张成斌

（牡丹江市阳明区五林镇水利站）

摘 要：我国近年来逐渐重视水利水电工程建设，而作为水利水电工程中的主要施工项目，坝工建设的发展水平逐渐提高，其中土石坝由于其结构简单、节约建材、施工难度低等优点，成为在坝工建设中发展速度最快、运用最广泛的坝型。本文将依据实际水利水电工程实施状况，对土石坝的优缺点作简要概述，并对其施工技术做探讨分析。

关键词：水利水电工程；土石坝；分析

土石坝是指就地取材，利用当地石料、土料或者混合材料，通过碾压、抛填方式堆筑形成的挡水坝。具有建筑结构简单、施工便利、材料成本节约、地质条件要求不高等优点，是目前我国坝工建设中应用比较广泛、发展速度较快的坝型，在我国的坝工建设中，土石坝占到了百分之九十以上的比例。土石坝类型有很多，根据建设材料的不同，可以将土石坝分为以卵石、石渣、爆破石料为主要建坝材料的堆石坝，以土、砂砾为主的土坝。以及将上述两种材料按比例混合的土石混合坝；按施工方式的不同，可以分为冲填式土坝、碾压式土坝、定向爆破堆石坝以及水中填土坝等，其中应用最普遍是就是碾压式土石坝；若按坝高的不同又可以将土石坝分为低坝、中坝、高坝。以下将详细分析土石坝的优缺点，并结合实际水利水电工程施工对土石坝技术进行研究讨论。

1 土石坝优缺点

1.1 优点

（1）由于在土石坝的施工中可以就地取材，选择施工材料，具有节省运输成本，减少对钢材、水泥等材料的使用，节约人力物力；（2）坝身结构为散粒体，适于变形，对地基要求较低，性能良好；（3）土石坝结构简单，在进行维修扩建工程时，便于施工；（4）施工程序较少，工程技术简单，施工难度小。

1.2 缺点

（1）由于土石坝坝顶不具备溢洪功能，因此需要单独建设溢洪道；（2）当地黏性土料易受气候影响；（3）与浆砌石和砼石相比，土石坝的施工导流不够便利；（4）土石坝易出现不均匀沉陷，或沉陷程度较大。

2 土石坝施工实例

某水库大坝为黏土心墙坝，坝顶宽8m，长240m，坝高48m，100m的设计正常高水位，103m的校核洪水位。坝址以上的河流全长是104km，流域面积是2160km2，其中通航河道是50km，常年过坝的木船和竹木筏载重量为5～10t。坝址的两岸有山坡比较陡的高山，覆盖层比较薄，基岩是X级的石英砂岩，两岸的岩石风化比较深，节理发育，河床的基岩比较好。河谷宽度是200m，河底高程是25m。河床覆盖的沙砾厚度是0～3m，平均厚度1.5m。在坝址宽阔冲积台地的上下游3～7km的河滩和台地上，有大量的Ⅲ类土的沙砾料，满足了筑坝的要求。水上采用沙砾平均运距是5.5km；水下采用土沙砾运距是3.5km。

3 土石坝的施工导流

该工程的坝址所处的河床比较窄，分期施工对土石坝的施工质量很难保证，不宜布置永久泄水建筑物。所以，在施工导流方案选择的时候，利用了两岸坚实的高山，导流方式采取了全断面隧洞。导流隧洞宽9.8m，型式为城门洞形。因为施工队伍具有机械化程度高及较好的坝址区域条件，因此爆破采用了全断面微差，一次性成型，而周边采用了光面爆破。布置了8个掏槽孔在洞中心，布置了80个在周边。崩落孔间布置排距为1.3～1.5m，实际上炮孔布置了60个，一共布孔148个。在施工过程中，钻孔利用的是钻孔台车，掏槽孔直钻孔直径是45mm，周边孔和崩落孔钻孔直径为40mm，装药采用的是装药台车，掏槽采用的是楔形，起爆网络是非电毫秒微差一次性爆破。

4 土石坝施工过程

4.1 施工的组织设计

材料的规划设计会影响到坝体的施工投资以及整体施工质量，并对整个工程的运行产生影响，因此在工程施工開展之前，就对工程的空间布局、时间安排等进行细致全面地规划。第一，要合理安排施工时间，对环境可能引发的影响以及坝体易发生变化的部位完全掌握；第二，需要对空间布局进行合理规划，慎重安排材料位置、材料高程；第三，要严格把控施工现场的工程质量，对地质状况及形成原因进行科学检测。不论是在施工的哪个阶段，都需要保证材料储量满足坝体的总需求，要做到对材料的充分利用。此外，还需要掌握当地气象、地质、水文等自然环境资料，以掌控工程季节性。尤其是汛期，应该制定应对汛期的合理施工方案，控制土料含水量、将水分调节到规定范围内，在填筑压实环节将土料含水量控制在2%以上，对含水量的调整可以通过自然晒干、蒸发来降低含水量，通过向料堆、料场中添加水份来提升含水量。可使用料斗或高坡下料筛选筛除砂砾质土料中的超径石。

4.2 综合性机械化施工流程的设置

在施工过程中，由相互配套的程序机械性地完成料场到运输等环节的工序，形成一个完整的施工流程，即综合性机械化施工流程。这对那些大型的土石坝工程来说，可以更好地提高施工技术和水平，有效地提高建设速度，实现机械化施工。

4.3 填筑施工技术

填筑施工过程中，辅料、洒水、质检以及压实等几个阶段都在坝面的施工程序中。在施工现场中，该工程进行了碾压实验，根据施工碾压的设计要求，用不同的土料、料场和机械组合计算出了符合碾压的参数，对施工进行指导和控制。土石坝的施工期集中在旱季，高峰期上坝最高强度达到了7652m3。用黏土料作为心墙填料，采用推土机、自卸汽车和装载机分层、分段填筑，采用人工铺土填筑做接头深槽至60m高程以下，手扶碾压6-8遍，层厚15m，采用自卸汽车直接进入60m以上至坝顶的坝面卸料，铺土采用推土机推平进占法。在虚土上，汽车尽可能不重叠行驶轨迹。采用蛙式打夯夯压60～70m的层段到20～25cm三遍至五遍。在70m以上至坝顶采用凸块振动碾压35～50cm的铺土6-8遍。人工夯实边角部位，人工刨毛手扶碾，蛙夯压实面清理干净混凝土建筑物接触的部位。在填筑的时候，刷浆的高度要和膨润土浆和铺土的厚度一致，把水泥浆刷在原始接触的部位上。雨天的时候要停止填筑心墙，雨后要适当处理层面，合格后再继续上升。黏土心墙和心墙反滤层的填筑同步上升，做到“先砂后土”。在下游坝壳的土质基础设计水平反滤层，中小石和粗砂厚50cm，进占法卸料，层厚0.8～1.0m，推土机推平，碾压6-8遍。碾压砂砾石料的时候要洒水。

结束语

土石坝因其节省建设成本，施工便捷，施工速度快等优点而在水利水电工程中被广泛使用，面对所占工程比例如此高的土石坝，我们不但要看到其优点，也要用于面对缺点，不断思考探讨，在实际工程建设中不断发现问题、解决问题，施工设计人员应重视施工前的实地调查，确保设计符合当地环境，不能盲目地使用土石坝。需要制定科学合理的施工方案，保证施工进展顺利，施工质量过关，土石坝的建造符合设计标准，为社会经济带来较高效益。

参考文献

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[2]吴国晓，耿瑜平，李亚楠，等.土石坝心墙孔隙水压力成因分析[J].人民黄河，2013，1（1）：99-101.endprint