13.2.1.1　土石坝施工程序及作业内容

1.土石坝施工程序

土石坝的施工方法有：干填碾压、水平倒土、水力冲填和定向爆破修筑等类型。干填碾压筑坝(亦称碾压式土石坝)即是在坝基清理之后将开挖合格的土石料装运上坝。卸到指定的部位,按规定的厚度铺平,经过碾压密实而逐层填筑到坝体设计断面。水平倒土筑坝,就是在清理后的坝基上,将坝面用畦埂分隔成若干个畦块,在畦块中灌入一定深度的水,等水深稳定后,由一边开始向畦中填土；如此逐层筑埂、灌水、填土,直到坝体设计断面筑成。其特点是坝体填筑不需用专门的碾工具,坝坡较碾压式土坝平缓,一般不适宜在汛前抢修拦洪断面。水力冲填筑坝是利用水力冲击土壤,使土壤形成流动的泥浆,然后通过输泥管道或输泥渠,把泥浆送到筑坝地点,再经过沉淀、脱水固结而成,其主要用于北方黄土丘陵区。定向爆破筑坝是利用炸药爆炸能量的作用,将一定数量的土岩经破碎后,按预定的方向,抛掷到坝址处,形成具有一定质量和形状的建筑物,经修整,坝身加高而成。它主要适用于山体雄厚、岸坡山高坡陡,地质条件较好的狭窄河谷。

2.作业内容

碾压式土石坝的施工作业包括：准备作业、基本作业及为基本作业服务的辅助作业和附加作业。其内容如下。

(1)准备作业。平整场地,修筑道路,架设电力、通信线路,敷设用水管路,修建临时用房及基坑排水、清基等项工作。

(2)基本作业。料场的土石开采、挖、装、上坝过程的运输,坝面的土料卸铺,平土及逐层压实等。

(3)辅助作业。清除料场的覆盖层、杂物,降低地下水、控制土料含水量的加水及翻晒,坝面刨毛及松土等。辅助作业是为基本作业创造良好的施工条件,从而保证基本作业的顺利进行。

(4)附加作业。修整坝坡、铺石护面及铺植草皮等项工作。附加作业是保证坝体长期安全运行的保护及修整工作。

13.2.1.2　料场规划

土石坝用料量很大,在坝型选择阶段应对土石料场全面调查,在施工前还应结合施工组织设计,对料场作进一步勘探、规划和选择。料场的规划包括空间、时间和质量等方面的全面规划。

空间规划,是指对料场的空间位置、高程进行恰当选择,合理布置。土石料场应尽可能靠近大坝,并有利于重车下坡。坝的上下游、左右岸最好都有料场,以利于各个方向同时向大坝供料,保证坝体均衡上升。用料时,原则上低料低用、高料高用,以减少垂直运输。

时间规划,是指料场的选择要考虑施工强度、季节和坝前水位的变化。在用料规划上力求做到近料和上游易淹的料场先用,远料和下游不易淹的料场后用；含水量高的料场旱季用,含水量低的料场雨季用。上坝强度高时充分利用运距近、开采条件好的料场,上坝强度低时用运距远的料场,以平衡运输任务。在料场使用计划中,还应保留一部分近料场供合龙段填筑和拦洪度汛施工高峰时使用。

料场质与量的规划,是指对料场的质量和储料量进行合理规划。在选择规划和使用料场时,应对料场的地质成因、产状、埋深、储量以及各种物理力学性能指标进行全面勘探试验。

料场规划时还应考虑主要料场和备用料场。主要料场,是指质量好、储量大、运距近的料场,且可常年开采；备用料场,是指在淹没范围以外,当主要料场被淹没或因库水位抬高而导致土料过湿或其他原因不能使用时,在备用料场取料,保证坝体填筑的正常进行。应考虑到开采自然方与上坝压实方的差异,杂物和不合格土料的剔除,开挖、运输、填筑、削坡、施工道路和废料占地不能开采以及其他可能产生的损耗。

此外,为了降低工程成本,提高经济效益,料场规划时应充分考虑利用永久水工建筑物和临时建筑物的开挖料作为大坝填筑用料。如建筑物的基础开挖时间与上坝填筑时间不相吻合时,则应考虑安排必要的堆料场地储备开挖料。

13.2.1.3　挖运配套方案(www.daowen.com)

常用土石料挖运配套方案一般采用挖掘机挖装,自卸汽车、拖拉机运输。适宜运距2～5km,双线路宽5～5.5m,转弯半径不宜小于50m,坡度不宜大于10%。

挖运方案选择,应根据工程量大小、上坝强度高低、运距远近和可供选择的机械型号、规格等因素,进行综合经济技术比较后确定。

13.2.1.4　坝体填筑施工作业

土石坝的坝基开挖、基础处理及隐蔽工程等验收合格后,就可以全面展开坝体填筑。坝体填筑包括基本作业(卸料、平料、压实及质检)和辅助作业(洒水、刨毛、清理坝面和接缝处理)。

(1)坝面作业施工组织。坝体土方填筑的特点是：作业面狭窄、工种多、工序多、机械设备多,施工干扰大,若组织不好将导致窝工,影响工程进度和施工质量。为了避免施工干扰、充分发挥各不同工序施工机械的生产效率,一般采用流水作业法组织坝面施工。

采用流水作业法组织施工时,首先应根据施工工序将坝面划分成若干区段,然后组织各工种专业施工队依次进入所划分的区段施工。于是,各专业施工队按工序依次连续在同一施工区段施工；对各专业施工队而言,则不停地轮流在各个施工区段完成本专业的施工工作。其结果是完成不同工序的施工机械均由相应的专业施工队来操作,实现了施工专业化,有利于工人操作熟练程度的提高；同时在施工过程中保证了人、机、地三不闲,避免了施工干扰,有利于坝面作业连续、均衡地进行。

(2)卸料和平料。通常采用自卸汽车、胶带机直接进入坝面卸料,由推土机平铺成要求的厚度。自卸汽车倒土的间距应使后面的平料工作减小,而且便于铺成要求的厚度。

在坝面各料区的边界处,铺料会有出入,通常规定其他材料不准进入防渗区边界线的内侧,边界外侧铺土距边界线的距离不能超过50cm。

为配合碾压施工,防渗体土料铺筑应平行于坝轴线方向进行。

(3)碾压方法。坝面的填筑压实,应按一定的次序进行,避免发生漏压与超压。漏压达不到设计干密度要求,超压会使土料(尤其是黏性土料)内部产生剪力破坏面,都会影响施工质量。防渗体土料的碾压方向,应平行坝轴线方向进行,不能垂直于坝轴线方向碾压,避免局部漏压形成横穿坝体的几种渗流带。碾压机械行驶的行与行之间必须重叠20～30cm左右,以免产生漏压。此外,坝料分区之间的边界也容易成为漏压的薄弱带,必须特别注意要互相重叠碾压。

根据工程实践经验,碾压机械行驶速度大小,对坝料(如黏性土)压实效果有一定的影响,各种碾压机械的行驶速度,一般应通过试验确定。自行式碾压机械的行驶速度以1～2档为宜；羊脚碾、气胎碾可采用进退错距法或转圈套压法两种压实方法,如图13.16所示；振动碾宜采用进退错距法；夯板应采用连环套打法夯实。

图13.16　碾压方式

(a)进退错距法；(b)转圈套压法；(c)转圈套压法

(4)结合部位施工。土石坝施工中,坝体的防渗土料不可避免地要与地基、岸坡、周围其他建筑的边界相结合；由于施工导流、施工方法、分期分段分层填筑等的要求,还必须设置纵横向接坡、接缝。所有这些结合部位,都是影响坝体整体性和质量的关键部位,也是施工中的薄弱环节,处理工序复杂,施工技术要求高,且多是手工操作,质量不易控制。

对结合部位的施工,必须采取可靠的技术措施,加强质量控制和管理,确保坝体的填筑质量满足设计要求。