下一個土層進行檢測，根據試驗結果判定其是否適合開采。若試驗結果顯示此土層滿足可用料的規范要求，則繼續重復上述操作：灌水→晾曬→檢測含水→開采；若試驗結果顯示此土層不適合開采，則轉向下一田畦開采。如此循環，直至將料場的可用料層全部挖完。

（3）為保證填筑工作的順利進行，田畦的灌水強度須不低于開采強度，且必須提前9～14天開始灌水。

4. 施工資源配置

根據施工總進度計劃，粘土最大月開采量約為21.5萬方。為保證施工高峰期壩體填筑的連續進行，并考慮到料場至填筑部分的運輸距離，料場制備開采高峰期需配置如下設備和人員。

5. 質量保證和控制

（1）該項料場開采料主要為各向同性的黑棉土，材料性能比較穩定。質量控制涵蓋在粘土料被運輸到填筑現場前，開挖前及開挖過程中，質量控制的重點為液塑限和含水檢測。

（2）為保證壩體填筑的順利進行，料物開采及制備過程中，試驗室需加強開采區域的料物性能檢測，不合格土層不得開采，或根據現場需要挖出后棄除，以便進行下一層可用料的開采。

（3）試驗室需安排專人負責土料的常規檢測，檢測項目包括含水、顆粒級配分析、分散性、有機質、滲透等，確保只有合格的材料才能用于施工。

（4）料場開采前應建立質量控制系統，包括質量控制小組、質量控制驗收系統。質量控制驗收系統主要表現在對土料的保護、實驗、記錄、審核等過程。

（5）質量控制管理小組由技術部、土石方工區、施工部、試驗室和測量隊組成，并由專業工程師向作業隊技術負責人和作業人員對各工序、特別是關鍵工序的施工方法、質量措施進行交底，明確質量控制要點，并在施工中嚴格控制。