土石坝的筑坝材料 -

土石坝的筑坝材料一、土石坝筑坝土料设计的任务：对坝体各部位的土料进行选择，然后确定土料的填筑标准。

（土石坝主要由坝壳、防渗体、排水设备、护坡等组成，还有反滤层及过渡层。

）二、土石坝筑坝土料的选择：一般土料原则上均可作为碾压式土石坝的筑坝材料，或经处理后用于坝的不同部位。

但下列土料不宜采用：沼泽土、斑脱土、地表土及含有未完全分解有机质的土料。

1、均质坝对土料的要求2、防渗体对土料的要求3、坝壳对土石料的要求（坝壳保持大坝稳定）4、排水、护坡对土石料的要求5、反滤料及过渡层土料(一)、均质坝对土料的要求(1)强度指标Φ、c较大。

(2)渗透系数k较小，<10-4cm/s。

(3)要有一定的塑性：塑性指数I p=ωL-ωP=7～17。

→能适应坝基变形而不会产生裂缝。

(4)有机杂质含量≤5%。

(5)土质：绝大多数采用粘性土。

(二)、防渗体对土料的要求(1)渗透系数k较小，<10-5cm/s。

→抗渗性(2)有较好的塑性以适应坝体及坝基变形，塑性指数I p大于10～12。

(3)有机杂质含量≤2%，水溶盐含量按重量比≤3%，有良好级配。

(4)浸水和失水时体积变化较小。

(5)土质：粘粒含量（粒径<0.005mm）为15%~30%或塑性指数为10～17的中、重壤土以及粘粒含量30%~40%或塑性指数为17～20(三)、坝壳对土石料的要求(1)强度指标Φ、c较大，具有抗震、抗滑稳定性。

(2)排水性能好，k>103×k防渗体。

→经过防渗体后，迅速降低浸润线。

(3)有良好级配：级配连续；不均匀系数η=d60/d10≈30～100。

(4)土质：级配良好的无粘性土（砂、砾石、卵石、碎石等）4、排水、护坡对土石料的要求(1)良好的抗水性、抗冻性和抗风化性。

(2)具有一定的强度：抗压强度≥50Mpa(3)岩质：不宜用风化料，用新鲜岩石、卵石、碎石。

料场开采的石料、开挖的石渣。

(四)、排水、护坡对土石料的要求(1)良好的抗水性、抗冻性和抗风化性。

(2)具有一定的强度：抗压强度≥50Mpa(3)岩质：不宜用风化料，用新鲜岩石、卵石、碎石。

(五)、反滤料及过渡层土料(1) 应具有必要的透水性、强度，具有高度的抗水性和抗风化能力。

(2) 必须具有良好的级配，粒径小于0.1mm的颗粒含量小于5%，不应含有粒径小于0.05mm的粉土和粘粒。

(3) 土质：反滤料应尽量采用天然砂砾筛分，也可用人工碎石。

三、土石料填筑标准设计：1、粘性土料的填筑标准：(1)设计指标：设计填筑干重度：按压实度P确定。

影响土的压实性的因素很多，主要有含水量、击实功能以及土的种类和级配等。

(2)施工时主要控制填筑含水量ω，选在最优含水量附近。

(3)粘性土料设计的步骤：①初拟设计含水量ω：②计算填土的最大干重度：理论最大干重度一般难以达到，所以一般估算填土的最大干重度：③拟定填土的设计填筑干重度,④校验填土的设计干重度,应满足⑤调整含水量ω使满足填筑要求。

一般碾压式土坝设计干重度为15.7～17.2kN/m3， I、II级坝及高坝）不低于0.96～0.99，对III、IV、V级坝应的压实度P （不低于0.93～0.96。

施工时压实干重度的合格率，对I、II级坝及高坝的防渗体为90%，对中小型土坝的防渗体和I、II级均质土为85%～90%，对中小型均质坝为80%～85%。

2、非粘性土料的填筑标准：(1)压实程度与填筑含水量关系不大，主要与砂石料的级配和压实功能有关。

(2)压实程度用相对紧密度D r表示，要求D r不低于0.7～0.75，若为地震区，要求浸润线以上不小于0.7，浸润线以下不低于0.75～0.85。

(3)非粘性土料设计的步骤：计算相对紧密度D r ：②计算设计干重度：③计算不同含砾量的砂砾料填筑干重度非粘性土料的施工合格率要求一般为80%～85%。

土石坝填筑技术根据施工地域环境及施工现场实际情况，要配合施工组织设计，通过土石料的开采、运输、上坝压实等系列工序来完成的，坝面的填筑，主要包括卸料铺土、平土、洒水、压实、质检等工序。

对堆坝石料、坝体的碾压等工序的控制，缩短施工时间，提高施工质量，并应用于工程施工，取得了良好的经济效益与社会效益，为企业降低施工成本做出了一定贡献。

一、技术领域应用于碾压式土坝、石坝、土石坝的施工中。

二、背景技术土石坝填筑技术在建筑设计中使用较少，因为受现场条件的影响，填筑石料都是在施工现场采取，填筑石料的级配根据施工现场的地质情况确定，但是坝的施工地点一般是在山区里，其中石的含量很高或者是纯石地区，本工程最初设计是石坝，后根据现场情改为土石坝，现有的坝的施工技术主要是针对土坝和石坝，但是也适用于土石坝，但是在现场施工中出现了许多不同于土坝、石坝的问题，其中主要问题：填筑石料的级配，填筑石料的开采，填筑石料密度和湿度的控制、坝体的碾压等。

因此而影响施工进度、实际收入大于预算收入，出现亏损，如遇天气条件和施工条件的制约实际成本将进一步加大，因此我们自行设计土石坝填筑技术并应用在施工过程中，并予以完善。

三、技术内容1、填筑石料为了解决施工过程中的问题，根据现场所具备的条件，首先确定石料场的位置，从现场采取填筑石料样品送往实验室进行试验，测试土的密度、湿度、粒度、含水率、渗透性、强度、压缩性等试验，根据实验结果确定填筑石料的级配和填筑厚度，达到设计的密实度。

土石坝用料量很大，要配合施工组织设计，对料场作进一步勘探、选择、规划。

为保证质量，节约成本，加快施工进度，有必要从空间、时间、质量、数量等方面全面进行规划。

要保证上坝石料运距短（有利于加快运输提高效率）、高程合适（有利于重车下坡，不会因料场位置高，道路坡度陡，引起运输事故）、石料场与重要建筑物或者生活区有足够的防爆防震的安全距离（有利于减少施工隐患）。

要考虑到施工强度和坝体填筑部位的变化，随着季节变化，料场的工作条件也要能适应其变动的需要。

以便于平衡运输任务，避免不必要的窝工。

基本要求是：容易淹没的先用，不容易淹没的后用；上游的先用，下游的后用；含水量高的旱季用，含水量低的雨季用；施工强度高时用近料，施工强度低时用远料。

石料的开采方法，宜采用深孔梯段微差爆破法和挤压爆破法。

运输采用综合机械化施工，充分发挥主要机械的作用，使对完成工程起主导作用的机械充分发挥作用有利于加快施工进度，降低工程成本。

2、土石坝的填筑与碾压坝面填筑主要包括卸料铺土、平土、洒水、压实、质检等工序，而碾压则是土石坝最关键的一道工序，只有通过压实，才能使松散合格的填筑石料达到设计的压实度，成为密实的坝体，使土料的力学、渗透性指标等达到设计要求，从而起到防渗、挡水的作用。

碾压机械采用光面震动碾，碾重20t，震动频率20Hz---30Hz，进行试验，确定碾压遍数，达到设计压实度。

根据实验结果，确定了填筑石料的级配，土石坝的填筑石料是土石混合体，石料压实想过不做过多要求，土料压实效果与土料的性质、颗粒组成与级配、含水量以及压实功能有关。

一般黏性土黏结力较大，摩擦力较小，具有较大的压缩性，但由于它的透水性较小，排水困难，压缩过程慢，所以很难达到固结压实，而非黏性含水量是影响黏土压实效果的重要原因之一，当压实功能一定时，黏土的干表观密度随含水量的增大而增大，并达到最大值，此时含水量为最优，大于此含水量后，干表观密度会减小，因为此时土料逐渐饱和，外力被土料内自由水抵消。

非黏性土料的透水性大，排水容易，不存在最优含水量。

土料颗粒大小与组成也影响压实效果，颗粒越细，孔隙比就越大，就越不容易压实，所以黏性土压实干表观密度低于非黏土压实干表观密度，颗粒不均匀的砂砾料比颗粒均匀的砂砾料达到的干表观密度要大一些。

3、冬季施工当气温降至0℃以下时，土料中发生水分迁移，结冰形成硬土层，难以压实。

由于黏土受冻时，水分迁移慢，有一定的抗冻性，而非黏土，土粒粗，水分迁移快，极易受冻。

所以，日平均气温低于0℃时，按低温季节施工。

冬季施工主要措施：1、降低土料含水量或采用含水量低的土料上坝；挖取深层正温土料；加大施工强度，薄层填筑，增大压实功能。

2、加覆盖物保温，如塑料布、帆布等；设保温冰层，即在土料上修土埂防水冻冰，将冰层下水放走，形成冰盖，冰盖下的空气夹层起到保温作用；在土料表面进行翻松。

3、含水量应符合规定要求，上坝土料含水量在规范允许范围内,并且不大于塑限含水量的90％。

4、对表面风干冻土必须进行剔除处理。

含水量合适无风干的轻微冻土，迅速翻耙、整平，并用凸块碾击碎后，快速铺料，在任何情况下不允许含有冰雪。

5、施工温度应符合规定.碾压前的松土温度不得低于－1°C。

6、搞好流水作业，做到快铺、快压、快检。

7、做好雪后复工，复工前须将坝面积雪、不合格土层清理干净，检查合格后方可复工。

8、注意防寒防冻.随时掌握气温变化，作好寒潮预报，在寒潮到来之前，作好压实土的防冻工作。

四、达到效果通过在本工程中的应用，在成本控制、工期控制、质量控制等方面取得了良好效果，通过本工程的应用，一方面施工技术有较大提高，保证了施工质量，缩短施工工期；另一方面在土石坝施工中积累了丰富的施工经验，为以后打下了坚实的基础。