碾压式土石坝施工技术与质量控制方案

碾压式土石坝目前是我国范围内乃至世界范围内运用的最为广泛的坝型之一。施工环节简单、取材容易、对周围环境的要求相对较低都是其最为突出的特点。对于一些中小型的水利工程来说，这种新的坝型的出现无疑在很大程度上解决了技术以及施工中面临的问题。碾压式土石坝的质量监控包括了准备、施工过程两个环节。而施工的基本内容包括了土石方以及岸基的开挖、心墙的填筑、坝址的堆石、坝壳的填筑以及坡面的防护等。

一、施工过程技术环节的控制

1、工程的测量以及岸坡的清理

按照施工的图纸，从各个建筑物轴线位置的桩、起点以及原始点等进行校核复测。开工之前，应该复测整个设计图纸上的水准点以及控制点的坐标和高程，如果处在允许误差的范围之内，就将其平差之后的点作为具体施工的高程点和控制点；还要复测各个建筑物的纵横断面，放置清坡线的时候，一般会比起坡线大一米左右。在清坡工作完成之后，紧接着就是施放起坡线，需要注意的是在坝体的填筑过程中，坝壳、心墙上的每一层料都要进行边线的测量，并在绘制断面图时，采取的比例尺最好为1∶200。

2、岸基的开挖

坝基的开挖、处理、清除是整个施工过程中的的主要内容，它的结果好坏很大程度上就决定整个枢纽工程能否顺利完成。因此，在坝体进行施工前，坝基的开挖以及处理是很有必要的。坝基的开挖需要自上而下的进行，先是两岸的岸坡，之后是河槽的坝基处理。坝基的处理主要包括坝基、软土层处理、坝肩的防渗漏处理。覆盖层是比较浅的话，就需要挖为截水槽，之后还要回填一些与坝体防渗体大致相同的材料；覆盖层如果比较深，通常采取灌浆法进行处理。对于断层、节理裂隙、破碎带、泉眼等其他问题，就需要采取一些强针对性比较强的解决措施。

3、心墙的填筑

心墙的填筑需要与碾压坝的轴线平行，填料的宽度主要包括了心墙两侧的反滤料的宽度。其次，料场的开采一般采用的是挖掘机的开采、自卸汽车的运输、人工进行粉碎、人工进行平整等，铺土前需要刨锚压实的结合面，之后还要洒水进行湿润。心墙必须同上、下游的反滤料以及坝壳进行料平起的填筑。为了便于进行施工，坝体料和反滤料以及心墙材料一般采用2m至5m 宽的过渡带使其与心墙填筑面能够保持同等高度，这样就有利于混合并碾压心墙材料，同时，心墙的碾压与铺筑必须连续的进行。

4、坝面的处理

坝面的施工是确保坝体整体质量的核心部分，应该严格检查各个工序的完成进度。因此，这就要求在进行粘土的铺料时要与压实同时、连续进行；上层的土料应该与下层严格压实，并且在刨毛之后洒水进行铺填；粘土的洒水应该少、匀、勤，目的则是为了确保压实的效果；卸料应该尽量采取进占法进行退铺；铺料保持均匀，大的土块必须打碎；上下游之间保持1～2%左右的坡度，便于排除在施工期间降落的雨水；压实过程必须按照次序有序的进行，不要过压、欠压、漏压；碾压的机械要平行于坝轴线，利用进退以及错距的方式进行开行；分段进行碾压时，顺时针碾压的方向搭接的长度不应该小于0.3至0.5米。汽车需要穿越的反滤层在进入之后的防渗体需要设立专用的“路口”。

二、施工的质量环节控制。

1、土石坝压实质量控制的控制办法

（1）在碾压压实的过程中，应当避免因碾压过渡而产生的剪切劈坏，同时在堆石区应当采用退却法进行，使得土料能及时供应。碾压方式通常选择进退错距法，搭接宽度为碾宽和碾压遍数之比值。

（2）料场的质量管理首先应当对料场土料的强度、级配、视比重、吸水率，进行了解，且每一个料场至少要试验一次，才能够重新的对土料进行级配，并对其进行分类。

（3）是对压实沉降率的要求。不同的石料级配，其压实度也是不一样的，且还需要根据压实度的密度，计算其压实沉降率。

（4）对土层含水量的处理是保证路基施工质量的重点难点。在压实操作中，也需要注意到土中的含水量，确保压实操作能达到预期效果。压实的过程中会对地层产生一定的破坏，这样会使路基经受一些自然因素的侵蚀，因此在这种情况下必须采取一些保护措施。首先由于地表水的一些累积与冲刷，会导致坝面的一些岩石脱离，因此可以采取一些坡面的防护措施，比如植物防护、混凝土预制等综合防护。在近期人们对于环保意识逐渐增强时，很多施工人员都是采用防护草进行防护。另一方面，在边坡较高的情况下，可以修葺一些方形的框格，然后在种植一下防护草，不仅有美化环境的作用，还能起到防水侵蚀的效果。

2、准备过程的质量要求

坝体的填筑材料所包括的物理、化学特性、力学原理等指标需要严格控制，比如粘土内粘粒的含量、含水量、塑性的指数、渗透的系数及块石、沙砾的密度、形状和级配等，这些是关系土石坝的质量的一些决定性的因素；施工准备的阶段，须对设计的料源、料场进行比较详细的勘察，利用现场的取样以及第三方实验等来确认质量能否满足施工的要求；之后借助现场的测量来标定开采的范围，还要核实具体数量来确定是否可以满足坝体的填筑需要等。坝料的碾压试验一般选择收敛法也就是淘汰法，就是便于在满足施工规范的前提条件下，尽量减少试验的数量，进而提高效率。试验的场地的大小、数量都要负荷碾压实验的规范以及要求，碾压的试验成果要达到标准并且具有一定的实际意义。坝料的加工以及制备都要在料场内部进行，这就包括了土料的含水率和石料级配的调整等，堆石体、反滤料的级配之间的调整需要在料场内部完成，运输、摊铺、装卸过程需要采取相关措施来避免分离现象的出现，填筑期间可以在坝的表面按照填筑量15%至20%加水进行湿润，用以加强压实的效果。

3、施工过程的质量要求

依照碾压式土石坝内部结构以及不同的分区及其及施工的要求，填筑期间要采用坝壳方向向心墙的方向的施工顺序，也就是坝壳料到过渡料，过滤料到反滤料，反滤料到粘土心墙，这是在施工的过程中必须严格遵守的先后顺序。堆石区应该采用退却的方法有序进行，这就使得上料的设备可以顺利的进入。

4、施工之后的质量检查

现场的取样以及实验室的试验是评判整个填筑的质量能否满足设计规范的核心判据之一，采用的环刀法是用来测定粘土的压实指标，反滤以及堆石体的检测一般选用的是试坑法。现场的取样部位、数量应该要准确的衡量整个土石坝的压实质量。实验的结果需要满足设计的要求，者是转入到下道工序的不可或缺的条件。总而言之，除了技术环节上要严格把关，在施工中的质量环节上也不能放松要求，好的监管措施才是确保整个工程稳定可靠，能够及早完成的重要保障。因此，很有必要做好以上提高的几个环节，从每一步走起，严格要求，切实抓好每一步，做好每一步。

三、总结

就目前而言，碾压式土石坝的施工方案是对于大部分的中小型水利工程而言最好的选择之一，也就是说，要想更大范围的推广该种施工办法，还需要不断探究、改进施工办法，要在原有基础上进一步的提高施工效率，进一步增强工程的稳定性以及可靠性。