粘土均质土坝施工方法探讨

陕西水利2008年科技专刊

粘土均质土坝施工方法探讨

蒋红妮

（中国水电建设集团十五工程局第二工程公司

摘要

陕西

西安７１００１６）

本文以新疆东延供水工程均质土坝为例，详细阐述了粘土均质土坝的施工工艺，尤其对均质坝施工过程中的关键部接坡接缝部位、层间结合面）的施工方法进行了探讨，同时针对特殊季节对粘土施工的影响，根据以往位（接茬部位、的施工经验采取了相应的措施。

关键词均质土坝；提前筑畦灌水；料场剥离；土料制备

中图分类号：TV641.2+2

文献标识码：A

械的情况，每３０ｍ划为一个条带，推土机先将该带无用层推向两

侧暂时堆放，待相邻料带开采完后，再将堆放的废料推到取完料的坑内平整，即料场剥离和土料开采穿插进行。其具体施工过程见图１。

1概况

新疆东延供水工程备用水池由均质土坝围成，挡水坝最大坝高１０ｍ，坝顶高程５１６ｍ，坝顶宽６ｍ，上游坝体坡度１：２．５，下游坝体坡度１：２。均质坝由四个坝段组成，总长２９６２ｍ，其中南坝段长１０６０．１ｍ，东坝段长６２９．６ｍ，北坝段长６３９．３ｍ，西坝段长６３３ｍ。坝体填筑主要包括防渗土料、垫层料、反滤料、排水体。坝体填筑主要技术参数为：防渗土料压实度≥０．９８，最优含水量１６．４％，天然含水量５．６％；垫层料相对密度Ｄｒ≥０．７５；反滤料相对密度Ｄｒ≥０．７５；排水体相对密度Ｄｒ≥０．７。

大坝填筑工程量总计８２．４万ｍ３，其中土方填筑量７４．１万ｍ３，

排水料２．３９万ｍ３。垫层及反滤料填筑５．８８万ｍ３，2土料开采

２．１料场剥离

土料开采前先进行料场覆盖层剥离，剥离采２２０ＨＰ推土机。剥离方式采用“倒桄子”的方法。根据推土机的最优推距和开采机

图1料场土料剥离示意图

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大石Ｇ２需空气冷却器冷却面积２４４０ｍ２，制冷量６８０ｋＷ；

中石Ｇ３需空气冷却器冷却面积２４４０ｍ２，制冷量６８０ｋＷ；小石Ｇ４需空气冷却器冷却面积１７０８ｍ２，制冷量４８０ｋＷ；所以，选取ＧＫＬ２４００型高效冷风机两台，ＧＫＬ１８００型高效冷风机一台。

②二次风冷制冷量折算空气冷却器冷却面积２５６２ｍ２，制冷量、冷却面积按大石：中石：小石＝１：１：０．７进行分配，那么：

２

大石Ｇ２需空气冷却器冷却面积９５０ｍ，制冷量２４０ｋＷ；

２

中石Ｇ３需空气冷却器冷却面积９５０ｍ，制冷量２４０ｋＷ；

制冷量１６５ｋＷ；小石Ｇ４需空气冷却器冷却面积６６５ｍ２，

所以，选取ＧＫＬ１０００型高效冷风机三台，ＧＫＬ８００型高效冷风机一台。6工艺概述

混凝土预冷系统主要由粗骨料一、二次风冷系统和冷水生产供应系统以及相配套的氨制冷系统等组成。粗骨料的一、二次风冷分别在地面预冷调节料仓和拌和楼料仓中进行，冷却方式均为连续分层冷却。粗骨料由地面预冷调节料仓（拌和楼料仓）内预设的配风、回风窗和料仓外侧的送、回风管道以及高效空气冷却器、离心式风机（轴流风机）形成的冷风闭式循环系统进行冷却，

冷风自料仓下部送入，上部回风与骨料自上而下的流动方向相

反，保证粗骨料冷却效果。拌和用冷水在制冷车间生产制备，用离心式水泵输送至拌和楼水箱供混凝土生产所需。7设计体会

重庆江口电站、浙江周公宅水库的制冷系统，与蜀河水电站砂石混凝土制冷系统的情况相近，夏季气温也与蜀河水电站接近，要求的出机口温度相近（重庆江口电站出机口温度为１０℃～１４℃，浙江周公宅电站出机口温度为１２℃），根据他们制冷系统运行的成功经验来看，对于这样的出机口温度要求，只需要对拌和楼料仓内的粗骨料进行一次风冷措施，就能达到出机口温度１０℃～１４℃的要求，重点进行在拌和楼骨料仓的一次风冷，并适当加大该级制冷量，对于地面料仓不进行风冷，仅在地面骨料仓保证堆料高度或搭设防晒棚等措施，不但能节约一次风冷的大量开支，而且简化了温控系统，又能保证温控要求。同时在必要的时候加片冰拌和，确保出机口温度要求。

蜀河水电站砂石、混凝土制冷系统的设计，参照国内外类似工程成功经验，采用两次风冷和在拌和楼加冷水拌和的工艺保证出机口温度１３．５℃，对于一次风冷有没有必要的问题，有待在运行中进行验证。筌

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水工建筑

２．２土料开采

料场剥离完成后采用１．２ｍ３反铲开采或２２０ＨＰ推土机配３ｍ３

装载机开采，１５ｔ自卸汽车拉运。在开采过程中，根据料场的复查结果，对指标不合格的区域不予开采。２．２．１土料制备

（１

）土料制备方法土料制备可采用在土料场提前筑畦灌水、钻孔注水浸泡、加水翻倒等多种方法，根据本工程的施工条件，主要采用提前筑畦灌水的方法，即在条带覆盖层剥离完毕且堆存于两侧后，将水引致条带内开始对土料进行浸泡。

在土料挖装时，充分翻倒，随时检测含水量，偏低时再一次雾喷补水，阴天和夜晚，使用略低于最优含水量的土料，炎热的夏季，选用略高于或接近最优含水量的土料，同时，还应在坝面结合面上和卸料过程中补水，以补充拉运过程中含水量的损失。

为了确保工程质量，将制备场划分为两个区，其中一个区为成品区，另一个区为正在制备区，两个区交叉使用。

（２）土料补水量的计算

经计算料场每自然方需要补水约０．１５ｍ３。

按照土料制备强度安排，土料制备场日最高峰用水量为２０７０ｍ３，每小时需要用水８６ｍ３。3土方填筑施工方法

坝体填筑前先进行现场生产性试验，通过现场生产性试验，获得各类填筑料相应的最优施工参数（铺料厚度、碾压机具种类

及碾压方法、

碾压遍数、填筑含水量、压实土的干密度、渗透系数等）及相应的铺筑工艺（装料、运料、卸料等）。坝体各填筑段内划

分成铺土、

碾压、质检、准备四个工作面进行流水作业。具体施工方法如下：

３．１防渗土料填筑

（１）防渗土料采用２２０ＨＰ推土机配合３ｍ３装载机在土料制备场装料，１５ｔ自卸汽车运输至作业面，采用进占法卸料，２２０ＨＰ推土机平料，人工用测钎控制层厚，人工整理边界并拣除杂物和大

土块。１６ｔ凸块振动碾碾压，

碾压方向与坝轴线平行，错距法碾压，每层铺土厚度３０ｃｍ，碾压６～８遍，具体施工中要严格掌握碾压遍

数，防止漏压、

欠压。（２）每一填筑层按规定参数施工完毕，并经监理工程师检查

验收合格签证后才能继续填筑下一层。在继续铺筑新土之前，

先要对压实层表面残留的、被碾子凸块翻松的半压实土层进行处理，以避免形成土层间的结合不良。

（３）压实土料如果出现局部漏压虚土层、干松土、弹簧土、剪切破坏和光面等不良现象，要立即做返工处理，直至监理工程师

验收合格为止。

对铺土路口因施工车辆多次过压形成局部剪切破坏的部位，要进行及时的换土处理。

（４）防渗土料大面积填筑时略向上倾斜１％，以利雨天排水。３．２垫层料、反滤料、排水体料的填筑

（１）坝体特种料采用３ｍ３装载机在砂石料场装料，１５ｔ自卸汽车拉运至填筑工作面上，按线摊铺，人工整理边界。水平反滤排水体和垫层料可直接倒运至填筑面进行摊铺碾压，坝体排水体料每层铺料厚度５０ｃｍ，采用１６ｔ振动平碾压实，碾压６～８遍。下一层填筑前，人工拉线整理犬牙交错部位（扳象牙）。

（２）坝体特种料的填筑面与土料平起施工，填筑过程中应严格掌握其设计宽度不受土料侵占，特种料填筑前应适量加水润湿。

（３）填筑垫层料时，每层垫层料外边缘铺料水平方向超填一定的宽度，填高１．５ｍ左右后，人工配合反铲整修坡面一次，填至坝顶后再人工进行统一整修坡面，对于有上坝路的坡面，整修时采用反铲自上而下拆除上坝路的同时进行修坡，并将弃料运走。修整后的坡面在法线方向高于设计线５ｃｍ，以预留斜坡碾压沉降

量，削坡完毕后按规定洒水量洒水，采用１０ｔ斜坡碾碾压，

先静压２～４遍，再振压４～８遍，上行振动下行静压，取样合格后洒水封面。

３．３关键部位施工方法３．３．１接茬部位施工方法

（１

）垫层料与防渗土料接茬施工垫层料填筑前，先进行大面积的防渗土料填筑，和垫层料接茬处水平超填６０ｃｍ，待防渗土料填筑２ｍ左右后由挖掘机带刮板削坡后人工整修边坡，再进行垫层料的填筑。

（２）底部反滤料、排水体料与防渗土料接茬施工该处施工先回填土料，在接茬部位安装活动隔板，并在安装时在钢板背侧堆部分特种料以固定钢板，每层土料填筑完后，用２２０ＨＰ推土机预碾压以固定土体，然后取掉活动隔板，回填反滤

料及排水体料，其方法采用每半层摊铺、

满一层碾压。每半层特种料在与土料接茬处采用骑缝碾压。３．３．２接坡接缝部位的施工方法

坝体分区段、施工过坝道路及施工段划分会使坝体形成横

向接坡。拟按规范削成１∶３～１∶８缓坡，

削除松土、干硬土，削至含水量和干密度和填土标准相同。在接坡低侧分层填土前先洒水、刨毛，再铺土并加强接坡带碾压。３．３．３层间结合面处理

对已碾压好的土层，在铺土之前先进行洒水、刨毛处理，将结合面干缩的土层钩松，洒水湿润，使土料的含水量调整至正常施工含水量，然后再铺新土；对表面干裂严重的硬土块，则挖除弃至坝外，待取样检查验收合格后，方可继续铺土回填。4特殊环境施工措施

４．１雨季施工

（１）注意观察坝址附近天气变化，铺土看天气，随铺随压，尽量做到交接班不留尾巴。

（２）做好坝面排水措施。雨前可用平碾快速压实表层松土，将填筑面压成鱼脊梁型，并保持填筑平整，以防雨水下渗，避免积水，同时可覆盖帆布。

（３）降雨期间派专人看护坝面，严禁机械、行人进入坝面，雨后或降雨间隙及时排除坝面积水。

（４）认真做好雨后处理和清理工作，雨后上土前坝面要铲除不合格表层土，并且重新碾压，经监理工程师检查合格后方可上土。雨后坝面处理原则“紧排水，慢铲泥”。４．２炎热天气施工

当风力或日照较强时，按监理工程师的指示，采用小面积铺筑，随铺随碾，并在坝面上进行加强洒水润湿，以保持合适的含水量。5结语

通过对均质土坝施工工艺的探讨，土料制备过程中掺水量是保证最优含水量的关键，也是保证坝体填筑质量的前提；同时，接坡部位等关键部位的施工也是关系到土坝施工质量的重要问题，因此施工过程中要严格控制每道关键工序是均质土坝施工的关键。筌

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