水利工程土石壩的工程施工

陳 銳

(畢節(jié)地區(qū)水利電力安裝隊，貴州 畢節(jié)551700)

1 土石壩的優(yōu)缺點

1.1 優(yōu)點

①建設(shè)土石壩一般都可以就地取材，對“三材”的依賴程度低，無需長途運輸，節(jié)省成本，縮短施工時間，提高施工效率。②施工技術(shù)難度低。土石壩對地基的要求低，整體結(jié)構(gòu)適應(yīng)能力強，可以在復(fù)雜的地質(zhì)條件下施工建設(shè)。土石壩的整體結(jié)構(gòu)較為簡單，可以根據(jù)需要隨時對其進行維護、修繕和擴建。在施工時，無需采用大型機械，節(jié)省成本［1］。

1.2 缺點

由于地基體的工藝較為簡單，所以受氣候變化的影響較大，易出現(xiàn)壩體沉陷。而且受設(shè)計和結(jié)構(gòu)的限制，土石壩沒有配套的泄洪道，對災(zāi)害性洪水的抵御能力較差。

2 土石料場規(guī)劃

2.1 空間規(guī)劃

位置、高程，最短運距，合理坡度，左右岸分別用，高料高用，低料低用。主要包括:開采工作面、運輸線路、壩料加工場地、壩料儲備場地、棄料場地、防洪排水設(shè)施以及供電、供水、供風(fēng)和通訊線路、生產(chǎn)和生活用房等的布置［2］。

2.2 時間規(guī)劃

強度、部位，季節(jié)，蓄水，近淹沒料先用，含水量高料旱季用，施工高強度時用短運距料。

2.3 質(zhì)量規(guī)劃

力學(xué)、產(chǎn)狀、埋深、儲量和地質(zhì)成因，儲量＞設(shè)計量50% ～100%。規(guī)劃料場的實際可開采的總量時，應(yīng)考慮料場調(diào)查精度，料場天然容重與壩面壓實容重的差值，以及開挖與運輸，雨后壩面清理、壩面返工及削坡等損失。

3 土石壩的施工技術(shù)

土石壩的施工，一般分為料場規(guī)劃、材料的加工和材料的填筑3個階段。

3.1 料場規(guī)劃

對料場進行科學(xué)而合理的規(guī)劃布置主要包括:有效利用場地空間、對建筑材料進行合理的分類儲存和對施工機械設(shè)備、人員進行合理的調(diào)配等。在有效利用場地空間方面，主要是對料場的位置和選擇和對料場高程的布置。通過對料場的規(guī)劃，可以對施工所有的各項條件進行合理的配置，其中包括硬性指標(biāo)，如對施工地的地質(zhì)情況進行全面而綜合的勘察，以確定土石壩的建筑規(guī)模和相應(yīng)的人力、設(shè)備、資金投入等。

3.2 施工材料的加工

土石壩的施工材料無外乎土方和石料兩種為主，對兩種材料的加工要分別進行，以保證后期填筑施工的開展。土料的加工及處理，建設(shè)土石壩所需的土料一般都采集比較顆粒均勻，表面親水性強的土料。一般情況下，要對土料進行精密的檢測，以確定土料的最優(yōu)含水率(一般為±2% )。根據(jù)土質(zhì)和土料中含砂量的不同，分別采用先篩除、過濾而后再進行加工的技術(shù)進行分類的加水處理。

3.3 土石壩筑壩材料

在選壩階段應(yīng)從空間與時間、質(zhì)與量等方面進行全面規(guī)劃。黏性土料采用鉆探或坑探取樣。防滲料的勘探要仔細按深度查明天然含水量。防滲料具有防滲性和施工性兩大特點。砂礫石的特點是抗剪強度高，但易沖蝕。風(fēng)化料往往存在濕陷問題。反濾料一般要滿足堅固度要求［3］。

3.4 土石料的開采與加工

土料開采一般有立采和平采兩種。立面開采方法適用于土層較厚，各層土質(zhì)差異較大的土料;平面開采方法適用于土層較薄，規(guī)劃中應(yīng)將料場劃分成數(shù)區(qū)。土料加工需調(diào)整土料含水量，進行摻合、超徑料處理。

3.5 土石料開挖運輸方案

設(shè)備選型的基本原則:①所選機械的技術(shù)性能能適應(yīng)工作的要求，能充分發(fā)揮機械效率;②所選施工機械應(yīng)技術(shù)先進、生產(chǎn)效率高，操作靈活、機動性好，安全可靠，結(jié)構(gòu)簡單;③類型比較單一，通用性好;④工藝流程中各供需所用機械應(yīng)成龍配套;⑤對于關(guān)鍵的、數(shù)量少且不能替代的設(shè)備，應(yīng)使用新購置的。土石壩施工中開挖運輸方案主要有以下幾種:①正向鏟開挖，自卸汽車可運各種壩料，設(shè)備通用，機動靈活，爬坡能力較強，設(shè)備易于獲得。在施工布置上，汽車運輸?shù)缆房刹贾贸裳h(huán)路線，裝料時停在挖掘機一側(cè)的同一平面上;②膠帶機的爬坡能力大，運輸費用較低，運輸能力也較高。膠帶機合理運距＜10 km，也可與自卸汽車配合，與有軌機車配合，用膠帶機轉(zhuǎn)運上壩作短距離運輸;③斗輪式挖掘機開挖，膠帶機運輸，若料場儲量大而集中，可采用斗輪式挖掘機開挖。斗輪式挖掘機將料轉(zhuǎn)入移動式膠帶機，這種布置方案，簡化了施工工藝;④采砂船開挖，當(dāng)料場集中，運距較遠(＞10 km)時，可用有軌機車進行水平運輸。有軌機車不能直接上壩，壩料的開挖運輸方案很多，應(yīng)結(jié)合工程施工的具體條件，減少壩料的轉(zhuǎn)運次數(shù);減少輔助設(shè)施。

3.6 壩體填筑與壓實

在壩體的填筑和壓實施工過程中需要特別注意土石料的拌合和維護等工作，一定要按照相關(guān)的規(guī)定并且結(jié)合施工現(xiàn)場實際情況，在設(shè)計圖紙的指導(dǎo)下完成這項工序。

3.6.1 土石壩壩面作業(yè)施工組織規(guī)劃

由于水利工程中壩體的作業(yè)面條件比較特殊，因此，在對壩體進行填筑和壓實之前需要工作人員事先做好規(guī)劃和組織工作，以保證施工作業(yè)的質(zhì)量。為了保證施工進度，建議壩體的填筑和壓實工作采用流水作業(yè)的施工方式，這樣也是考慮到了施工作業(yè)面比較狹窄的實際情況進行的決定，同時也保證了各個不同的專業(yè)施工隊伍有事可做，輪流不停的工作，減少了施工時間。

3.6.2 流水作業(yè)施工的優(yōu)點

對于壩體的填筑和壓實工作，采用流水作業(yè)是做好的施工方式，這樣不僅保證了施工的專業(yè)度，也同時有利于減少施工時間，保證施工進度，而且各負其責(zé)，也能使施工質(zhì)量得到更好的保證。施工人員各自負責(zé)自己的部分，也可以提高自己的專業(yè)熟練程度，總結(jié)經(jīng)驗，為更好的完成下次作業(yè)提供練習(xí)機會，不僅提高了施工作業(yè)效率，同時也對施工人員自身的提升有很大幫助。流水作業(yè)不同的施工部分使用各自固定的施工機械，避免了互相干擾等問題的出現(xiàn)，保證了施工質(zhì)量的同時也提高了施工效率。

4 結(jié) 語

由于土石壩施工簡單、方便，而且施工效果較好，因此是水利工程中比較實用而且性價比比較高的壩型。在世界范圍內(nèi)都得到了廣泛的應(yīng)用，土石壩在水利壩施工中占有絕大比重，在中國更是這樣，幾乎占到大壩中的90%之多。鑒于土石壩施工對于世界及我國水利工程的重要性，因此，本文研究這個課題具有非常重要的現(xiàn)實意義。

［1］歐陽東，陳其武. 土石壩常見病害成因及其處理對策［J］.科技資訊，2010(03):61.

［2］孔德麗，石自堂. 土石壩非飽和滲流參數(shù)分析［J］. 中國水運:下半月，2010，10(02):91 －93.

［3］馬波減. 淺析土石壩水庫的病險危害性與加固處理［J］.中國水運:下半月，2010，10(02):72 －73.