粘土心墙堆石坝坝体填筑施工技术研究

粘土心墙堆石坝坝体填筑施工技术研究

姜波

中国水利水电第一工程局有限公司610000

摘要：粘土心墙堆石坝是水利工程建设中十分常见的坝型，应用极为广泛，通常采用粘土心墙、反滤层、坝壳料平起填筑，“先砂后土”法进行施工。粘土心墙施工是大坝施工中质量控制的关键项目，心墙施工质量的好坏直接影响到大坝能否正常运行。基于此，本文结合工程建设项目，针对粘土心墙堆石坝施工技术展开了探讨，并提出了可行的质量控制措施，以供参考。

关键词：粘土心墙堆石坝施工技术；质量控制

前言：粘土心墙堆石坝通常采用粘土心墙、反滤层、坝壳料平起填筑法进行施工。粘土心墙施工是大坝施工质量控制的关键，心墙施工质量的好坏直接影响到大坝能否正常使用。基于此，本文结合工程建设项目，针对粘土心墙堆石坝施工技术展开了分析，并提出了可行的质量控制措施，以期能切实提升水库工程施工质量，为类似工程提供参考性借鉴。

1工程概况

某水库工程由枢纽工程、灌溉输水管道工程组成，枢纽工程由大坝、溢洪道和导流输水隧洞组成。大坝坝型为粘土心墙堆石坝，坝顶高程1917.50m，最大坝高68.4m，坝顶宽度6m，坝顶长160.42m，总库容150.8万m3。溢洪道布置于左岸,全长323.71m。导流输水隧洞布置于左岸，采用导流与输水相结合，导流任务完成后，进口以竖井取水的形式改造成输水隧洞进水口。

2施工技术分析

2.1施工原则与施工顺序

本工程在施工过程中，将粘土心墙堆石坝分成五个区域，即上游坝壳料区、上游反滤料区、粘土心墙区、下游反滤料区、下游坝壳料区。施工之前进行碾压试验，确定碾压机具、铺土厚度、碾压遍数等参数。坝体填筑必须在坝基处理及隐蔽工程验收合格后才能进行，坝体各部位的填筑必须按设计断面进行，并保证防渗体和反滤层的设计厚度，上坝坝料种类、级配、含水量、土块大小、超径颗粒、填筑部位及相应的压实标准应符合设计要求。坝面施工应统一管理、严密组织、保证工序衔接，分段流水作业，层次清楚，坝面平整，均衡上升，减少接缝。

2.2粘土心墙填筑施工

在大坝施工作业中，粘土心墙坝的填筑尤为关键，对大坝整体填筑质量有着直接的影响。本案例中采用的施工工艺为测量放线→填筑面处理、洒结合水→两端接触面处理、刷泥浆→挖运粘土料上坝→进占法卸料→推土机散料按要求的铺土厚度整平→自行式振动凸块碾按规定碾压遍数压实→压路机碾压结合部→电动夯和人工进行边角处理→质量检查及取样试验→层面处理和质量疵点处理→隐蔽验收及质量评定。

心墙填筑沿坝轴线进行，采用进占法铺料，铺设厚度0.3m/层，用推土机平土，凸块中速振动碾压8遍至检查合格，碾压结束后洒水养护。在整个过程中严格控制料场粘土料的含水量。

碾压机械采用进退错距法压实；防渗心墙碾压应沿平行坝轴线方向进行，不得垂直于坝轴线方向碾压，若坝体底部河床较窄必须垂直于坝轴线方向碾压时，需由施工单位提出申请报告，提出碾压措施经施工单位、监理单位、设计单位、建设单位共同研究批准，报主管部门备案。

大坝粘土料主要控制指标为：含水率、压实度和渗透系数。含水率控制在土料最优含水率附近（-2%～+3%）；压实度≥0.98；渗透系数＜1×10-5cm/s。含砾石最大粒径不大于120mm，且不得发生粗料集中架空现象。

2.3坝壳料填筑施工

对于坝壳料，铺筑后应充分加水，加水量为填筑方量的20～40%，加水在压实前进行一次，然后边加水边压实，对软弱石料，碾压也应适当洒水，尽量冲走表面岩粉，以利层间结合，当气候干燥，土层表面水分蒸发较快，铺料与压实表面均应适当洒水润湿，以保持施工含水量，及时平料并应铺筑均匀平整，必须严格控制铺土厚度，不得超厚。坝壳料与反滤料、岸坡、溢洪道边墙等结合部位采用粒径稍细的厚度为1.5～2.5m的过渡料回填。自卸汽车自卸料时，对坝壳料采用后退法卸料。大坝坝壳石碴料采用强～弱风化砂岩料。主要控制指标为：孔隙率和渗透系数，干密度作为辅助检测控制指标。孔隙率≤25%，渗透系数＞2.5×10-3cm/s。坝壳料最大粒径不得大于铺筑厚度的2/3。

2.4反滤料填筑施工

反滤层料应选用质地致密，抗水性和抗风化能力强的弱风化砂岩料制作，要求石料饱和抗压强度不低于60Mpa。可采用经筛选加工的砂砾石、人工砂石料或其掺配料。反滤层料应具有连续的级配，渗透系数KⅠ反＞1.0×10-3cm/s、KⅡ反＞2.0×10-3cm/s，相对密度Dr≥0.7。反滤料须进行人工级配，控制反滤料颗粒须在设计包络线内，小于0.075mm粒径含量不超过5%。

3施工质量控制措施

3.1建立施工质量管理体系

首先，项目法人单位应该成立专门的质量管理机构，质量管理机构在工程管理局的领导下，坚决贯彻落实“施工单位自检、监理单位平行检测、第三方独立检测、建设单位监督管理”的质量管理方针。其次，施工单位成立质量管理部及实验室，在项目经理领导下负责工程建设质量工作，负责工程自检。制定并实施了粘土心墙、石渣料、反滤料、等检测内容的检测方法以及检测标准。工程管理局及监理单位负责对检测内容及检测结果进行监督，确保施工质量。最后，监理单位按照投标文件、监理合同及国家有关法律法规规定，成立项目监理部，派驻专业监理人员建立质量检查工作制度，按既定的施工方案检查，建立质量检验工作制度，使工程质量控制有章可循、有法可依、任务明确、责任清楚，保证工程质量。

3.2压实施工单位质量主体责任

项目经理是工程质量第一责任人，对承建项目的工程质量负全面责任，项目总工程师对承建项目的工程质量负技术责任。在施工过程中，严格按照有关设计图纸、技术规范和施工规程精心施工，实行全过程的质量控制和监督，认真实行自检、互检、抽检制度，坚持施工技术和质量检查交接认证制度。做到施工质量原始记录资料完整，为工程质量的检查与验收提供依据。

3.3监理单位加强质量控制

首先，应该按照要求选择具有一定资质的监理机构，并

在施工现场成立项目监理部，配备专业的监理人员。其次，在认真做好设计图纸核查签发、施工措施计划审批检查的基础上，严格执行以单元工程为基础的单元工程、分部工程、单位工程三级质量检验制度，严格实行以施工“工序控制”和“过程跟踪”为环节的标准化、质量化管理。最后是现场质量跟踪检查，监理工程师必须熟悉招投标文件、施工合同、设计文件，掌握相关规程、规范、技术标准、施工工艺方法等，在监理工作中便于运用和管理，发现问题及时解决。

3.4第三方质量检测单位加强原材料、中间产品检测

为了有效控制施工质量，第三方检测单位需加强对原材料、中间产品的质量检测。首先，检测单位需成立检测项目部，安排具有一定资质、专业素养的检测人员常驻施工现场并配备必要的实验设备。其次按照合同约定的检测内容，对工程所用的建筑原材料、半成品、成品的质量进行抽样试验，并及时将试验的结果上报工程管理局，以便于指导施工质量。

结语：

综上所述，加强粘土心墙堆石坝的施工技术的研究，不仅要科学运用粘土心墙堆石坝施工技术，还要掌握质量控制措施，在“施工单位自检、监理单位平行检测、第三方独立检测、建设单位监督管理”的质量管理体系下，各参建单位单位各司其职，从而全面确保粘土心墙料、坝壳料、反滤料的填筑质量。

参考文献：

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