1 概述

1.1 碾壓式土石壩的分類和特點

1.1.1 土石壩的分類

土石壩亦稱填筑壩或當地材料壩，按施工方法一般分為碾壓式土石壩、拋填式堆石壩、定向爆破堆石壩和水力沖填壩（水墜壩）等。碾壓土石壩按防滲體型式一般又可分為均質土壩、分區土壩、土質心墻及斜墻堆石壩、瀝青混凝土心墻及面板堆石壩、鋼筋混凝土面板及心墻堆石壩以及其他防滲體（如復合土工材料）土石壩。土質防滲體包括礫質土（碎石土）防滲體在內，而堆石體廣義上也應包含粗粒徑的砂卵（漂）礫石料。土質防滲體堆石壩、混凝土面板堆石壩是當今土石壩的主導壩型，瀝青混凝土防滲體堆石壩在中低土石壩中亦占有相當地位。

1.1.2 碾壓式土石壩的施工特點

（1）可就地取材，適應范圍廣。筑壩所需土石可就地取材，還可以充分利用各種開挖料。與混凝土壩相比，土石壩所需鋼材、水泥、木材比較少，可以減輕對外交通運輸的工作量；對地基的要求相對較寬，是一種經濟、安全、環保和工期短、適應性好、施工方便的壩型。由于巖土力學和試驗技術的進步，施工技術水平的提高和大型、專用施工設備的不斷出現，筑壩材料的品種和范圍還在逐步擴大，適應地質條件的范圍越來越廣。

（2）建設規模大，施工強度高。土石壩工程建設規模一般很大，施工強度高，當今的機械化施工水平已經可以在合理工期內完成大量土石方開挖和填筑。機械設備的配備、運輸線路的規劃建設以及科學高效的施工組織成為施工的關鍵因素。

（3）影響因素多，前期準備工作十分重要。大壩施工的制約因素很多。料場前期工作、運輸線路修建、相關建筑物施工、地基處理、水流控制等環節存在不確定因素，這些環節出現的問題都會對大壩施工造成直接影響。在建設的前期階段，有關工作深度一般不易達到預期目標。為了施工能順利開展，料場勘查、地質勘探、道路修筑、建筑物棄渣堆放、壩料摻配工藝及有關項目的安排等工作應盡量細致，并提早進行。施工方進場后的首要工作，應按照系統要求，對處于關鍵路線上的料場復查（含棄渣料場）、施工試驗（室內外）、相關設施配置等工作盡快實施。通過一系列前期工作，及時完善原有設計和施工方案。

（4）隱蔽工程多，應重視施工過程控制。土石壩工程中絕大多數項目屬于隱蔽工程，尤其是地基與基礎工程有相當部分是在不能直視的條件下施工。工程完成以后難以進行直觀的質量檢查，其質量缺陷在運行使用過程中方能表現出來；一旦發現質量缺陷，返工修補十分困難。因此，土石壩工程施工中，不但要重視施工過程的質量檢查，而且也要重視施工過程中對施工工藝和施工參數的控制。

（5）施工與自然條件關系密切，實施動態施工管理。土石壩施工與自然條件和相關樞紐建筑物關系極為密切。由于水文、地質、氣象因素的不確定性和筑壩材料的千差萬別，土石壩的導流標準、攔洪度汛方式以及有效工作時間要進行充分細致地綜合研究，施工組織設計應周密詳盡，并注意施工設備的選型與配置。施工過程中，可根據條件變化，及時調整進度計劃，適時優化施工參數和施工方案，實施動態施工管理。

（6）實踐經驗十分重要。我國地域遼闊，氣候條件、地質構造、風土人情差別很大。由于自然環境的不同，每座土石壩都有其特殊性，加之土石壩是一門實踐性很強的工程門類，因此要重視積累施工經驗和借鑒他人經驗，注意發揮有經驗的技術人員、管理人員的作用，以提高施工質量。

（7）原型觀測具有特殊地位。由于設計參數和計算方法的局限性以及施工過程的復雜多變，施工和運行過程中的原型觀測對于檢驗設計合理性和監測施工質量及運行安全，提高筑壩施工技術和改進設計方法，具有特別重要的意義。

1.1.3 當前碾壓式土石壩的建設特點

（1）礫質土防滲體堆石壩比重提升。礫質土防滲體堆石壩筑壩技術在近十余年間發展很快，建壩數量與日俱增，在超高壩中已占有相當大的比重，我國已建和在建的最高壩均為礫質土防滲體堆石壩。

（2）混凝土面板堆石壩快速發展。我國混凝土面板堆石壩在20世紀80年代中期起步，其建設水平在20世紀90年代、21世紀初期得到大幅度提高。據統計，30多年來，我國已建和在建的混凝土面板堆石壩已超過300座，高壩數量已居世界各國混凝土面板壩首位，世界已建成最高混凝土面板壩位于我國，還有數座超高混凝土面板壩正在進行前期準備工作。

（3）瀝青混凝土防滲體土石壩施工技術進一步提升，數座100m級高壩已經建成。

（4）土工合成材料廣泛應用。復合土工膜防滲體較多地應用在中低土石壩中，尤其是在一些大型平原堤壩和抽水蓄能庫壩上得到成功應用；我國建設者近期已成功地在老撾設計建造了80余米高的復合土工膜防滲體堆石壩。

（5）機械化水平全面提高，作業環境明顯改善。前些年需要大量人工作業的施工環節，目前都基本上實現了機械化作業。由于施工工藝的改變，勞動力的作業環境大為改善。由于人工費用的不斷提高和安全作業的需要，一些土石壩建設項目在提高機械化作業水平和施工管理水平中積累了新的經驗，這也為進一步提高土石壩工程的競爭力奠定了基礎。

（6）信息化、自動化技術應用步伐加快。信息化、自動化技術已逐步應用于土石壩建設的各個方面。在施工組織設計、施工規劃、施工作業、施工管理、施工質量檢測、安全監測等環節中，信息化、自動化技術的應用日臻廣泛。數字大壩技術在建設管理中已發揮明顯作用，以糯扎渡、長河壩、兩河口為代表的多個工程項目都在建設中受益。

（7）大江大河上土石壩建設的比例增大。30年來，尤其是近十余年來，在高山峽谷區、洪水大的河流上修建土石壩已經較為經濟和便于施工。在大江大河上修建的土石壩數量越來越多。

（8）高土石壩在各類壩型中所占比重逐步上升。土石壩尤其是高土石壩在各類壩型中所占比重逐步上升，在200m、300m級超高壩中，我國目前已處于領先地位。土石壩壩型在我國壩高前100位各類壩型中占有一半的比重。

礫質土心墻堆石壩、混凝土面板堆石壩在我國西部地區的優勢更為明顯，可以預計在未來的幾十年里，這些壩型將表現出更大的發展優勢。

（9）強調對環境的保護。土石壩工程施工規模大、土石方作業類型多、施工涉及范圍廣、建設周期較長、施工過程和周圍環境聯系密切。近期的土石壩工程施工，不斷加強保護環境的服務理念，都十分注意采取綜合措施，以保證在施工棄渣堆放、生產生活廢水處理、爆破振動控制、開挖邊坡穩定、施工場地復耕等方面滿足環境保護的需要。