粘土心墙质量控制措施探讨

粘土心墙质量控制措施探讨

许正周1,陆建东2

（1.中国南水北调集团中线有限公司河南分公司，河南郑州，450000；

2.濮阳黄河河务局范县黄河河务局，河南 范县 457500）

摘要：粘土心墙对大坝施工质量和安全运行有决定性的影响，本文以大沟水库枢纽工程大坝粘土心墙填筑为例，阐述粘土心墙施工质量控制措施，为类似工程提供借鉴。

关键词：粘土心墙;施工技术;质量控制

1工程概况

大沟水库枢纽工程大坝为粘土心墙石渣坝，坝顶轴线长156m，设计正常水位高程为1275m，坝基高程为1233m，大坝垂直高度为45.5m（不含防浪墙）,长度156m，坝基最宽处为197.97m。粘土心墙设计工程量50000m3 ，粘土干密度不小于1.71g/cm³，粒径小于0.005mm颗粒含量平均为35%～45%，粒径小于0.075mm颗粒含量平均为41%～58%，粒径小于5mm颗粒含量平均为85%～89%，水溶盐含量不大于3%，填筑含水量应高于最优含水量3%范围内控制，有机质含量不大于2%，渗透系数、压实度均应满足设计要求。

2料源规划和坝料制备

2.1料源规划

粘土心墙填筑料充分利用料场开采的粘土料，料场主要为耕地，开采范围基本位于地下水位以上。表层耕植土为无用层，厚度约0.50～0.80m。有用层为粉砂质粘土，平均厚度6m，储量9×104m³。为满足坝体填筑施工的需要，同时根据施工进度计划，及时利用暂存料场进行备料，以满足大坝填筑施工高峰期的要求。

2.2坝料制备

粘土料场质量、储量均满足要求，设计开采用量5×104m³。采用分区开采，无用层采用人工配合103kW推土机剥离，临时堆放于非开采区，作为后期复垦用土；有用料采用103kW推土机配合3.0m³挖掘机挖装20t自卸车运输上坝，土料除天然含水率偏高外，质量基本满足防渗料质量技术要求，填筑前采取提前剥离（修建排水沟、深部土层翻晒）等措施保证合格料上坝。

3心墙粘土料填筑

心墙粘土料填筑施工流程：填筑面处理、洒结合水→两端接触面处理、刷泥浆→挖运粘土料上坝→进占法卸料→推土机摊铺料按要求的铺土厚度整平→自行式振动凸块碾按规定碾压遍数压实→压路机碾压接合部→电动夯和人工进行边角处理→质量检查及取样试验→层面处理和质量疵点处理→隐蔽验收及质量评定。

4质量控制措施

4.1心墙铺土前应进行测量放线，控制铺土边线，每10m远一根标杆为线，铺土完成后，人工对心墙料和反滤料结合边线进行性修整，收齐边线，清理污染物料。

4.2开始填筑的头几层所用粘土料，含水量应稍高于最优含水量的粘土料，铺土厚度要适当减薄。压实主要用自行式振动压路机和电动夯夯实，边角部位采用人工夯实。待填筑到1m 厚以后，在不至于引起压实时的结合面错动时，采用22t自行式振动凸块碾进行压实作业。其铺土厚度和碾压遍数严格按施工碾压试验的参数进行作业。碾压方向平行于坝轴线方向。填土含水量按设计规定的施工含水量控制。

4.3粘土料的上料方法采用进占法，即汽车边卸料，推土机边摊铺，避免已验收合格层面重车行驶，反复碾压而导致剪力破坏的发生。边角配合人工摊铺。

4.4一般情况下每铺两层，更换进入心墙的路口。路口的过渡料保护用16mm厚的钢板铺出一条6m宽的进出道路。在路口变更后，人工清除散落在过渡料上的粘土料。

4.5层间结合面的处理关键是刨毛和洒水，根据施工方案，每层碾压合格后，再选用推土机履带或凸块碾刨毛，人工洒水，做到刨毛、洒水均匀，不留空白，也不出现积水，边刨毛边洒接合水边铺新土。土料填筑坝面应略向上游倾斜，以利排除积水。

4.6与岸坡、防渗墙和砼盖板接触部份，采用浓粘土泥浆涂刷 3～5mm 厚，涂刷均匀，不留空白，并立即铺土，以保证结合良好，边角岸边接合面使用装载机轮胎或小型碾压机械碾压。

4.7两端头和心墙上下游边的结合部位，由夯板、电动夯和人工夯进行边角处理。在每层粘土料填筑时，结合边2m范围内按规范要求填筑含水量稍高的料。

4.8填筑与防渗墙接触部位应做好防渗墙保护工作，自卸汽车距防渗墙不小于1m，同时上下游填土不应有高差，应平行上升，距防渗墙上下游50cm范围内采用夯板、电动夯和人工夯进行夯实处理，确保防渗墙不被破坏，完整，起到防渗效果。

4.9相邻两短交接带碾压时，其碾压痕迹应互相搭接，垂直碾压方向（横缝）搭接宽度应不小于1.0～1.5m，顺碾压方向（纵缝）搭接宽度应为0.3～0.5m。

4.10土料填筑过程中若遇下雨，则在下雨前用平碾快速碾一遍进行土料的表面封闭，使水分不大量浸入料体中。同时做好坝面的排水设施，确保坝面不出现积水现象。为保持土料正常的填筑含水量，日降雨量大于10mm时，停止填筑。当风力或日照较强时，在坝面上进行洒水润湿，以保持合适的含水量。

4.11雨季来临，土体不能施工时，采取保护措施。即先松铺设一层土料，不进行碾压，晴天每隔2～5天满场洒一次水，待雨季结束准备上料时，清除保护层，经洒水、碾压处理检验合格后再继续填筑。

4.12施工中如遇中途短期停工或施工中当风力日照强时，坝面上经常洒水湿润，以保持合适的含水量。

4结语

粘土心墙填筑质量控制的关键是严格控制施工工艺，确保施工质量及施工安全问题。本文在施工过程中严格按碾压试验提供的参数进行施工，确保了施工质量，为发挥工程经济效益和社会效益奠定了基础，对类似工程施工具有参考借鉴意义。

参考文献：

[1]彭继祖.浅谈黏土心墙坝的施工[J].农业科技与信息,2018(24).

[2]DL/T5355-2006.水电水利工程土工试验规程[S]

[3] DL/T5129-2013,碾压式土石坝施工规范[S]

[4]SL274-2020《碾压式土石坝设计规范》[S]