浅论粘土心墙坝施工工艺及质量管理

浅论粘土心墙坝施工工艺及质量管理

刘娟娟

耿马县水利工程质量监督管理站 云南 耿马 677500

摘要：水利工程施工中，粘土心墙坝为常见防渗型式。一般心墙可采用细砂反滤法，在填筑过滤料后，可采用其他砂砾石坝填筑，材料来源方便，防渗性能佳，有效解决地基变形问题。本文研究中，重点分析粘土心墙坝施工工艺、质量管理问题，仅供参考。

关键词：粘土心墙坝；施工工艺；质量管理

水利工程建设中，采用粘土心墙坝上升施工法，既可以保证施工质量，还可以加快工程进度。粘土心墙坝的坝体填筑质量高，坝体填筑操作时，施工过程中要严格检测和控制施工质量。深入分析水利工程粘土心墙坝的施工全过程，制定科学的质量控制措施，并对现场施工实行科学化管控，确保粘土心墙坝的填筑质量符合设计要求。

1、工程概况

芒枕水库位于临沧市耿马县勐撒镇。水库距勐撒镇芒枕村东1.2km处，距勐撒镇约12km，距耿马县城约50km，距临沧市所在地约136km。集水面积39.8km²，干流长17.3km，主河道平均坡降85.2‰。芒枕水库经过调蓄后供给下游， 解决项目区灌溉面积的季节性干旱缺水问题、饮水困难。

1.1布置料场

在布置粘土心墙坝料场时，应当深入分析多种影响因素。比如坝址周边交通的便利性、取料难易度等。联合填筑料数量，选择适宜的施工场地。当一个料场不满足时，则要选择多个料场。料场布置时，应当参考材料性质布置，开采作业面数量应满足大坝连续上升的供料强度需求，并应合理布置挖、运机械运行线路。

1.2坝料加工

坝料加工包括土、石料含水率与级配的调整，反滤料、过渡料、排水料、垫层料等的制备。人工制备料宜采用破碎、筛分、掺配等工艺加工。人工制备料应严格遵循工艺流程进行生产；生产场地截、排水系统应正常有效，且应采取必要的防水、防尘、保温措施。宜采用不同性质的材料掺介、剔除超径粒级材料或机械掺拌的工艺对工程特性和施工特性不能满足设计要求的上料进行加工；选择掺合工艺时，应遵循简单可行、设备通用、费用低廉的原则，优先选用平铺立采法。通过采用坝面洒水或料场加水等措施对含水率偏低的防渗上料进行调整，含水率偏高时可采用翻晒、掺料等措施，应根据工艺试验成果确定含水率调整方法。根据需用量对人工制备料的加上场地与规模进行规划，制备工作应列入填筑施工计划,有合理的人工制备料备用数量。

1.3坝基工程施工

1.3.1岸坡开挖

开挖采取自上而下分层开挖，分层高度4m，岸坡开挖采用机械为主，人工开挖为辅的方法。岸坡采用1.2m3反铲开挖，局部机械不能完全清理的建基面，用人工配合清理，局部陡坡地带采用人工开挖。1.2m3反铲挖掘机装20t自卸车运至下游弃渣场，T140型推土机平整弃渣。石方开挖采用手风钻人工造孔，毫秒微差挤压爆破技术，电雷管引爆。

1.3.2心墙基础开挖

开挖与坝肩其它部位同步自上而下进行，利用机械和人工开挖到设计高程，石方开挖采用潜孔钻造孔，毫秒微差挤压爆破技术，电雷管引爆。石方保护层采用人工配合液压破碎锤进行开挖。

1.3.3河床开挖

河床开挖分二层，每层控制开挖深度的一半。从下游铺垫土夹石形成施工便道，直接进至工作面，边进占边开挖。然后再将垫好的便道用后退法开挖掉，第二层的开挖也同样如此，即垫路、开挖淤泥、挖路。开挖使用1.5m3液压挖掘机挖装，20t自卸汽车运输至弃料场堆放。基坑排水主要是采用开挖排水沟和集水坑，将出水经排水沟引入集水坑，再从集水坑中用水泵将水排到基坑开挖范围外50m流出。

1.3.4基础处理

右岸有一个地质探洞，采用C20混凝土进行封堵；心墙底部基岩为泥盆系中上统（D/2-3）砂岩、板岩，薄层片理化构造，属软岩-极软岩。建基面岩体节理密集发育，以顺岩层向为主，砂岩与板岩条带相间分布，间距不等，岩体破碎，完整性差。

2、粘土心墙坝施工质量控制措施

在粘土心墙坝施工中，要保证施工秩序与监督效力，从而维护工程建设质量与安全。在初期水利设计工作中，应当做好调查与预测工作，保证建筑参数设计的合理性，同时使混凝土路面结构、强度满足年限需求。关于粘土心墙坝施工质量的控制措施，应当关注以下要点：

2.1关注工程基础工作

各类大型土石坝施工时，要做好粘土心墙坝施工工作，高效处理基础工程。只有保证基础工程的稳定性，才可以维护后续工程质量。在深覆盖层上施工时，基础工作内容比较繁琐，涉及较多不可估因素，要联合多种技术处理，比如防渗技术、帷幕灌浆技术。基础处理工作，对施工人员的操作能力要求严格，既要保证专业技术的到位性，还要有丰富的工作经验。

施工之前，工程人员要了解地区气候环境，合理控制施工季节。粘土心墙坝施工时，对气候环境的要求高，雨水期施工会增加土料含水量，延长工程建设周期，危害工程质量安全。低气温会导致浆料结冰，影响填筑效果，增加工程建设成本。进入汛期前，必须提前设置应对措施，从而应对高流水量的侵袭。施工人员要做好断面挡水工作，边截流、边加快施工进度，从而加大填筑强度，将坝体全断面、小断面填筑至防洪度汛高程。

2.2严格把控施工材料质量

在水利工程施工中，材料质量对施工质量的影响较大。在选择材料时，优选高信誉度的材料供应商，分析材料的使用情况，保证材料性能与质量达标，以免对粘土心墙坝施工质量产生影响。勘探料场地质状态时，工作深度与宽度都比不上坝址勘测。针对堆石料场，由于填筑量比较大，随意料场选择较为随意。料场勘测操作，会直接影响填料质量、开采成本，如果选择不合理，则会增加招标文件的价格出入，对大坝填筑级配的合格率有明显影响。所以要谨慎选择材料，做好料场的勘测作业，从而保障粘土心墙坝的施工质量。

2.3合理确定坝面分区

在粘土心墙坝施工操作中，坝体体型比较大，所以坝面分区作业成为重要施工内容。粘土心墙坝工程的施工工序，涉及到填料、摊铺、压实、检测等，坝面分区流水操作中，分层施工的优势在于调整不同工况，同时开展不同施工内容的施工操作，从而保证工程建设周期。然而要关注的是，在使用大型机械设备时，不能由于分层施工法，就随意缩减工程建设资金，必须高度重视工程质量与安全。

2.4制定科学的安全管理制度

施工企业要按照实际情况，制定一套完整的安全管理制度，从而保证项目工序记录的真实性，规范施工人员的操作行为，降低施工不到位、管理不到位的风险。水利企业要监管工程安全，提升安全检测工作的意义。但由于部分企业的资金、技术有限，很容易忽略工程细节，要求业主单位监测施工质量，派遣专人监督施工项目，可以采用委托第三方方式监测施工方，从而提升工程质量与安全。

2.5科学保护心墙

粘土心墙坝下游的过渡料、反滤料、堆石料、碎石垫层料，都要跨过粘土心墙坝填筑范围。为了确保粘土心墙坝的安全，运输设备跨过心墙时，必须做好以下保护：第一，设置临时施工道路，在心墙边沿设置路口，避免超载车辆行驶在粘土心墙面。第二，运输设备跨越心墙时，将过车道路设置在心墙面，跨越心墙的路面宽5m，厚度为60cm，底部30cm，选用黏土填筑方式，按照粘土心墙坝的填筑技术开展碾压操作。当面层为30cm时，则使用全强风化料填筑，保证碾压密实度达标，以免破坏粘土心墙坝。第三，反滤料、过渡料表层，则要使用反滤碎石填筑。开展下层填筑层施工前，要彻底挖除保护层的反滤碎石、污染的反滤料，碾压合格之后，再开展下层填筑层施工。第四，跨心墙临时过车道路，如果由于载重汽车剪压所致破坏影响，则通过反铲挖掘机修整，并且做好自行碾压操作。如果对填筑的粘土心墙坝产生影响，则要重新铺筑临时道路。

3、结束语

综上所述，在水利工程建设中，粘土心墙坝的施工工艺非常成熟，但要做好施工过程的质量控制措施工作，避免影响水利工程的正常运行。联合先进施工理念、施工工艺，科学控制和管理粘土心墙坝施工项目，为了实现上述目标，要不断提升工程人员的专业能力，既要掌握粘土心墙坝施工知识，还要掌握质量控制方法，消除施工过程的安全隐患，从根本上提升粘土心墙坝的施工水平。

参考文献

[1]莫一均,陈永平. 浅谈四方井水利枢纽工程粘土心墙填筑施工技术[J]. 四川水利,2020,41(03):75-78.

[2]刘星宇. 水利工程粘土心墙堆石料坝施工质量控制浅谈[J]. 价值工程,2020,39(11):198-199.

[3]芒枕水库蓄水安全鉴定报告.