水利工程土石壩施工技術(shù)分析

徐文海

【摘 要】土石壩施工技術(shù)被廣泛的運(yùn)用到水利工程建設(shè)中，在土石壩的施工過程中，應(yīng)認(rèn)真參照有關(guān)執(zhí)行規(guī)程規(guī)章的的具體內(nèi)容，采用科學(xué)合理的施工方法與技術(shù)，在滿足使用要求的同時(shí)，盡量做到節(jié)約材料、降低造價(jià)。本文對水利土石壩施工有關(guān)技術(shù)進(jìn)行探討、分析，并提出針對意見，為相關(guān)工作者提供參考。

【關(guān)鍵詞】土石壩；施工技術(shù)；分析

土石壩指的是利用當(dāng)?shù)氐耐亮虾褪匣蛘呋旌狭系?，在?jīng)過了拋填和碾壓等方法之后堆筑成的一種擋水壩。如果壩體的材料主要是土和砂礫石為主的時(shí)候，就將其稱為堆石壩，如果兩類材料都占有相當(dāng)?shù)谋壤臅r(shí)候，就將其稱之為土石混合壩。土石壩的優(yōu)點(diǎn)就是可以就地取材，對于壩基的地質(zhì)條件等要求并不是很高，并且結(jié)構(gòu)簡單，同時(shí)易于施工等。現(xiàn)在隨著大型機(jī)器的運(yùn)用以及壩體的防滲技術(shù)的改進(jìn)，在施工中用到的人數(shù)正在減少，施工工期也在進(jìn)一步縮短等，這些都明顯的降低了施工的成本費(fèi)用等。

1.土石壩的優(yōu)缺點(diǎn)

1.1土石壩的優(yōu)點(diǎn)

土石壩有著許多其他壩型沒有的優(yōu)點(diǎn)，是水利工程建設(shè)中最為歷史悠久的壩型。土石壩施工過程中的材料一般情況下是就地取材，充分利用在施工過程中的各種土石為主要原材料，充分節(jié)省木材、鋼材、水泥等施工材料，減少施工過程中所用的遠(yuǎn)途運(yùn)輸費(fèi)用，降低土石壩工程的施工成本。土石壩的工序少，施工技術(shù)簡單，便于組合機(jī)械快速施工，施工周期較短。土石壩有著相對簡單的結(jié)構(gòu)，更加利于后期的維修、加高及擴(kuò)建。由于水利工程的特點(diǎn)，土石壩有較強(qiáng)的適應(yīng)變形性能，壩身是土石散粒體結(jié)構(gòu)。

1.2土石壩的缺點(diǎn)

但是土石壩也有著一定的缺點(diǎn)，例如：土石壩的壩頂不具有溢洪功能，一般情況下要另外設(shè)溢洪道；粘性土料的填筑受外界溫度、水分等氣候影響較大；較多沉陷及不均勻沉陷；施工導(dǎo)流方面較為不便。如何控制和預(yù)防滲流已成為土石壩工程建設(shè)中最主要的工作之一，滲流是土石壩施工建設(shè)中最大的危害。

2.土石壩施工工藝技術(shù)分析

2.1料場布置

在土石壩施工過程中料場的規(guī)劃與使用對壩體的施工質(zhì)量、工期和工程投資，工程的生態(tài)環(huán)境和國民經(jīng)濟(jì)其他部門都會(huì)產(chǎn)生重要的影響，所以必須科學(xué)合理的規(guī)劃料場布置，施工的前期準(zhǔn)備工作，應(yīng)從空間、時(shí)間、質(zhì)與量等方面進(jìn)行全面規(guī)劃。

所謂料場的空間規(guī)劃，是指對料場的位置與高程進(jìn)行恰當(dāng)?shù)倪x擇、合理布置。時(shí)間規(guī)劃是指，料場布置要充分的考慮到施工強(qiáng)度與壩體填筑部位的變化情況。質(zhì)與量的規(guī)劃，是指料場的選址要對地質(zhì)成因、產(chǎn)狀、埋深、儲(chǔ)量以及各種物理力學(xué)指標(biāo)具有全面的把握。料場的布置要充分的滿足料場總儲(chǔ)量滿足壩體總方量的要求，和施工各個(gè)階段最大上壩強(qiáng)度的要求。料盡其用，充分利用永久和臨時(shí)建筑物基礎(chǔ)開挖碴料。

2.2土石料加工

第一，土料加工。清除表層及不合格料后的上山料場的土料均可上壩填筑，但由于粘土顆粒小，比表面積大，親水性強(qiáng)，水對土料工程性能影響大，填筑壓實(shí)有最佳狀態(tài)的最優(yōu)含水率問題，鑒于有此特點(diǎn)，要求對土料的含水率進(jìn)行控制，必要時(shí)按規(guī)范進(jìn)行水份調(diào)節(jié)處理，保證在填筑壓實(shí)時(shí)含水率在最優(yōu)含水率±2%左右為合格料。調(diào)整土料含水量有兩種方法：一是將自然蒸發(fā)、烘烤、摻料、翻曬等方法運(yùn)用到挖裝運(yùn)卸中，來降低土料含水量。二是通過在料場加水，料堆加水，在開挖、裝料、運(yùn)輸過程中加水的方法來提高土料含水量。一般在超徑石含量不多的礫質(zhì)土中，常用裝耙的堆土機(jī)先在料場中初步清除，然后在壩體填筑面上進(jìn)行填筑平整時(shí)再作進(jìn)一步清除；當(dāng)超徑石的含量較多時(shí)，可用料斗加設(shè)蓖條篩（格篩）或其他簡單篩分裝置加以篩除，還可采用從高坡下料，造成粗細(xì)分離的方法清除粗粒徑。粗粒徑較大的過渡料宜直接采用控制爆破技術(shù)開采，對于較細(xì)的、質(zhì)量要求高反濾料，墊層料則可用破碎、篩分、摻和工藝加工。

第二，砂礫石料和堆石料開采。砂礫石料開采因開采位置的不同分為陸上開采和水下開采兩種方法。塊石料開采：結(jié)合建筑物開挖或由石料場開采，開采的布置要形成多工作面流水作業(yè)方式。開采方法一般采用深孔梯段爆破，特定目的使用洞室爆破。超徑處理：超徑塊石料的處理方法主要有淺孔爆破法和機(jī)械破碎法兩種。

第三，土石料開挖運(yùn)輸。運(yùn)用相互配套的的工程機(jī)械完成了從料場的開挖、運(yùn)輸，到壩面的平料和壓實(shí)等土石壩施工的各項(xiàng)工序。這種一站式的施工工藝流程被稱之為綜合機(jī)械化施工。在大中型土石壩，尤其在高土石壩中，實(shí)現(xiàn)綜合機(jī)械化施工，對提高施工技術(shù)和機(jī)械化水平，加快上石壩工程建設(shè)速度，具有十分重要的意義。土石壩施工中開挖運(yùn)輸方案主要有以下幾種：

①正向鏟開挖，自卸汽車運(yùn)輸上壩。②正向鏟開挖、膠帶機(jī)運(yùn)輸。③斗輪式挖掘機(jī)開挖，膠帶機(jī)運(yùn)輸，轉(zhuǎn)自卸汽車上壩。④采砂船開挖，有軌機(jī)車運(yùn)輸，轉(zhuǎn)膠帶機(jī)上壩。在多種壩料開挖運(yùn)輸方案的選擇上要充分結(jié)合工程施工的具體條件，使機(jī)械利用率充分發(fā)揮，減少壩料的轉(zhuǎn)運(yùn)次數(shù)，各種壩料鋪筑方法及設(shè)備應(yīng)盡量一致，減少輔助設(shè)施，充分利用地形條件，統(tǒng)籌規(guī)劃和布置。

2.3填筑施工

第一，土石壩壩面作業(yè)施工程序包括鋪料、攤鋪、灑水、壓實(shí)、質(zhì)檢等工作。壩面作業(yè)具有工作面狹窄，工種多，工序多，機(jī)械設(shè)備多的特點(diǎn)，所以阻礙施工時(shí)需有妥善的制定施工組織規(guī)劃。土石壩的壩面作業(yè)一般采用流水線施工方式，這樣可以有效避免因壩面作業(yè)特點(diǎn)對壩面施工中的干擾，保障施工進(jìn)度。流水作業(yè)施工組織應(yīng)先按施工工序數(shù)目對壩面分段，然后組織相應(yīng)專業(yè)施工隊(duì)依次進(jìn)入各工段施工。

第二，施工中一般采用平起填筑施工，平起施工具有減少了接縫、接坡、削坡等工序，保證了填筑質(zhì)量的優(yōu)勢。平起施工盡可能大的堆石填筑面，便于開展大機(jī)械化的施工。與此同時(shí)它還有利于繼續(xù)填筑時(shí)布置進(jìn)入防滲料區(qū)的施工道路，運(yùn)輸反濾料及過渡料的大型自卸汽車不橫穿防滲料區(qū)；有利于減小料界偏差和相鄰料平起填筑時(shí)的跨縫碾壓和均衡壩體的施工強(qiáng)度的作用，在防滲土料與反濾過渡料的填筑關(guān)系上，有先土后砂及先砂后土兩種作法，為加快施工進(jìn)度及控制邊界，一般均采用先砂后土施工。

第三，對土石壩進(jìn)行分層強(qiáng)夯填筑，應(yīng)將每層土石填筑厚度控制在10m-20m之間；采用大能量的夯擊動(dòng)力預(yù)壓，提高土石料的密度，消除土石料的變形；分層鋪筑分層夯實(shí)，在夯擊后的土石層中填筑新的土石層，再進(jìn)行新的夯擊，直至達(dá)到壩體需要的高度?？刂泼繉油潦钪穸扰c采用夯擊動(dòng)力的能量，使壩體密度、壩料的強(qiáng)度和模量顯著提高，施工工程量和工程造價(jià)大大降低，使土石料的密度達(dá)到最大，填筑完成后壩體的沉降明顯減少。

3.結(jié)語

隨著社會(huì)的快速發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，土石壩施工技術(shù)被廣泛的運(yùn)用到水利工程建設(shè)中。土石壩的施工涉及到水利工程的多個(gè)方面的質(zhì)量及效益，關(guān)系著現(xiàn)代水利工程的應(yīng)用發(fā)展建設(shè)，應(yīng)不斷引進(jìn)、借鑒國外先進(jìn)的施工技術(shù)，加強(qiáng)自身的研究和創(chuàng)新，努力提高水利工程土石壩施工技術(shù)，促進(jìn)水利工程土石壩的建設(shè)發(fā)展。在土石壩的施工過程中，應(yīng)按現(xiàn)代技術(shù)精心設(shè)計(jì)、嚴(yán)格施工的土石壩，詳細(xì)參照有關(guān)規(guī)章規(guī)定的具體內(nèi)容，采用科學(xué)合理的施工方法與技術(shù)，使土石壩施工更加的安全高效、可靠持久。隨著大型高效機(jī)械化設(shè)備的采用，施工成本的降低，壩體防滲材料和結(jié)構(gòu)的優(yōu)化改進(jìn)，土石壩的發(fā)展將會(huì)得到更新、更好的發(fā)展機(jī)遇和空間。

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