王卫新 著（论文发表于《武汉建设监理协会》2019年03期）

 前言：水利工程项目有别于市政、桥梁、房建等专业的项目，具有其独特性，。因受资金投入限制，除大中型水利枢纽工程外，不可能大量采用混凝土结构或钢结构，绝大部分是以土方为主。例如水库大坝，河道防洪堤等。对于土方工程实体，水利上通俗的要求就是该挡水的要挡住，该导水的要导出去，土方工程实体保证安全，不能失稳。对于土方工程施工，看似简单，其实技术含量并不低，在质量控制上是一点也马虎不得的，否则，就会酿成大祸。

    一、工程简介

       黄石东方山水库座落在黄石东方山4A级景区内，相传东方山地名因汉代东方朔曾在此结炉炼丹而得名。水库修建于1975年，主坝最大净高33.21M，坝顶长140M，坝顶宽7.2M，设计防洪标准采用30年一遇的洪水标准，总库容124.7万M3，是一座以灌溉为主、兼有防洪、养殖、旅游等综合效益的小（I）型水库。坝体为二元结构：大致以坝纵轴线为分界，背水面（下游侧）为堆石体结构、块石砌体在重力作用下起稳定作用起重力稳定作用。迎水面（上游侧）为“代料”土体结构，起降低水头作用。再在设计水位标高以下，在坝体代料体中间夹填6M厚的粘土斜墙，起隔渗作用。

       2018年8月4日，大坝下游坝脚处出现浑水渗漏险情，最大渗漏量达0.9M3/S，险情如果继续发展下去，就有溃坝的危险。水库虽小，险情却惊动了水利部、长江委和省水利厅，由于抢险及时、措施得当，才避免了一次大事故发生。目前，险情成因经专家分析及除险方案已形成一致意见，新的水库除险加固的设计方案：对坝体土体部分进行开挖重新换土回填，沿坝纵轴线迎水侧浇筑60cm厚的，嵌入坝基岩强风化层1米的C25混凝土隔渗墙，坝基进行帷幕灌浆，防渗标准大幅提高。坝体开挖后的实际状况，也印证了专家们对险情作出的分析判断。我公司承担了本工程施工阶段的代建任务。

       二、险情成因分析

      从对坝体直接开挖后的实际现状分析，专家一致认为，当年大坝的土方填筑施工过程中，质量控制把关不严，粘土心墙里夹杂了大量的粉质砂土，由于粉质砂土没亲水性，在多年汛期的高水头压力的反复作用下，久而久之连成透水通道，带走了粘性土体，隔渗心墙的隔渗作用逐渐失效，又在白蚁的诱因下，渗水通道越扩越大，从管涌变成流土，酿成了险情。

       客观上，水库筑坝征用的取土场，无法提供全部需要量的合格的粘性土，只有就地取材，用代料（无粘性，夹有风化质的土料）作筑坝用料，隔渗作用十分有限，水库要蓄水而不能渗漏，就采用了六米厚的粘土夹筑在坝体中间，作隔渗墙来起隔渗作用，这也是到目前为止一直采用的，一种最实用最经济的办法，那么就必须要保证粘土的物理指标满足设计要求，填筑部位要正确，压实到位，不夹杂有害的土质。

      主观上，当年隔渗墙施工质量控制不严，没有严格进行施工管理和验收程序，参建的施工人员不理解技术要求，意识上认为，大坝筑成了就完事了。却不知，在水库建成运行的较长的一段年限内，是发现不了什么问题的，但随着时间的推移，加上白蚁的侵害，出现险情是必然的。

       三、土方工程施工应如何进行质量控制

       下面就以粘土隔渗墙施工为例，概要的分析土方施工怎样才能控制好质量。如前所述，河道防洪堤的功能是要挡住洪水，水库的主要功能是要蓄水，大坝要挡水。都是在高水头差作用下运行，要控制渗漏，工程实体不能失稳，一旦失事，将会给人民的生命财产造成不何估量的损失。

       1，在技术层面上，要充分理解粘土隔渗墙的物理作用粘土隔渗墙土方施工的质量控制。

       高水位就有高水头差，有极大的渗透压力。大家知道，土体是由三相组成的：土粒、水、空气（孔隙）。毫无凝问，土体有孔隙就一定会渗水。砂性土无粘性、亲水性也小，虽可降低一定的水头（浸润线降低），但起不到强力隔渗作用，而粘性土有很强的亲水性和可塑性，是理想的挡水材料。从物理指标定义上看，粘土的渗透系数（K值）为6*10-6cm/s，即0.005m/天，粉细砂的渗透系数（K值）为1*10-3cm/s，即 1~5m/天。显而易见，粘性土的隔渗效果是非常好的，作用是何等的重要。

        施工人员和监理人员在土方工程项目的施工和管理中，一定要有基本的土力学理论知识，了解不同性质种类土质的特性及物理指标，清楚各种性质的土在该项目中起的作用，就如混凝土施工一样，开盘前要了解和控制混凝土的水灰比、级配，抗渗等级、水泥用量、标号等等。

      2，在实际施工过程中，粘土隔渗墙施工的质量控制：

      1)、把好技术指标清晰关，施工人员要清楚设计提出的技术指标是哪些，例如塑性指数Ip，他是判断粘性土的重要指标。土场土样一定要送试验室，作土工试验，得出土料场土体的物理指标参数如最佳含水量、最大干密度等。不同的部位有填筑不同性质土料的要求。现场人员一般容易出现的问题是：只注意土工击实试验指标、土场碾压试验参数和施工现场土体压实度的控制，忽略了土质的技术物理指标，忽略了不同性质的土填筑在不同部位的严格要求。水利工程最忌讳的是部位用料不当，否则就会适得其反。例如在背水面，土的粘性不能太高，可以用砂质土，以利导出坝体内的饱和水，降低浸润线，渗水严重的还要加做导渗沟，排水固结土体加大土体的内摩擦角，增加大坝稳定性。

       2)、把好施工过程控制关，水利工程与其它工程在土方项目上最大不同在于除了承载力要保证，还有隔渗和导滤要求。对大坝粘土隔渗心墙而言，开工前要进行技术交底，随时监控送进现场的土料是否符合设计要求，各项物理指标是否满足设计指标，施工中确保不夹杂质土，土质要均一，确保尺寸不缩水不偷工减料。当然，如果是其他项目的土方工程，例如渠道，外观也是不能马虎的，点(高程)、线(交线，弧线)、面(坡面平整度)同样是要严格控制的。

        3)、把好原土土源的控制关，选定好取土场后，在取土场现场取样送至具有CMA资质的检测单位做土料轻型击实试验，确定土料的最优含水率和最大干密度。按照《水利工程质量检测技术规程》（SL734—2016）要求，在土料场现场要做碾压试验。使用施工现场所使用的同型号碾压机械设备，分别按30cm、40cm摊铺厚度碾压8/10/12遍后得出不同的数据，碾压后，现场取样检测土方压实度，以能够达到设计压实度要求的碾压次数来进行控制施工现场土方回填的碾压遍数。从土场运送到工地的土料及时铺筑碾压完成，此种状态下的土体含水量一般来说还是接近最佳含水量，所以要及时碾压，这样作业的压实度是完全能达到设计指标的。

       4)、把好施工设备匹配关，有振有压，碾压设备吨位和碾压方式要符合工程施工规范要求，土料铺填层的虚厚度和碾压设备要匹配，土料场碾压试验确定的遍数要求，要确保心墙的结构尺寸不缩水，不偷工减料。

      5)、把好现场施工管理关，作好巡视和旁站监理，作好旁站记录。要严格执行《中华人民共和国水利行业标准SL634--2012》，即土料摊铺施工质量标准、铺料厚度和土块限制直径要求、土料碾压施工质量标准，土料填筑压实度或相对密度合格标准等，送检频率一定要达到规范要求，实事求是，达不到质量要求的就坚决返工，不搞虚假的资料。

       结束语：

       水利工程土方项目施工看似简单，其实要做好真难。小型水利工程大多位于农村，首先是当地自然界有的东西和理论上规定要求达到的差距较大，其次是受投资限制，想要的东西达不到最佳。同时，受社会上各种人为因素、天气因素、交通因素等影响，工程经常难以顺利施工，基本都有设计变更。但是，只要参建人员本身有高素质、高度的责任心和使命感，严格按规范、规程进行施工，在原则地采取适当的设计变更措施，就一定能建成一个高质量标准的土方工程项目。