阿塔山水库大坝坝体填筑与施工技术

　　0 引言

　　阿塔山水库主坝坝顶长 282.00m,顶宽 6.0m,最大坝高 40.00m,上游边坡 1:2.2,下游坝坡 1:2.0,上、下游在1395.10m 的高程处设 2.0m 宽马道。上游坝坡采用 0.6m 的干砌石护坡，下游采用浆砌石网格护坡。心墙为壤土心墙，顶高程 1407.9m,顶宽 4.0m,上、下游均设 1.5m 厚粗砂、碎石反滤过渡层。主要工程量为：坝壳堆石料填筑 76.07 万m³,心墙粗砂、碎石反滤过渡层 10.57 万 m³,壤土心墙19.54 万 m³,上下游砌石护坡 1.36 万 m³,黏土填筑 0.95 万m³,总填筑量 108.49 万 m³.

　　1 现场碾压试验

　　依据招标文件《技术条款》规定，在坝体填筑工程开工前，要进行与实际施工条件相仿的现场生产性试验，以获得符合设计要求的填筑施工参数，保证坝体填筑质量。通过各种坝料的现场碾压试验，确定铺料方式、铺料厚度、振动碾型号及重量、碾压遍数、行车速度、压实厚度等各项参数；经监理人审查批准后，用于施工中并严格按此规程执行。

　　2 坝体填筑

　　坝体填筑施工，根据现场碾压试验所选定的施工参数、施工工艺、机械组合、填筑铺层厚度、碾压遍数、洒水量等所制定的坝体填筑施工技术来实施。在施工时采用“后退进占法”均衡上升的施工方法，坝壳料采取大面积铺筑方法，减少接缝。大坝填筑施工垂直坝轴线方向拟分为五个作业区段。即壤土心墙为 A 区，心墙碎石反滤层为 B区，心墙粗砂反滤料层为 C 区，下游堆石坝壳为 D 区，上游堆石坝壳为 E 区。顺坝轴线方向拟分为二个区段，即从0+000~0+100m 为Ⅰ区，0+100~0+282m 为Ⅱ区。

　　2.1 粘土心墙填筑

　　2.1.1 施工工序 挖掘机装车→自卸汽车运输→推土机铺料平整→测量厚度→振动碾碾压→取样试验→验收→测量放线→下一层填筑。铺土宽度为心墙宽度，长度顺大坝轴线分为两段即上述Ⅰ区和Ⅱ区。

　　2.1.2 填筑 壤土心墙的压实度为 0.98,设计干容重为 18.06KN/m³,设计最优含水率为Ⅰ号料场 13.7%,Ⅱ号料场 12.23%.因此，在填筑前要进行壤土含水率的测定，当土料平均含水率与设计含水率相差不大，仅需增加 1~2%左右时，采用在坝面直接洒水；当土料的含水率大于施工控制含水率的上限的 1%以内时，碾压前可用圆盘耙或推土机松土器在填筑面进行翻晒，以降低土料的含水率。当土料含水率在施工控制含水率的下限时，将土料运至土料堆存场分层卸料、分层洒水湿润，以提高土料含水率。壤土采用 2m³挖掘机在土料场装车，20t 自卸汽车运输上坝填筑，230HP 推土机平整铺料，铺土厚度 40cm,16t凸块振动碾平行坝轴线方向进行振动碾压，碾压遍数由试验确定。

　　2.1.3 结合面处理 心墙与混凝土防渗墙的结合面，在填筑前刷一层 3mm-5mm 厚的浓泥浆，采用薄层填筑，人工摊铺，用小型蛙式打夯机压实。心墙与坝肩岸坡结合处 1.5m-2m 的宽度内人工铺土，采用小型压实机具薄层压实，搭接宽度不小于 1m.局部碾压不到的边角部位采用电动式立式打夯机夯实。心墙横向接缝采用留台施工法，即先期铺料时预留 1-1.5 的平台，后期填筑土料与先期土料接触，达到同一高程时采用振动碾跨缝碾压。

　　2.2 反滤料、过渡料填筑

　　2.2.1 填筑 坝上游采用先土后砂法，即先铺土料，后铺反滤料，下游下游先砂后土法，即先铺砂料后铺土料。反滤料采用装载机装车，20t 汽车拉运至坝面，然后用装载机二次沿坝轴线方向铺设，过渡料施工方法相同。

　　反滤料及过渡料均采用 14t 自行式振动碾碾压，当心墙料、反滤料及过渡料与坝壳料填筑齐平时，用振动平碾跨缝碾压，跨过界面 0.5m.边角部位的反滤料及过渡料采用小型振动平碾压实。对已铺好的反滤料要进行保护，禁止车辆通行，防止污水侵入，若发生土料混杂必须及时清除。

　　2.2.2 界面处理 过渡层料的相邻 5m 范围内的堆石体应平起填筑，垫层与过渡层应同时填筑碾压，并确保其宽度，其“犬牙交错”带宽度应小于铺层厚度的 1.5 倍。摊铺过程中剔除相接堆石坡面上大于 30cm 的离散石块，填筑垫层前剔除相接过渡层坡面上大于 20cm 的离散块石。过渡层与基础和岸坡相接处填筑坝料时，严防因颗粒分离而造成粗粒集中和架空，与岸坡相接处其宽度扩大2-3 倍，以保证均匀过渡，避免不均匀沉降。

　　2.3 堆石料填筑 坝体石料填筑主要包括石料拉运、卸料铺料、整平、碾压及检验。其施工流程是：卸料→铺料（整平）→碾压→检验。

　　2.3.1 填筑 采用 EX400（2.0m³）反铲配合 20t 自卸汽车运输上坝，进占法铺料，即将堆石料卸在已摊铺层的前缘 1~2m 范围内，230HP 推土机推料、摊铺。而后采用自行式振动碾顺坝轴线方向进行振动碾压，反铲对边角、粗料集中部位和上游边坡的大粒径料进行清理。

　　2.3.2 接缝处理 坝壳靠近岸坡部位施工，用汽车卸料及平地机平料时，大粒径石容易集中，碾压机械压实时，碾磙多不能靠近岸坡，坝壳与岸坡结合填筑施工中实行水平面超填方式，碾压后采用机械配合人工削坡。同时限制铺料层厚度，在靠近岸坡一定宽度内减薄层厚；限制粒径，在结合部位至少 2m 宽度内填筑粒径小于 20cm 的石粒；冲填细料，如果填料大粒径较多时，可根据石料的空隙率另外加一定数量的细料，用水冲填。压实机具采用夯板等小型压实机械，靠近岸坡直接夯实。

　　由于接缝处坡面临空，压实机械作业距坡面边缘留有0.5~1.0m 的安全距离，坡面上存在一定厚度的松散或半压实料层。另外，铺料过程中难免有部分填料沿坡面向下溜滑，这更增加了坡面较大粒径松料层的厚度，松坡厚度与铺料厚度、接缝高度和坡度等因素有关，铺料厚度和接缝高度愈大坡度愈缓，则松料宽度愈大，其宽度一般为 1~2.5m.坝壳内部接缝采用反铲挖掘机逐层削坡，其工作面比新铺层面抬高一层，消除松料水平宽度为 1.5~2.0m,削坡松料后，新填料与削坡松料相接，共同碾压，在靠近岸坡等死角部位时，采用反铲削坡，削坡工序必须在填料之前进行，然后将新填料与压实料相接。

　　3 雨季施工

　　在潮湿多雨季节里填筑施工时，根据施工条件采取适当措施，防止施工中含水量超出允许含水量，以保证坝体填筑施工的质量。

　　坝体填筑面可中央凸起，向上下游倾斜，以利于排出雨水，倾斜坡度可取 2~4%.雨前快速压实松料，保持填筑面平整，以防积水，雨后填筑面应晾晒或处理，检查合格后方可复工。

　　狭窄场面防雨，宜用苫布覆盖，据招标文件提供的水文气象特征可知每年 7~9 月为多雨期，该施工时段要加强了解天气预报，备足填筑材料。

　　雨前检查坝面是否已压实和平整，各截水沟、排水沟和防雨苫布等保护工作。雨后复工前检查坝面填料是否合格，不合格填料应予挖除或重新碾压等措施。

　　4 特殊部位保护措施

　　壤土心墙位于大坝轴线上，对大坝的防渗起着至关重要的作用，必须对填筑后心墙加以保护，比如：①布置好坝面临时施工道路。②穿越心墙的临时道路及运输临时路口经常更换位置，不同填筑层应交错布置。③路口超压及混入坝壳料的土体，应及时挖除，按要求重新填筑。

　　5 结束语

　　土石坝施工必须有严格的质量管理体系，同时要结合实际采用科学实用的施工技术和施工方法。阿塔山水库大坝的参建为以后在大型土石坝施工方面积累了宝贵的经验，对以后施工技术、施工工艺及施工管理上都有很大提高。

　　参考文献：

　　[1]水利水电工程施工手册第二卷[M].中国电力出版社，2002.

　　[2]水工设计手册[M].水力电力出版社，2008.

　　[3]刘祥柱，郝和平，陈宇翔。水利水电工程施工[M].黄河水利出版社，2011.