试论水利水电施工中土石坝筑坝工程的主要工艺

摘要：土石坝作为水利水电工程中最常用的坝型之一，其施工质量对工程安全运行至关重要。本文结合工程实践，对土石坝筑坝工程中的主要工艺进行了深入探讨。包括坝基及岸坡处理、土石料场的规划布置、土石料开采与加工、填筑施工以及坝体防渗漏。研究表明，严格按照设计要求和规范规程进行施工，合理规划布置料场，优化施工工艺，是保证土石坝筑坝工程质量的根本。

关键词：水利水电工程；土石坝；筑坝工艺；料场规划；防渗漏

引言：土石坝以其就地取材、施工简便、适应性强等特点，在水利水电工程中得到广泛应用。土石坝作为一种典型的散粒体材料坝，其施工质量直接关系到坝体的安全性和耐久性。近年来，我国水利水电事业快速发展，大中型土石坝工程不断涌现，积累了丰富的筑坝施工经验。同时，坝体渗漏、变形等质量通病时有发生，暴露出土石坝筑坝施工还存在诸多不足。为进一步规范土石坝筑坝施工，提高工程质量，有必要对筑坝工程中的关键工艺进行系统研究。本文立足工程实际，重点探讨了土石坝筑坝工程的主要工艺，以期为同类工程提供有益参考。

1.坝基及岸坡处理

坝基及岸坡处理作为土石坝施工的基础性工程，其施工质量将直接影响坝体的安全与稳定。为此，施工人员首先要对坝基范围内的杂草、树木进行全面清除，将树根连同周围土壤一并挖除，并将坝址区的石块、岩石悉数清理干净。若坝址区存在建筑物或构筑物，也要进行拆除和清理，为后续施工创造条件。对于坝基及岸坡的特殊地质则需要进行重点处理，施工人员要对坝基范围内的水井、泉眼、溶洞、地道等进行详细勘查，并采取回填或灌浆等措施将其封堵，杜绝渗流隐患。对于岸坡上的软弱夹层，如粉土、细砂、淤泥等，施工人员还对其要进行置换处理，开挖后回填砂砾石等强度较高的材料。需要强调的是，岸坡开挖要着重考虑施工安全和边坡稳定。施工单位要科学设计开挖方案，分层分段进行开挖，严控开挖速率和开挖面的坡度，必要时采取锚杆、喷混凝土等支护措施，确保岸坡开挖安全可控。

2.土石料场的规划布置

科学合理地规划布置土石料场，是土石坝筑坝工程顺利实施的重要前提。料场选址应综合考虑地形地貌、交通条件、水文地质、环境影响等多重因素，尽量减少占地和拆迁，避开不良地质和环境敏感区[1]。一般宜布置在坝址附近，坝轴线上游，运输线路最短的区域。料场规模要满足填筑强度和工期要求，并适当设置机动库容，以调节料源的波动。并且料场空间布局应因地制宜，纵横向结合，台阶式开采，注重与周边环境的协调。开采顺序要考虑取料的优先次序，先易后难、先近后远，减少二次搬运。在保证料场开采量的同时，施工单位还要合理控制剥离量和弃渣量。此外，为保障料场连续稳定供料，设计单位还应统筹规划好料场内外的配套设施。这包括供水供电设施、排水防洪设施、机修维护设施、现场试验室、料场道路等，以及员工的生活区、办公区、安全防护等后勤保障设施。

3.土石料开采与加工

土石料的开采与加工直接影响到土石坝的填筑质量，因此施工单位必须高度重视，严格把控料场开采和现场加工等关键环节。在开采时，技术人员要对照设计要求，通过机械筛分或人工检查等方式，严格控制进场土石料的粒径、级配、含杂质量等指标，确保材料质量满足施工需求[2]。特别是对于黏性土料，含水率管理尤为关键。施工人员要根据天气情况和土料特性，采取自然晾晒或掺合干料等方法，将黏土的含水率控制在最优含水率的±2%范围内。如遇连续降雨等特殊情况，导致黏土含水率超标，必须及时采取晾晒或掺合措施进行调整，坚决杜绝含水率不合格的土料用于填筑。对于开采的砂石料，现场试验室要加强抽检频次，严把材料入场关，确保砂石料的级配符合设计配比要求。一旦发现级配偏差，要采取筛分或掺配等方法进行调整，确保砂石料质量稳定可控。

4.填筑施工

土石坝填筑施工是一项涉及面广、工序多、协调难度大的综合性工程。为保证填筑质量，施工单位必须进行缜密的施工组织设计，科学制定施工方案和进度计划，统筹协调人力、机械、材料等各类资源，优化施工工艺，严格工序管控，确保填筑过程安全、有序、高效[3]。

填筑施工的一个关键是做好材料的配比和摊铺。施工人员要按照设计级配要求，对土石料进行科学配比，避免出现材料离析、粒径偏差等问题。在摊铺时，要采取分层摊铺的方法，严格控制铺土厚度和均匀度，确保每一层都摊铺平整，为碾压创造条件。并要防止大型机械设备的碾压造成局部下陷，影响层面平整。

填筑过程中的含水率管理也十分关键。施工人员要根据天气情况和土料特点，合理控制洒水量和洒水时间间隔，既要保证土料含水率满足压实要求，又要避免因过量洒水导致的含水率超标问题。碾压作业要着重关注碾压参数的控制。技术人员要通过场地试验，确定合理的碾压遍数、碾压速度和铺土厚度等参数，并针对接缝等薄弱部位适当增大碾压遍数，确保碾压密实。与此同时，现场质检人员要加大检测力度，重点检查每层填筑土的含水率、压实度等指标，一旦发现质量隐患，施工单位要及时采取整改措施，并做好复测复验，坚决杜绝不合格的填筑土层。

最后，针对填筑面容易受降雨冲刷的特点，施工单位还要做好汛期施工准备。在填筑面上设置排水坡度和截水沟，及时排导雨水，同时在坝肩和迎水坡面采取覆盖等防护措施，最大限度地减少降雨对填筑层的影响，确保汛期填筑施工有序进行。

5.坝体防渗漏

渗漏是土石坝常见的质量通病，对坝体安全运行构成严重威胁。为有效控制渗漏，设计和施工单位必须因地制宜采取综合防渗措施。通常防渗措施可分为水平防渗和垂直防渗两大类。水平防渗一般采用铺设黏土防渗毯的方式，即在坝基表面铺设一定厚度的黏土层，经分层碾压形成防渗层，阻断渗流路径。

垂直防渗的方法则较为多样，主要包括帷幕灌浆、混凝土防渗墙、土工合成材料防渗等。其中帷幕灌浆适用于岩质坝基，施工时沿坝轴线布置灌浆钻孔，向孔内压入水泥浆液，固结成防渗帷幕；混凝土防渗墙则多用于覆盖层较厚的砂卵石坝基，施工时开挖深槽，灌注混凝土，形成连续的防渗墙体；铺设土工膜等土工合成材料则是一种有效的垂直防渗措施，通过在坝体内铺设防水土工膜，阻断渗透水的侵入。

另外在大坝蓄水和运行阶段，运行管理单位还应建立完善的渗流监测系统，综合运用自动化监测、人工巡视等手段，及时掌握坝体渗流状况。一旦发现渗流量异常增大或出现管涌、流土等渗漏病害征兆，必须迅速查明原因，采取灌浆堵漏、回填滤料、铺设反滤层等补救措施，消除渗漏隐患，确保大坝安全运行

结语：

总之，土石坝作为一种重要的筑坝形式，其施工质量直接关系到水利水电工程的安全运行和效益发挥。坝基处理、料场规划、土料加工、填筑施工、坝体防渗等环节，都需要施工单位严格按照设计要求和规范规程进行，任何一个环节控制不严都可能埋下质量隐患。只有坚持标准化施工，推广先进工艺，加强过程管控，才能从根本上保证土石坝筑坝工程的质量，进而促进水利水电事业的可持续发展。未来，土石坝筑坝施工还需进一步创新理念、优化工艺、提升管理水平，为我国水利水电工程建设做出新的更大贡献。

参考文献：

[1]马锦华.水利水电工程筑坝施工技术要点与应用策略分析[J].工程技术研究，2023，8（07）：75-77.

[2]池能威.水利水电施工中筑坝工程的关键工艺分析[J].城市建设理论研究（电子版），2022，（32）：137-139.

[3]朴月，李露露.水利水电施工中筑坝工程的关键工艺[J].中外企业家，2019，（22）：121.