粘土心墙堆石坝主要施工技术及安全质量管理的研究

粘土心墙堆石坝通过粘土心墙的防渗作用与堆石坝壳的承载功能协同工作，在水利工程中应用广泛。其施工质量直接影响坝体的防渗性能与结构稳定性，因此需整合料场管理、填筑工艺、渗流控制等技术要素，同时构建全流程安全质量管理体系。相关研究表明，粘土心墙堆石坝的施工技术已从经验型向精细化发展，安全管理则需实现从单一环节控制到全过程协同的转变[1]。

一、粘土心墙堆石坝主要施工技术

（一）料场选取与开采工艺

料场选取需满足质量、经济与环保多重要求，应优先选择储量充足、运距短、开采条件适宜的区域，同时避免占用耕地以减少生态影响。防渗心墙料需重点控制粘粒含量、塑性指数等指标，必要时设置主料场与备用料场以保障供应稳定性。

开采工艺需根据土料含水量动态调整：当含水量高于最优值时，采用平面开采结合网状排水沟疏干，配合翻晒降低含水率，晾晒时间通常为 2-4 小时； 当含水量偏低时，通过沟内注水或分层洒水焖料，确保水分均匀分布。覆盖层处理遵循“随剥随用”原则，采用推土机剥离表层土并集中堆放，边角区域辅以人工清理以避免杂质混入。

（二）坝体分区填筑技术

坝体填筑需遵循“分区同步、均衡上升”原则，按功能划分为粘土心墙区、反滤层、过渡层及堆石坝壳区，各区域参数通过碾压试验确定。堆石坝壳采用进占法或后退法卸料，振动碾以进退错距法碾压，铺厚80-100cm，碾压8-10 遍，相邻区域接合处实施骑缝碾压以避免层间变形[2]。

反滤层采用“先砂后土”分层铺筑，砂层与碎石层厚度偏差不超过设计值的 10%，碾压前洒水湿润以增强压实效果；过渡层选用级配连续的爆破料，最大粒径不超过300mm，与反滤层接触面需清除超径石。心墙与两侧区域的填筑高差控制在较大层厚的2 倍以内，碾压方向平行于坝轴线，接坡坡比不陡于1:3，高差不超过10m，接坡前对下层表面刨毛洒水以增强粘结。

（三）粘土心墙施工关键技术

心墙作为防渗核心，需严格控制摊铺与碾压工艺：采用进占法卸料，推土机粗平后用平地机精平，铺料厚度按试验参数执行；碾压选用振动碾，边角区域采用气胎碾或平板振动夯补压，心墙表面需形成中间高、两侧低的排水坡。

含水量调控是心墙施工的关键：上坝前检测土料含水量，确保在最优值±2%范围内；雨季日降雨量大于5mm时停止作业，雨后清除表层受浸土料；干旱时段通过坝面洒水保持含水率，停工期间覆盖0.5m 厚细料保护。特殊部位处理中，心墙与基岩接触面 1m 范围内采用粘粒含量≥25%的粘土填筑，与混凝土盖板衔接处涂刷浓粘土浆（水灰比1:2.5-3.0），涂层厚3-5mm，边铺土边夯实。

（四）渗流控制与监测技术

施工阶段的渗流控制应将主动预防与实时监测相结合：使心墙与反滤层同步上升，以充分发挥其排水功能；坝基帷幕灌浆需与心墙底板紧密连接，从而形成封闭体系[3]。监测方法包括在坝体不同深度设置测压管与渗压计，对渗透压力进行实时监测；运用环刀法、灌水法测定心墙的干密度与孔隙率，心墙压实度需达到 98%以上。当监测数据超出限定范围时，应及时采取加密碾压、补充灌浆等措施。

二、粘土心墙堆石坝施工安全质量管理体系

（一）全流程质量控制体系

构建“项目经理 - 技术负责人 - 质检员”三级管理体系，明晰各环节责任主体，施行“三检制”（自检、互检、专检），待上道工序验收合格后，方可进入下道工序。施工前编制专项方案，确定料场选取、碾压参数、检测频率等指标，参考相关规范制定企业标准，并对技术人员进行全员技术交底[4]。

动态检测机制应实施差异化策略：对于心墙料，采用烘干法测定含水量，运用环刀法测定干密度；针对反滤料与堆石料，通过挖坑灌水法测定孔隙率。检测频率需根据施工进度进行调整，在施工高峰期，每 1000m²检测组数不少于1 组。

（二）风险预警与安全防控

风险识别应全面涵盖料场土料质量不达标、填筑层间结合欠佳、暴雨诱发滑坡等情形，依据危害程度进行分级，并制定专项应对措施。采用视频监控与传感器相结合的手段，对坝面沉降、心墙位移、渗流量等指标实施实时监测，当数据超出设定阈值时自动发出预警，调度中心需在 15 分钟内作出响应并进行处置。

施工安全保障需着重关注机械与人员管理：严格禁止重型车辆直接穿越心墙区域，必要时铺设0.8m 厚的砂砾石或 10mm 厚的钢板予以保护；操作人员必须持有效证件上岗，特种机械执行“定人定机”制度[5]。在度汛之前，应完成心墙度汛段的填筑工作，储备充足的反滤料与防渗材料，制定超标准洪水情况下的泄洪调度方案与人员撤离路线。

（三）技术标准细化与动态管控

安全质量管理需以技术标准为核心，结合不同料区特性制定差异化控制指标。针对心墙防渗料，需严格执行“上坝前检测—填筑中监控—碾压后验 的全流程标准： 上坝 法测定含水量，确保其在最优值±2%范围内，混合料需通过颗粒筛分控制 法测定干密度，计算压实度，反滤料与坝壳料则采用挖坑灌水法测定密度及孔隙 确保符合 配要求。 对于接触粘土等特殊部位，需额外控制粘粒含量（≥20%）、塑性指数 (>10) ）及渗透系数（ ≤1×10^-6cm/s) ），检测频率需加密至每 500m2 不少于 1组，确保与基岩接触面的防渗性能。

（四）人员管理与协同机制

人员素质是质量管控的核心保障，需构建“培训—考核—追责”闭环体系。施工前需对技术人员、机械操作员进行全员技术交底，内容涵盖料场开采工艺、碾压参数、应急处置等，确保人人熟知规范与标准；特种作业人员（如振动碾操作员、检测人员）需持资质证书上岗，定期开展技能考核，不合格者暂停作业并复训。同时，建立跨部门协同机制，如在坝面设置指挥调度中心，每日召开协调会，及时解决料源波动、地质条件变化等问题，确保信息传递高效、问题处置及时。

三、结论

综上所述，粘土心墙堆石坝施工需以“防渗可靠、结构稳定”为核心，通过料场精细化开采、分区协同填筑、心墙动态管控等技术创新提升施工质量，同时构建“预防-监测-应急”三位一体的安全质量管理体系。未来需进一步整合信息化技术，推动施工管理从经验驱动向数据驱动转型，为水利工程高质量发展提供支撑。

参考文献：

[1] 张 仕 海 , 李 新 华 . 那 榔 水 库 黏 土 心 墙 堆 石 坝 施 工 关 键 技 术 要 点 [J]. 云 南 水 力 发电,2023,39(1):172-174.

[2] 郑 远 建. 泸 定 水 电 站 粘 土 心 墙 堆 石 坝 快 速 施 工 技 术 与 质 量 控 制 [J]. 四 川 水 力 发电,2011,30(z1):112-115.

[3] 唐香富. 粘土心墙堆石坝施工初期渗流控制及渗压监测[J]. 电脑爱好者（普及版）（电子刊）,2022(4):2265-2266.

[4] 陈继先,杨正云. 心墙堆石坝心墙接触粘土质量控制[J]. 云南水力发电,2018,34(z1):94-

[5] 唐莉华. 黏土心墙堆石坝施工技术与质量控制措施[J]. 城市建筑,2016(3):64.