1 概述

1.1 碾压式土石坝的分类和特点

1.1.1 土石坝的分类

土石坝亦称填筑坝或当地材料坝，按施工方法一般分为碾压式土石坝、抛填式堆石坝、定向爆破堆石坝和水力冲填坝（水坠坝）等。碾压土石坝按防渗体型式一般又可分为均质土坝、分区土坝、土质心墙及斜墙堆石坝、沥青混凝土心墙及面板堆石坝、钢筋混凝土面板及心墙堆石坝以及其他防渗体（如复合土工材料）土石坝。土质防渗体包括砾质土（碎石土）防渗体在内，而堆石体广义上也应包含粗粒径的砂卵（漂）砾石料。土质防渗体堆石坝、混凝土面板堆石坝是当今土石坝的主导坝型，沥青混凝土防渗体堆石坝在中低土石坝中亦占有相当地位。

1.1.2 碾压式土石坝的施工特点

（1）可就地取材，适应范围广。筑坝所需土石可就地取材，还可以充分利用各种开挖料。与混凝土坝相比，土石坝所需钢材、水泥、木材比较少，可以减轻对外交通运输的工作量；对地基的要求相对较宽，是一种经济、安全、环保和工期短、适应性好、施工方便的坝型。由于岩土力学和试验技术的进步，施工技术水平的提高和大型、专用施工设备的不断出现，筑坝材料的品种和范围还在逐步扩大，适应地质条件的范围越来越广。

（2）建设规模大，施工强度高。土石坝工程建设规模一般很大，施工强度高，当今的机械化施工水平已经可以在合理工期内完成大量土石方开挖和填筑。机械设备的配备、运输线路的规划建设以及科学高效的施工组织成为施工的关键因素。

（3）影响因素多，前期准备工作十分重要。大坝施工的制约因素很多。料场前期工作、运输线路修建、相关建筑物施工、地基处理、水流控制等环节存在不确定因素，这些环节出现的问题都会对大坝施工造成直接影响。在建设的前期阶段，有关工作深度一般不易达到预期目标。为了施工能顺利开展，料场勘查、地质勘探、道路修筑、建筑物弃渣堆放、坝料掺配工艺及有关项目的安排等工作应尽量细致，并提早进行。施工方进场后的首要工作，应按照系统要求，对处于关键路线上的料场复查（含弃渣料场）、施工试验（室内外）、相关设施配置等工作尽快实施。通过一系列前期工作，及时完善原有设计和施工方案。

（4）隐蔽工程多，应重视施工过程控制。土石坝工程中绝大多数项目属于隐蔽工程，尤其是地基与基础工程有相当部分是在不能直视的条件下施工。工程完成以后难以进行直观的质量检查，其质量缺陷在运行使用过程中方能表现出来；一旦发现质量缺陷，返工修补十分困难。因此，土石坝工程施工中，不但要重视施工过程的质量检查，而且也要重视施工过程中对施工工艺和施工参数的控制。

（5）施工与自然条件关系密切，实施动态施工管理。土石坝施工与自然条件和相关枢纽建筑物关系极为密切。由于水文、地质、气象因素的不确定性和筑坝材料的千差万别，土石坝的导流标准、拦洪度汛方式以及有效工作时间要进行充分细致地综合研究，施工组织设计应周密详尽，并注意施工设备的选型与配置。施工过程中，可根据条件变化，及时调整进度计划，适时优化施工参数和施工方案，实施动态施工管理。

（6）实践经验十分重要。我国地域辽阔，气候条件、地质构造、风土人情差别很大。由于自然环境的不同，每座土石坝都有其特殊性，加之土石坝是一门实践性很强的工程门类，因此要重视积累施工经验和借鉴他人经验，注意发挥有经验的技术人员、管理人员的作用，以提高施工质量。

（7）原型观测具有特殊地位。由于设计参数和计算方法的局限性以及施工过程的复杂多变，施工和运行过程中的原型观测对于检验设计合理性和监测施工质量及运行安全，提高筑坝施工技术和改进设计方法，具有特别重要的意义。

1.1.3 当前碾压式土石坝的建设特点

（1）砾质土防渗体堆石坝比重提升。砾质土防渗体堆石坝筑坝技术在近十余年间发展很快，建坝数量与日俱增，在超高坝中已占有相当大的比重，我国已建和在建的最高坝均为砾质土防渗体堆石坝。

（2）混凝土面板堆石坝快速发展。我国混凝土面板堆石坝在20世纪80年代中期起步，其建设水平在20世纪90年代、21世纪初期得到大幅度提高。据统计，30多年来，我国已建和在建的混凝土面板堆石坝已超过300座，高坝数量已居世界各国混凝土面板坝首位，世界已建成最高混凝土面板坝位于我国，还有数座超高混凝土面板坝正在进行前期准备工作。

（3）沥青混凝土防渗体土石坝施工技术进一步提升，数座100m级高坝已经建成。

（4）土工合成材料广泛应用。复合土工膜防渗体较多地应用在中低土石坝中，尤其是在一些大型平原堤坝和抽水蓄能库坝上得到成功应用；我国建设者近期已成功地在老挝设计建造了80余米高的复合土工膜防渗体堆石坝。

（5）机械化水平全面提高，作业环境明显改善。前些年需要大量人工作业的施工环节，目前都基本上实现了机械化作业。由于施工工艺的改变，劳动力的作业环境大为改善。由于人工费用的不断提高和安全作业的需要，一些土石坝建设项目在提高机械化作业水平和施工管理水平中积累了新的经验，这也为进一步提高土石坝工程的竞争力奠定了基础。

（6）信息化、自动化技术应用步伐加快。信息化、自动化技术已逐步应用于土石坝建设的各个方面。在施工组织设计、施工规划、施工作业、施工管理、施工质量检测、安全监测等环节中，信息化、自动化技术的应用日臻广泛。数字大坝技术在建设管理中已发挥明显作用，以糯扎渡、长河坝、两河口为代表的多个工程项目都在建设中受益。

（7）大江大河上土石坝建设的比例增大。30年来，尤其是近十余年来，在高山峡谷区、洪水大的河流上修建土石坝已经较为经济和便于施工。在大江大河上修建的土石坝数量越来越多。

（8）高土石坝在各类坝型中所占比重逐步上升。土石坝尤其是高土石坝在各类坝型中所占比重逐步上升，在200m、300m级超高坝中，我国目前已处于领先地位。土石坝坝型在我国坝高前100位各类坝型中占有一半的比重。

砾质土心墙堆石坝、混凝土面板堆石坝在我国西部地区的优势更为明显，可以预计在未来的几十年里，这些坝型将表现出更大的发展优势。

（9）强调对环境的保护。土石坝工程施工规模大、土石方作业类型多、施工涉及范围广、建设周期较长、施工过程和周围环境联系密切。近期的土石坝工程施工，不断加强保护环境的服务理念，都十分注意采取综合措施，以保证在施工弃渣堆放、生产生活废水处理、爆破振动控制、开挖边坡稳定、施工场地复耕等方面满足环境保护的需要。