水库面板堆石坝坝体填筑施工技术研究

摘要：面板堆石坝凭借其稳定性强、施工速度快的优势，已成为水库拦河坝中的一种重要建筑形式。该坝型能够充分利用当地原材料，有效减少对混凝土、钢材的依赖，进而提升项目的经济性。对于面板堆石坝坝体而言，深入研究其填筑工艺，精准掌握关键工序与技术要点，是确保大坝安全、稳定、施工精度与效率的重要举措，对于提升大坝整体工程质量与安全水平具有至关重要的作用。

关键词：水库；面板堆石坝；

1.水库面板堆石坝的结构及施工特点

在水库建设中，面板堆石坝是一种典型的、常用的水库大坝构造形式。一般由堆石体和防渗体组成，其中堆石体从上游向下游依次按垫层区、过渡区、主堆区、次堆区分区填筑组成一个整体，各分区之间需满足水力过渡要求，从上游至下游渗透系数逐渐增大。防渗体由钢筋混凝土面板、趾板及灌浆防渗、接缝止水组成一个防渗体系。坝体作为堆石坝的核心构件，其堆石填料通过内部紧密的啮合与连接，构建出一个稳定的整体结构框架，这一结构框架既能确保大坝的整体稳定性，又能满足所需的承载能力。面板堆石坝因其稳定性强、排水性能优异的特点，能够有效减少常见的抗剪破坏等不利情况，是一种应用广泛的结构形式。该结构形式下，各工序之间的独立性较高，相互干涉程度显著降低，从而满足了机械施工为主的需求，提升了生产效率。因此，面板堆石坝因其高强度、高稳定性等显著特点，被越来越多的水利工程所采用[1]。

坝体填筑是在坝基、两岸岸坡处理验收合格及相应部位的趾板混凝土浇筑完成后进行，采用流水作业法组织坝体填筑施工，按测量控制、坝料运输、卸料、洒水、摊铺平整、振动碾压等工序从填筑区的最低点开始连续作业，铺料方向平行于坝轴线。垫层料、过渡料及两岸接坡料采用后退法卸料，主堆石、次堆石和低压缩区料全部采用进占法填筑。自卸汽车卸料后，采用推土机摊料平整，摊铺过程中对超径石和界面分离料采用小型反铲挖土机配合处理，垫层料、过渡料由人工配合整平，每层铺料后采用水准仪检查铺料厚度，确保厚度满足要求。洒水作业采用坝面加水和坝外加水等方式，具体应根据不同施工条件布置。

2.水库面板堆石坝坝体填筑施工技术要点

某水库拦河坝坝型为混凝土面板堆石坝，坝体填筑施工技术要点主要是：施工准备、基础处理、分区填筑。

2.1施工准备

在准备阶段，技术人员需全面分析大坝所处环境土壤的湿度、温度等各项具体指标，同时进行控制点复测并计算填筑材料储备量，严格遵循设计图纸要求，精确做好控制放线，确保各类坝料准备充分，满足筑坝施工连续性，并需按设计要求做好填筑碾压试验并报送审批。试验前先检测振动碾的工作特性参数，包括振动频率、振幅、减振气胎压力和碾重等；然后进行碾压场地平整处理，并经振动碾压实使其密度不低于试验要求的铺层密度，表面不平整度不超过5cm；再根据设计对不同填筑材料的铺料方式、铺料厚度、碾压机具（振动碾型号、重量）、碾压遍数、行走速度、加水方式和加水量等碾压参数进行试验。检测压实前后的级配，每种碾压机具和铺料厚度在不同碾压遍数时的沉降量和干密度，以保证最后实施过程中的孔隙率、干密度、渗透系数级配等不低于设计要求。

2.2坝基处理技术要点

在坝基开挖完成后，需进行土石方填筑部位的基础清理和排水工作。按设计坝基开挖线以下的所有勘探坑洞应回填密实，趾板区的勘探钻孔应封堵，坝基内若遇软弱夹层及其它缺陷应填筑覆盖，以确保基础的牢固性及工程的顺利推进。特别是要移除超过＞20%的表土以及密度小于＜1.48g/cm3的细粒沙，以防止坝体内部材质疏松而削弱坝体的稳定性。岸坡基础挖至施工图纸要求的坡面形态，两岸基础面无高度大于1m、坡度陡于1：0.5的陡坡或反坡，否则要削坡至要求的坡度。

2.3分区及填筑要点

根据水库面板堆石坝的填筑材料强度、渗透性、压缩性等条件将填筑体主要分成防渗补强区、垫层区、堆石区。防渗补强区主要作用是当面板出现裂缝、板间缝或张开缝时，粉细砂可以充填而起辅助防渗作用，同时避免面板失稳滑移。垫层区是混凝土面板的可靠基础，是大坝防渗的第二道防线。堆石区是混凝土面板堆石坝的主体，也是承受水压力荷载的主要支撑体，从上游至下游又依次划分为过渡区、主堆石区、次堆石区。基础和岸坡处理后，浇筑趾板并适当填筑趾板下游区域，局部填筑应保持工程机械通行的间距。坝基第一层填筑料铺设以进占法为主，必要时结合回撤；垫层料和过渡料逐步推移，适时摊平，确保平整度；材料铺设后测量检验铺设厚度，过厚、过薄处需修补。在振动碾压施工过程中，对于关键部位需采用不同的碾压机具和碾压方式，确保该关键部位的坚固和稳定性[2]。以下按大坝填筑主要工序分述其技术要点：一是铺料：铺料从下游往上游进行，先铺粗粒料再铺细粒料。垫层料和过渡料卸料和铺料避免分离，两者交界处避免大石集中；堆石料铺料宜采用进占法卸料，较细的上坝料填筑在该区上游，较粗的则填筑到该区下游。铺料厚度根据碾压试验结果，用测量方法检查，其误差不超过允许厚度的±10%。已运至坝面的超径石采用机械方法分解，不允许在坝面进行二次解炮。在填筑期间或填筑以后，受油污、垃圾等污染的材料应全部予以清除。二是洒水：坝料填筑按试验控制加水量进行加水碾压，洒水应均匀，采用坝外加水为主坝面加水为辅的方式，保证坝料的加水量。若同一填筑单元洒水与碾压时间相隔较长，有必要重新洒水时，按技术人员的指示重新洒水。三是碾压：根据批准的碾压试验报告中选定的碾压机具、实验确定的碾压参数进行碾压，与趾板或挤压边墙相邻区域所采用的碾压设备和方法应不破坏混凝土结构，宜采用小型振动碾，周边缝下的特殊垫层区应人工配合机械薄层摊铺，每层厚度不超过20cm，采用小型振动碾压实。振动碾行驶方向应平行于坝轴线，靠岸边处可沿岸边行驶。与过渡料相邻的堆石料同高程时，过渡料与堆石料同时碾压。四是填筑：堆石坝体各分区的填筑，宜均衡上升。垫层料、过渡料与一定宽度主堆石区范围内，相邻填筑层的高差，不宜超过1个堆石填筑层的厚度。垫层料、过渡料与堆石料的填筑层厚度比应不大于1∶2，不允许在填筑过程中产生颗粒分离现象。垫层料、过渡料、堆石料在平起填筑过程中均遵循粗料不占细料的原则，即严格按设计分区过渡料不占垫层料，堆石料不占过渡料。过渡料与垫层料及岸坡接触面上不得有大于10cm的颗粒存在，过渡料与主堆石料及岸坡接触面上不得有大于30cm的颗粒存在，必须先铺填粗料，清理合格后再铺填细料的顺序施工。

结语：水库坝体填筑施工是水利工程建设中的关键环节。通过选择合适的施工方法以及优化填筑施工方案，掌握正确的施工技术要点，能够有效地提高坝体填筑的施工质量与效率。同时，引入先进技术、加强施工管理，将进一步提升水库坝体填筑质量的整体水平。

参考文献

[1]刘翠.水库坝体填筑施工技术及质量控制要点分析[J].中国水运（下半月），2024，24（09）：96-98.

[2]裴正鹤.水库大坝坝体填筑施工技术分析[J].农业科技与信息，2021，（10）：123-124.