水库粘土心墙大坝填筑施工技术的应用实践研究

水库粘土心墙大坝填筑施工技术的应用实践研究

  陈岳飞  姜小平

云南建投第一水利水电建设有限公司，云南昆明650217

摘要：水库建设是国家基础设施建设的重要组成部分，对防洪、灌溉、发电、供水等方面具有重要的作用。粘土心墙大坝是水库工程中常见的坝型之一，主要将粘土作为心墙的主要材料，在建筑中施工技术要求较高，施工过程中的质量控制水平会直接影响水库的稳定性以及安全性。通过分析以及总结粘土心墙大坝填筑施工技术，讨论施工技术，提高施工效率以及质量。

关键词：水库；粘土心墙大坝；填筑施工技术

    水库是我国常见的水利工程，具有供水、防洪、灌溉以及发电等作用[1]。水利工程的质量会受到多种因素的影响，传统的填筑施工中耗费工期较长，质量难以保证，无法满足现代水库建筑的要求。因此，在水库施工过程中需应用先进的粘土心墙大坝填筑施工技术，提高施工效率和质量。

1  水库粘土心墙大坝的概述

水库粘土心墙大坝是一种常见的水利工程结构，主要用来调节水流，拦截河流。 粘土心墙大坝由坝壳和坝心墙两部分组成。坝壳通常使用石料、砂土或其他非粘性材料填筑而成，其主要作用是承受水压力并提供大坝的整体稳定性。坝心墙则位于坝体的中央，由粘性土料构成，起到防渗作用，避免水库水通过坝体渗透出去。水库粘土心墙大坝的优点在于材料普遍，在自然界中存在较多，取材更加容易，并且材料成本较低。在不同的气候条件以及地形中，粘土心墙大坝都能够适应，具有较强的稳定性。与堆石坝、混凝土坝相比，粘土心墙大坝的结构简单，更加容易进行维护。

2  水库粘土心墙大坝的填筑施工技术

2.1土料的碾压试验

在水库施工过程中，土料的碾压试验是一种评估土壤在压实过程中的性能的方法，通过模拟实际道路和场地的情况，测试土壤的压实性能、强度参数和压缩变形性能等[2]。首先，需在土料开采场的周围找出一块具有足够宽度，地势平坦的场地，在清理干净后，进行测量放线，保证试验区域的准确性。在试验场地内，还需进行清基碾压工作，保证基层的压实度满足要求，为后续的土料碾压提供良好的条件。在试验前，还需将不同含水量的土料进行分开放置，含水量之间的误差需小于1%。碾压过程通常包括静压和振压两个步骤。首先进行静压两遍，以达到稳压的目的；然后进行振压两遍，并在此过程中取点测压实度和测量沉降。之后，根据需要进行不同遍数的振压，并在每遍振压后测量沉降和取点测压实度。根据试验结果，全面评估土料的压实性能。

表1填筑料的标准

2.2制备填筑料

在水库建筑制备填筑料过程中，需选择已经控制原材料，对粘土料的含水量进行严格控制。选择粘土料中要求符合设计要求，具有较低的渗透性、良好的塑性、适当的含水量[3]。还需要检查粘土的质量，主要检测项目有含水量、塑性指数、颗粒分析、有机质含量等，保证原材料符合要求。若粘土的含水量较高，需要进行晾晒以降低含水量；若含水量较低，需适当洒水，增加含水量。对于大块的粘土，需要破碎至合适的粒径。通过筛分设备去除超径颗粒，保证填筑料的均匀性。使用填筑面与料场双重控制，在运输过程中，需应用合适的运输工具，保证运输过程中不会出现明显的水分散失、离析的状况。在运输过程中，注意做好装运、卸料之间的衔接工作。在储存过程中，设置合适的储存场地，对填筑料进行临时储存，同时注意防雨、防晒和排水等措施，以保持填筑料的稳定性。

2.3坝体填筑

2.3.1分区分段的坝段填筑

根据水库坝体的状况以及黏土心墙 填筑施工分段分区进行施工，每个分区的界线应用粘土防渗墙。每个区段的长度和高度应根据坝体的整体稳定性、施工设备的能力和施工周期等因素进行综合考虑。在填筑粘土心墙时，需要严格控制粘土的质量和含水量，保证心墙的密实性和防渗性能。在填筑过程中，在接缝处设置键槽或增加填筑材料的粘结力等，预防坝体在运行过程中出现裂缝或滑移等问题[4]。

2.3.2水库粘土心墙大坝的填筑的施工流程

（1）施工放线

在填筑施工前，需要全面清洁坝基的状况，主要将坝基上的有机质、松散料、表土等清理干净。还需要应用水泵抽排操作将积水排出坝基中。施工团队在处理干净坝基后，需要 了解设计图纸，充分了解坝体的尺寸、整体布局等，根据图纸，应用全站仪在施工现场标定坝体的轴线，保证坝体的中心线位置准确，还需要撒白石灰做好标记，在施工现场标定填筑的边界线，明确填筑的范围和区域。根据设计高程要求，在施工现场设置高程标记，如水准点、高程标杆等，以便在施工过程中控制填筑的高程。完成施工放线后，进行复核和校核工作，保证放线的准确性和精度满足设计要求。

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图1 施工流程图

（2）铺料平仓

水库建筑过程中，需要应用自卸车将材料送入施工现场中，在距离端点2米到3米的位置进行卸料，主要应用进站法。在填筑施工中，应用推土机摊铺、推动物料，保证仓面平整，施工过程中需要严格控制每层物料的厚度，保证表面高差、每层厚度在规范要求中。使用尺子在卸料端部前2.0～4.0m处进行量测，保证厚度的准确性。在砂砾料的填筑过程中，每层厚度的控制具有重要的作用，需控制在0.6米到0.8之间。另外，还需保证砂砾料与基础高塑粘土料之间的良好搭接，铺填中要求横向宽度应向外超出0.6米到0.8米。将基础的高塑粘土料与砂砾料进行反滤料搭接位置，将相邻物料的边界明确好，预防发生层间的混合以及错位状况。

（3）铺填

在水库建筑铺填前，需要先保证场地的平整、清洁，将障碍物、杂物清理干净。根据设计图纸以及要求，将粘土、砂砾料等准备好，保证材料质量。使用推土机将填筑材料推铺至指定区域。摊铺过程中，要注意控制物料的厚度和平整度，保证表面高差小于10cm。在摊铺过程中，使用尺子在卸料端部前2.0米到4.0米处进行量测，确保每层物料的厚度低于规范要求。及时调整摊铺速度和物料分布，以保持厚度的准确性。在铺填工作中，还需要应用推土机进行找平，防止出现撒料、给料滞后的状况，保证接缝连接顺畅。

图2 施工示意图

（4）洒水以及翻晒

在填筑前，会检测填筑材料的含水量，因此，在洒水以及翻晒工作中，需根据材料的当前含水量以及最优含水量，将需要洒水的量计算出来，尽可能达到最佳的含水量。在大坝工作面洒水中，主要应用洒水车、喷枪等操作。在碾压工作前，需要进行一次洒水，还需要一边压实一边进行加水操作。在洒水时，需保证连续、均匀以及不间断的进行操作。注意控制洒水的速度和均匀度，避免局部过湿或过干。另外，还需要注意检测粘土材料的含水量，若发生含水量较高的状况，需及时进行翻晒，保证粘土料的含水量在最佳的含水量的范围中。

（5）碾压

在坝面的建设过程中，应用凹凸振动碾压。在接缝位置应用手扶式振动压路

机碾压。通过碾压操作，能够提高水库大坝的防渗水性能、稳定性以及密实度。在碾压操作中，先进行初碾压，再进行振动碾压，静碾压，处理边角[5]。

3  结语

在水库粘土心墙大坝的填筑中，施工技术特点为结构简单、造价相对较低、适应性广等，广泛应用在水利工程中。但是对施工技术要求较高，因此需重视施工技术，做好施工放线，铺料平仓，碾压等流程步骤，保证施工质量，提高施工效率。

参考文献

[1] 王宗海. 青山水库粘土心墙大坝填筑施工工艺研究[J]. 东北水利水电,2022,40(7):15-17.

[2] 王彬丞. 探讨水库大坝粘土混凝土心墙施工技术要点[J]. 房地产导刊,2020(30):140.

[3] 艾尼瓦尔·牙生. 楼庄子水库粘土心墙大坝填筑施工技术探讨[J]. 陕西水利,2019(8):148-150.

[4] 邹玉华. 高含水量粘土在九龙潭水库大坝中的应用[J]. 四川水利,2022,43(3):52-55.

[5] 尹俊文,蔺旭勃,刘阳,等. 黄石沟水库黏土心墙堆石坝土料碾压试验[J]. 东北水利水电,2023,41(11):34-38.