CN111851428A - 一种土坝填筑施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供了一种土坝填筑施工方法，包括：将施工高度h与参考高程值H进行比较，当h＞H时，采用双侧支撑区粘土结构，当h≤H时，采用前侧支撑区粘土结构。本发明提供的土坝填筑施工方法，能使土坝的防渗效果更好，坝基坚固。

Description

一种土坝填筑施工方法

技术领域

本发明涉及水坝施工技术领域，具体的说涉及土坝填筑施工方法。

背景技术

土坝施工过程中的防渗指标是最重要的，如何确保土坝满足防渗要求是本发明要解决的技术问题。

发明内容

鉴于以上所述的技术问题，本发明实施例提供了一种土坝填筑施工方法。

一种土坝填筑施工方法，包括：

将施工高度h与参考高程值H进行比较，当h＞H时，采用双侧支撑区粘土结构，当h≤H时，采用前侧支撑区粘土结构；

其中双侧支撑区粘土结构，包括：沙砾石料区、前侧支撑区、主防渗区、反滤区和后侧支撑区，其中主防渗区每填筑两层形成等腰梯形的截面，当施工层完成后，再在施工完成的两层主防渗区上部继续施工同样大小的两层主防渗区；前侧支撑区沿着主防渗区外侧布置，底部的两层为沿着主防渗区向外倾斜的梯形，顶部的两层为三角形，并在整个前侧支撑区的前侧形成筑坝坡度，在前侧支撑区的上部铺设无纺布后，填筑沙砾石料形成沙砾石料区；主支撑区每填筑两层，则反滤区填筑一层，反滤区与主填筑区形成相同的坡度；反滤区的后侧施工后侧支撑区，相对反滤区形成两层结构，反滤区每填筑一层，后侧支撑区填筑两层；

前侧支撑区粘土结构，包括：沙砾石料区、前侧支撑区、主防渗区和反滤区，其中主防渗区每填筑两层形成等腰梯形的截面，当施工层完成后，再在施工完成的两层主防渗区上部继续施工同样大小的两层主防渗区；前侧支撑区沿着主防渗区外侧布置，底部的两层为沿着主防渗区向外倾斜的梯形，顶部的两层为三角形，并在整个前侧支撑区的前侧形成筑坝坡度，在前侧支撑区的上部铺设无纺布后，填筑沙砾石料形成沙砾石料区；主支撑区每填筑两层，则反滤区填筑一层，反滤区形成比主填筑区更大的坡度。

参考高程值H的参考值为223.46cm。

主防渗区粘土料：对于含水量超标的土料需翻晒，填筑含水率控制在最优含水率的-1%～+1%以内，在晾晒前剔除直径大于20cm以上的泥块和黏块，取用能够打散的土料作为主防渗区的土料。

前支撑区粘土料：填筑含水率控制在25%以内，控制在最优含水率的-3%~+4%范围内。

反滤区沙砾：反滤排水带砂砾料压实后控制相对密度不小于0.75，不均匀系数5～8，含泥量小于5%；颗粒形状要求无片状、无尖角、针状颗粒，坚固抗冻。

细颗粒反滤料最大粒径不超过5mm，D85=1.2~10.4mm，D15=0.1~0.5mm，小于0.075mm颗粒含量不大于5%，现场通过试验进行验证，筛分后的颗粒曲线须在反滤设计的包线图内。

粗颗粒反滤料最大粒径不超过80mm，D85=20~40mm，D15=2.5~5.5mm。

防冻砂砾石垫层、过渡带砂砾石：压实后控制相对密度不小于0.75，砂砾石采用天然级配砂砾料，砂砾料不均匀系数5～8，含泥量小于5%。颗粒形状要求无片状、无尖角、针状颗粒，坚固抗冻。

有益效果：本发明提供的土坝填筑施工方法，能使土坝的防渗效果更好，坝基坚固。

附图说明

从下面结合附图对本发明的具体实施方式的描述中可以更好地理解本发明，其中：

通过阅读以下参照附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显, 其中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的特征。

图1为本发明实施例前侧支撑区粘土结构示意图。

图2为本发明实施例双侧支撑区粘土结构示意图。

具体实施方式

下面将详细描述本发明的各个方面的特征和示例性实施例。在下面的详细描述中，提出了许多具体细节，以便提供对本发明的全面理解。但是，对于本领域技术人员来说很明显的是，本发明可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本发明的示例来提供对本发明的更好的理解。本发明决不限于下面所提出的任何具体配置和算法，而是在不脱离本发明的精神的前提下覆盖了元素、部件和算法的任何修改、替换和改进。在下面的描述中，没有示出公知的结构和技术，以便避免对本发明造成不必要的模糊。

现在将参考地描述示例实施方式，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本发明更全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。

此外，所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本发明的实施例的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本发明的技术方案而没有所述特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组元、材料等。在其它情况下，不详细示出或描述公知结构、材料或者操作以避免模糊本发明的主要技术创意。

如图1-2所示，本发明提供一种土坝填筑施工方法，包括：

将施工高度h与参考高程值H进行比较，当h＞H时，采用双侧支撑区粘土结构，当h≤H时，采用前侧支撑区粘土结构；

其中双侧支撑区粘土结构，包括：沙砾石料区1、前侧支撑区2、主防渗区3、反滤区4和后侧支撑区5，其中主防渗区每填筑两层形成等腰梯形的截面，当施工层完成后，再在施工完成的两层主防渗区上部继续施工同样大小的两层主防渗区；前侧支撑区沿着主防渗区外侧布置，底部的两层为沿着主防渗区向外倾斜的梯形，顶部的两层为三角形，并在整个前侧支撑区的前侧形成筑坝坡度，在前侧支撑区的上部铺设无纺布后，填筑沙砾石料形成沙砾石料区；主支撑区每填筑两层，则反滤区填筑一层，反滤区与主填筑区形成相同的坡度；反滤区的后侧施工后侧支撑区，相对反滤区形成两层结构，反滤区每填筑一层，后侧支撑区填筑两层；

前侧支撑区粘土结构，包括：沙砾石料区1、前侧支撑区2、主防渗区3和反滤区4，其中主防渗区每填筑两层形成等腰梯形的截面，当施工层完成后，再在施工完成的两层主防渗区上部继续施工同样大小的两层主防渗区；前侧支撑区沿着主防渗区外侧布置，底部的两层为沿着主防渗区向外倾斜的梯形，顶部的两层为三角形，并在整个前侧支撑区的前侧形成筑坝坡度，在前侧支撑区的上部铺设无纺布后，填筑沙砾石料形成沙砾石料区；主支撑区每填筑两层，则反滤区填筑一层，反滤区形成比主填筑区更大的坡度。

参考高程值H的参考值为223.46cm。

主防渗区粘土料：对于含水量超标的土料需翻晒，填筑含水率控制在最优含水率的-1%～+1%以内，在晾晒前剔除直径大于20cm以上的泥块和黏块，取用能够打散的土料作为主防渗区的土料。

前支撑区粘土料：填筑含水率控制在25%以内，控制在最优含水率的-3%~+4%范围内。

反滤区沙砾：反滤排水带砂砾料压实后控制相对密度不小于0.75，不均匀系数5～8，含泥量小于5%；颗粒形状要求无片状、无尖角、针状颗粒，坚固抗冻。

细颗粒反滤料最大粒径不超过5mm，D85=1.2~10.4mm，D15=0.1~0.5mm，小于0.075mm颗粒含量不大于5%，现场通过试验进行验证，筛分后的颗粒曲线须在反滤设计的包线图内。

粗颗粒反滤料最大粒径不超过80mm，D85=20~40mm，D15=2.5~5.5mm。

防冻砂砾石垫层、过渡带砂砾石：压实后控制相对密度不小于0.75，砂砾石采用天然级配砂砾料，砂砾料不均匀系数5～8，含泥量小于5%。颗粒形状要求无片状、无尖角、针状颗粒，坚固抗冻。

（1）塑性粘土

土坝塑性粘土料源来自第Ⅲ粘土料场。

塑性粘土与混凝土防渗墙连接处填筑前，先将混凝土表面冲洗干净，并涂刷一层厚3～5mm的浓粘土浆，浓粘土浆采用纯粘土与水的配比为1︰3（质量比），涂刷粘土浆与塑性粘土填筑采取渐进式施工，以防浆液干化板结。防渗墙两侧的填土平衡上升，禁止重型机械碰撞、损坏混凝土防渗墙。防渗墙顶部1m范围内及两侧的填土，采用薄层填筑，小型振动碾压实处理。塑性粘土每层填筑厚度根据现场试验确定。填筑料通过坝体上游运输道路运至填筑部位，防渗墙下游侧塑性粘土通过小型挖掘机从上游侧倒运。

（2）粘土填筑

1）主防渗区粘土填筑

①土料含水率调整

主防渗区粘土填筑料取自第三粘土料场。主防渗区粘土填筑每层铺筑厚度为35cm，含水率控制在19.7%±1%范围内，采用20t凸块振动碾碾压10遍，检测填筑压实度达到设计值98%。

对于土料场若粘土天然含水量偏高，要调整至最优含水量控制范围。在料场需进行翻晒处理。采用旋耕机进行旋耕翻晒，在阳光照射下自然风干，用推土机将翻晒合格后的粘土堆成土堆，使原来表面干化的粘土与内部湿润的粘土混合在一起，达到土堆内土料含水量基本一致。具体料场翻晒操作，见上述料场规划。

②主防渗区粘土

主防渗区粘土填筑采用20t自卸车运合格粘土料上坝，沿上游施工路通过单元上坝斜坡路运至填筑仓面，为防止运输车对已碾压合格粘土层反复碾压，造成弹簧土和剪切破坏，卸料采用进占法。160KW型推土机摊平，20t凸块振动碾沿平行坝轴线方向进退错距碾压，行车速度控制为2.5Km/h，碾压顺序为静碾1遍→振碾3遍→静碾1遍，填筑施工时，采用前进后退法碾压，前进一趟再原位退回算两遍。碾迹搭接宽度不小于20cm。

主防渗区粘土与支撑区粘土、反滤层呈锯齿式接触，主防渗区粘土每层填筑坡脚超填27cm，确保主防渗区设计压实断面。

施工中严格控制粘土上坝前含水量及铺筑厚度，振动碾工作速度、碾压遍数、压实度均在控制指标范围内。

2）支撑区粘土填筑

①支撑区粘土填筑措施

支撑区填筑施工采用20t自卸车运合格粘土料上坝，沿上、下游施工路通过间隔75m的单元上坝斜坡路运至填筑仓面，采用进占法卸料。D85型推土机摊平，30t气胎碾进退错距法碾压，碾迹搭接宽度不小于20cm。碾压参数根据现场生产性碾压试验确定。

支撑区粘土与主防渗区粘土及反滤层呈锯齿式接触，支撑区粘土每层底角超填55cm，确保设计断面的压实度。碾压经检测合格后，采用挖掘机进行削坡，坝体每填筑1.5～2m高时，进行一次削坡，削坡料用于上层填筑。

施工中严格控制粘土上坝前含铺筑厚度、振动碾工作速度、碾压遍数、压实度均在控制指标范围内。

3）结合部位施工

塑性粘土与混凝土防渗墙连接处填筑前，先混凝土表面冲洗干净，并涂刷一层厚3～5mm的浓粘土浆，浓粘土浆采用纯粘土与水的配比为1︰3（质量比），涂刷粘土浆与塑性粘土填筑采取渐进式施工，以防浆液干化板结。防渗墙两侧的填土平衡上升，禁止重型机械碰撞、损坏混凝土防渗墙。防渗墙顶部1m范围内及两侧的填土，每层填筑厚度不大于35cm，1.5t小型振动碾压实处理。检测符合指标后，进行下一层填筑。

粘土填筑区与诺西灌溉洞混凝土、固脚混凝土连接处粘土填筑前，先将混凝土表面冲洗干净，并涂刷一层厚3～5mm的浓粘土浆，浓粘土浆采用纯粘土与水的配比为1︰3（质量比），涂刷粘土浆与粘土填筑采取渐进式施工，以防浆液干化板结。每层填筑厚度不大于35cm，1.5t小型振动碾压实处理。检测符合指标后，进行下一层填筑。填筑时，建筑物周边基坑边坡不大于1:3。

砂砾石填筑区与诺西灌溉洞混凝土、固脚混凝土连接处填筑前，先将混凝土表面冲洗干净，基础压实达到设计指标后，进行砂砾石填筑，每层填筑厚度不大于50cm，1.5t小型振动碾压实处理。检测符合指标后，进行下一层填筑。

为保证粘土填筑层结合紧密，必须注意保持填筑面粘土为最优含水量。主防渗区粘土填筑，若粘土填筑停止时间4-6小时以上时，在新一层粘土填筑前，要将已压实的粘土表层进行清理，再用洒水车均匀洒水，湿润粘土表面，使之达到填筑含水量标准，才能继续填筑施工；支撑区粘土填筑，在新一层粘土填筑前，用推土机在碾压面上行走，保证履带痕迹均匀，搭接紧凑，起到刨毛效果。若粘土填筑停止时间4-6小时以上时，在新一层粘土填筑前，要将已压实的粘土表层进行清理，再用洒水车均匀洒水，湿润粘土表面，使之达到填筑含水量标准，才能继续填筑施工。

支撑区粘土、主防渗区粘土及反滤层呈锯齿式接触，粘土填筑两层，砂砾石填筑填筑一层，结合部位振动碾跨缝碾压。

4）越冬及雨季施工措施

①冬季保温措施

当气温达到零度时，粘土填筑进入冬季停工阶段。对已填完的粘土表面要进行越冬保温。

保温拟采用方法：在压实的填筑面上填筑30cm厚粘土，摊平后不碾压，松料上铺一层厚塑料布，塑料布上铺一层草垫子，草垫子上再铺2米厚粘土，粘土表面采用推土机压实。

②雨季施工措施

在潮湿多雨的夏季里填筑土料，将采取可靠措施，防止施工过程中粘土的含水量增加，确保填筑质量，具体措施如下：

A.在雨季中填筑表面略向上游倾斜，便于排泄雨水，倾斜坡度控制在2-3%。

B.与当地气象局取得联系，做好预防避开雨天填筑，雨前用平面碾将填筑面快速碾压形成光面，防止积水和雨水下渗，雨后填筑面应晾晒至填筑含水量范围内，方可继续施工。

C.下雨或雨后及填筑前禁止车辆通行和人员踩踏粘土心墙项面。

D.取料场做好排水，防止积水和雨水下渗。

5）施工质量控制措施

①粘土填筑过程中，认真按照规范要求项目频率对料场的土料进行检测并控制，随时检测土料含水量。杜绝不合格粘土装车上坝。

②在填筑作业面严格按照施工规范规定的项目对上坝土料进行检测，发现不合格土料要清除。

③随时检测铺料厚度、分界边线位置。压实质量使用环刀法或核子密度仪检测压实粘土的含水量、压实干容重和压实度。

④控制施工接缝处横向坡度不陡于1︰3，对于单元与单元之间在层与层分缝处不许在同一断面处连接，要错距5～10 m连接。

⑤粘土分段碾压时，相邻两单元的交接带碾迹应彼此搭接，垂直碾压方向搭接宽度不小于3m。

⑥根据碾压试验成果，填筑所用土料碾压面暴露4-6小时以上时，碾压面会出现龟裂现象。由于填筑面大，填筑后适当用防雨布对填筑面进行苫盖，防止碾压面出现龟裂。

（3）抗冻砂砾石垫层填筑

根据坝体优化设计，抗冻砂砾石垫层厚度为200cm。

待支撑区粘土填筑削坡完成后，进行抗冻砂砾石填筑。填筑采用挖掘机或装载机直接装20t自卸汽车，沿上游施工路运至坝面填筑区。后退法卸料，推土机摊平。坝壳砂砾石料填筑采取大面积铺筑方法，减少纵向接缝。铺层厚度暂定为50cm（具体厚度由碾压试验确定），平面振动碾进退错距法压实，碾压沿平行坝轴线方向进行。为保证坝体削坡后砂砾石料边坡压实度，坝体边坡超填宽度为30cm，以保证削坡后，坝体有效断面的压实度。碾压经检测合格后，采用挖掘机进行削坡，坝体每填筑1.5～2m高时，就要进行一次削坡，削坡料用于回填填筑面。砂砾石料与固脚混凝土结合处采用小型振动碾进行碾压。

砂砾石坝壳填筑时预留的横向边坡，均做成1︰3的台阶形式，下一期填筑时不用削坡，振动碾跨缝压实即可。

砂砾石料填筑过程中，如发现混杂有粘土块、草、木等杂质，要立即清捡杂物，不合格料严禁装车上坝。

（4）反滤料填筑

在业主指定料场进行筛分，20T自卸车拉运至施工现场进行填筑。

在主防渗区和下游的支撑区间及下游支撑区和坝基间布置连续的反滤排水带，反滤排水带上、下游侧为粘土，反滤排水带分为1m厚度细颗粒砂砾石、1m厚度粗颗粒砂砾石及3m厚度过渡带混合砂砾石。

1）下游支撑区和坝基间反滤排水带填筑

主防渗区粘土填筑完两层后，进行反滤排水带填筑。

反滤排水带所用反滤料采用挖掘机装20t自卸汽车，沿下游施工路经上坝斜坡路运至坝面填筑区，我方在做碾压试验发现，运输车无法在反滤排水带作业面上行进，运输车只能将填筑料卸至坝体边缘，利用推土机进行大面积摊平。反滤料填筑采取大面积铺筑方法，减少纵向接缝。铺层厚度为50cm（具体厚度由碾压试验确定），18t平面振动碾进退错距法压实，碾压沿平行坝轴线方向进行。粘土与反滤料结合部位用振动碾跨缝压实。为保证坝体削坡后砂砾石料边坡压实度，坝体下游边坡坡脚超填宽度为30cm，以保证坝体有效断面的压实度。填筑时预留的横向边坡，均做成1︰3的台阶形式，下一期填筑时不用削坡，振动碾跨缝压实即可。碾压经检测合格后，采用挖掘机进行削坡，反滤料填筑2.5m高时，按设计坡度进行削坡。

2）主防渗区和下游的支撑区间反滤排水带填筑

反滤排水带所用反滤料采用挖掘机装20t自卸汽车，沿下游施工路经上坝斜坡路运至坝面填筑区，三种砂砾石料分别堆放，挖掘机主防渗区粘土及支撑区粘土填筑完两层后，进行反滤排水带和过渡带填筑。按测量人员标注断面进行上料、摊平。铺层厚度为按碾压试验严格执行，20t平面振动碾进退错距法压实，碾压沿平行坝轴线方向进行。粘土与反滤料结合部位用振动碾跨缝压实。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对此实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的实施例，而是要符合本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

本领域技术人员应能理解，上述实施例均是示例性而非限制性的。在不同实施例中出现的不同技术特征可以进行组合，以取得有益效果。本领域技术人员在研究说明书及权利要求书的基础上，应能理解并实现所揭示的实施例的其他变化的实施例。在权利要求书中，术语“包括”并不排除其他装置或步骤；不定冠词“一个”不排除多个；术语“第一”、“第二”用于标示名称而非用于表示任何特定的顺序。

Claims (8)

1.一种土坝填筑施工方法，包括：

将施工高度h与参考高程值H进行比较，当h＞H时，采用双侧支撑区粘土结构，当h≤H时，采用前侧支撑区粘土结构；

其中双侧支撑区粘土结构，包括：沙砾石料区、前侧支撑区、主防渗区、反滤区和后侧支撑区，其中主防渗区每填筑两层形成等腰梯形的截面，当施工层完成后，再在施工完成的两层主防渗区上部继续施工同样大小的两层主防渗区；前侧支撑区沿着主防渗区外侧布置，底部的两层为沿着主防渗区向外倾斜的梯形，顶部的两层为三角形，并在整个前侧支撑区的前侧形成筑坝坡度，在前侧支撑区的上部铺设无纺布后，填筑沙砾石料形成沙砾石料区；主支撑区每填筑两层，则反滤区填筑一层，反滤区与主填筑区形成相同的坡度；反滤区的后侧施工后侧支撑区，相对反滤区形成两层结构，反滤区每填筑一层，后侧支撑区填筑两层；

前侧支撑区粘土结构，包括：沙砾石料区、前侧支撑区、主防渗区和反滤区，其中主防渗区每填筑两层形成等腰梯形的截面，当施工层完成后，再在施工完成的两层主防渗区上部继续施工同样大小的两层主防渗区；前侧支撑区沿着主防渗区外侧布置，底部的两层为沿着主防渗区向外倾斜的梯形，顶部的两层为三角形，并在整个前侧支撑区的前侧形成筑坝坡度，在前侧支撑区的上部铺设无纺布后，填筑沙砾石料形成沙砾石料区；主支撑区每填筑两层，则反滤区填筑一层，反滤区形成比主填筑区更大的坡度。

2.如权利要求1所述的土坝填筑施工方法，其特征在于，

参考高程值H的参考值为223.46cm。

3.如权利要求1所述的土坝填筑施工方法，其特征在于，

主防渗区粘土料：对于含水量超标的土料需翻晒，填筑含水率控制在最优含水率的-1%～+1%以内，在晾晒前剔除直径大于20cm以上的泥块和黏块，取用能够打散的土料作为主防渗区的土料。

4.如权利要求1所述的土坝填筑施工方法，其特征在于，

前支撑区粘土料：填筑含水率控制在25%以内，控制在最优含水率的-3%~+4%范围内。

5.如权利要求1所述的土坝填筑施工方法，其特征在于，

反滤区沙砾：反滤排水带砂砾料压实后控制相对密度不小于0.75，不均匀系数5～8，含泥量小于5%；颗粒形状要求无片状、无尖角、针状颗粒，坚固抗冻。

6.如权利要求1所述的土坝填筑施工方法，其特征在于，

细颗粒反滤料最大粒径不超过5mm，D85=1.2~10.4mm，D15=0.1~0.5mm，小于0.075mm颗粒含量不大于5%，现场通过试验进行验证，筛分后的颗粒曲线须在反滤设计的包线图内。

7.如权利要求1所述的土坝填筑施工方法，其特征在于，

粗颗粒反滤料最大粒径不超过80mm，D85=20~40mm，D15=2.5~5.5mm。

8.如权利要求1所述的土坝填筑施工方法，其特征在于，

防冻砂砾石垫层、过渡带砂砾石：压实后控制相对密度不小于0.75，砂砾石采用天然级配砂砾料，砂砾料不均匀系数5～8，含泥量小于5%，颗粒形状要求无片状、无尖角、针状颗粒，坚固抗冻。

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