土石方施工技術(shù)在水利工程中的應(yīng)用分析

摘要：在科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展的當(dāng)今時(shí)代，人類的水利水電事業(yè)也得到了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，水利水電技術(shù)在經(jīng)過長期的實(shí)踐中得到了重大的提升，逐步的走向了成熟階段。文中就某水庫水壩實(shí)際狀況做了大致的論述，并提出了土石方開挖和填筑的施工技術(shù)。

關(guān)鍵詞：水利工程；土石方開挖；填筑技術(shù)

一、工程概況

某水庫均質(zhì)土壩的土石方開挖范圍主要包括導(dǎo)流輸水隧洞、壩基、土料場和溢洪道的土石方，開挖量大概為四十七萬立方米。輸水導(dǎo)流隧洞開挖分為有壓段、豎井閘室段、無壓段和出口消能段的土石方開挖，開挖總量大概為二萬五千立方米；壩基開挖分為左右岸坡和河床開挖，開挖總量大概為三萬五千立方米；土料場開挖分為表層剝離和上壩土方開挖，挖總量大概為三十六萬立方米；溢洪道開挖分為平段和陡槽段開挖，大概為四萬立方米。由地質(zhì)勘探資料方知，開挖輸水導(dǎo)流隧洞石方的巖石屬于第四系黑云母二長花崗巖，屬于堅(jiān)硬的巖石，壩基河床開挖方大部分為淤泥，其余開挖方均為黑云母二長花崗巖全風(fēng)化層。土石方填筑主要包括導(dǎo)流圍堰填筑和壩體填筑兩部分，填筑總量大概為三十五萬立方米。根據(jù)設(shè)計(jì)氣象資料，工程期干季為上年11月至次年4月份，雨季為5月至次年10月份，所以施工的黃金季節(jié)為當(dāng)年的11月初至次年的4月底。

二、土石方開挖

（一）導(dǎo)流輸水隧洞的土石方開挖

導(dǎo)流輸水隧洞的土石方開挖總量大概是二萬五千立方米，其中石方大概占一萬立方米。在工程開工后導(dǎo)流輸水隧洞的開挖工作要迅速啟動，在開挖導(dǎo)流輸水隧洞時(shí)，開挖的順序首先開挖隧洞進(jìn)出口掌子面及閘室豎井平臺，使用反鏟挖掘機(jī)，從上至下分層開挖，采用自卸汽車運(yùn)輸。然后分三個工作面分別進(jìn)行隧洞進(jìn)出口和豎井閘室開挖，洞內(nèi)石方開挖采用預(yù)裂爆破防震控制措施，對開挖的輪廓線進(jìn)行控制，從而使洞壁受爆破的擾動減小，盡量避免出現(xiàn)洞內(nèi)塌方。開挖保護(hù)層時(shí)使用小藥量、小孔徑進(jìn)行，施工形式采用分段起爆，然后一次開挖到建基面的方法。在隧洞開挖掘進(jìn)的同時(shí)，要根據(jù)地質(zhì)情況做好洞壁支護(hù)，保證隧洞開挖的安全掘進(jìn)。開挖時(shí)根據(jù)隧洞斷面合理配置相關(guān)機(jī)械，盡量減少人工工作量，加快開挖速度。豎井開挖，由于豎井較深，開挖深度32米，挖掘機(jī)無法開挖后，采用人工分段開挖，卷揚(yáng)機(jī)提土，同時(shí)分段做好井壁噴錨支護(hù)。最后開挖出口消能段，出口消能段的開挖從前往后，采用挖掘機(jī)開挖裝車，自卸汽車運(yùn)輸，一次開挖成型。

（二）壩基土石方開挖

開挖壩基土石方需在河水截流后，導(dǎo)流圍堰填筑時(shí)，根據(jù)工期按排迅速組織壩基開挖，確保大壩的填筑時(shí)間，保證大壩的安全度汛。壩基開挖分為兩個工作面，首先開挖左右岸坡，自上而下，采用反鏟挖掘機(jī)開挖裝車，自卸汽車運(yùn)輸，邊開挖邊削坡，根據(jù)設(shè)計(jì)開挖線，加強(qiáng)測量控制，預(yù)防超欠挖。岸坡開挖完成后，依次進(jìn)行河床開挖，開挖方法從兩岸邊往河中心開挖，采用反鏟挖掘機(jī)開挖裝車，自卸汽車運(yùn)輸。當(dāng)開挖致持力層建基面時(shí)，要根據(jù)壩基的出水情況逐步開挖修建集水井和排水溝，同時(shí)將水及時(shí)抽走，以確保建基面的干燥。

（三）溢洪道土石方開挖

溢洪道土方開挖，根據(jù)設(shè)計(jì)溢道開挖的土方可用于導(dǎo)流圍堰壩體填筑，在導(dǎo)流圍堰填筑時(shí)，同時(shí)對溢洪道進(jìn)行開挖，開挖采用挖掘機(jī)開挖裝車，自卸汽車運(yùn)輸。先用挖機(jī)對表層腐植土進(jìn)行剝離運(yùn)致棄料場后，其余土石方運(yùn)致導(dǎo)流圍堰壩體填筑。平段開挖采取分層開挖，分層高度宜在2米左右，便于開挖和運(yùn)輸。陡坡段開挖，自上而下進(jìn)行開挖。根據(jù)設(shè)計(jì)斷面，邊開挖邊削坡，做到一次成型。

（四）土料場土方開挖

土料場土方開挖。根據(jù)設(shè)計(jì)資料大壩填筑土料場位于壩址右岸坡，距離壩址300米，料場為橢圓形山包。據(jù)地勘資料反應(yīng)，該料場均為花崗巖全風(fēng)化層，土料含水率偏高。根據(jù)大壩填筑時(shí)間安排，土料場表層腐植土剝離必須在雨季過后，即10月初動工。通過表層剝離降低土料含水率，達(dá)到上壩土料的填筑指標(biāo)，以備大壩填筑用料。剝離方法，采用推土機(jī)從坡頂往下推積，挖掘機(jī)配合裝載機(jī)裝車，自卸汽車運(yùn)輸致棄料場堆放。大壩填筑土料的開挖。由于土料場含水率偏高，結(jié)合大壩填筑土料的需要，采取自上而下分層開挖，分層厚度不宜超過3米，以控制土料含水率。開挖方式，采用挖掘機(jī)開挖，并拌合土料，裝載機(jī)裝車，自卸汽車運(yùn)輸致壩體筑部位。

在土石方開挖之前，要按設(shè)計(jì)放出開挖邊坡線，從而對開挖量進(jìn)行控制，以避免出現(xiàn)超挖和欠挖現(xiàn)象。合理設(shè)置土石料堆放場，對開挖出來的土石方進(jìn)行分類堆放，以備后期工程使用，最大限度的減少整個工程的開挖量，做到挖填平衡，具節(jié)約投資，又保護(hù)了生態(tài)環(huán)境。

三、土石方填筑

（一）導(dǎo)流圍堰填筑

在導(dǎo)流隧洞具備過水能力后，并進(jìn)入干季進(jìn)行截流圍堰填筑。圍堰填筑從河兩岸向中心同時(shí)推進(jìn)，采用自卸汽車運(yùn)土，按照設(shè)計(jì)斷面，推土機(jī)推送并壓實(shí)，待接觸河水時(shí)，由于河水不大，大約1.5立方米每秒，用裝載機(jī)抬事先準(zhǔn)備好的沙袋倒入河中進(jìn)行截流，截流完成后及時(shí)組織機(jī)械培厚加高圍堰，直致達(dá)到設(shè)計(jì)高程。

（二）水庫大壩填筑

水庫大壩填筑。按照施工計(jì)劃分兩個年度實(shí)施，第一年度完成度汛壩體填筑，第二年度完成全部壩體填筑工程。

壩基處理工作完成后，開始進(jìn)行壩體填筑，直接用自卸汽車運(yùn)土到填筑點(diǎn)，采用分層填筑和分層壓實(shí)的方法，按照設(shè)計(jì)指標(biāo)和碾壓實(shí)驗(yàn)成果要求來確定分層厚度和碾壓設(shè)備的壓實(shí)次數(shù)，由推土機(jī)進(jìn)行分層攤鋪，先用振動平碾壓實(shí)，在用振動羊角碾進(jìn)行碾壓創(chuàng)面，使上下兩層填筑緊密結(jié)合，每層壩體填筑料碾壓完成后，必須按照規(guī)范要求進(jìn)行取樣試驗(yàn)，各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)后方可進(jìn)行下一層填筑料的施工。

壩體填筑料上壩前必須進(jìn)行土料含水率和干密度抽樣檢驗(yàn)，達(dá)到設(shè)計(jì)指標(biāo)后方能上壩，從而避免填筑料不合格，上壩碾壓后相應(yīng)指標(biāo)未能達(dá)到設(shè)計(jì)要求，造成返工現(xiàn)象，俞誤期工期和不必要的經(jīng)濟(jì)損失。

壩面削坡，壩體填筑時(shí)要按設(shè)計(jì)壩面坡比逐級進(jìn)行上下游壩坡修整，在進(jìn)行壩坡修整時(shí)采用全站儀進(jìn)行控制，用石灰粉進(jìn)行放線，用推土機(jī)自下而上進(jìn)行削坡，使超填土料充分得到回收利用。

（三）壩后排水棱體的填筑

壩后排水棱體的填筑要在壩體填筑料與排水棱體接觸部分填筑之前完成。排水棱體填筑采用自卸汽車從石料場運(yùn)輸石料致排水棱體填筑點(diǎn)，按照設(shè)計(jì)的位置和斷面，采用人工分層鋪填密實(shí)，并對棱體表面進(jìn)行修鑿平整。

（四）反濾層的填筑

反濾層的填筑包下游壩體與排水棱體接觸面的反濾層填筑和上游壩面的反濾層填筑兩部分。下游壩體與排水棱體接觸面的反濾層填筑要在壩體土料填筑時(shí)同時(shí)進(jìn)行，在每層壩料上壩前采用裝載機(jī)抬運(yùn)預(yù)先備好的碎石沿排水棱體內(nèi)坡均勻分倒，在用人工沿排水棱體內(nèi)坡方向，按設(shè)計(jì)厚度磊勻碎石填筑層。第二層反濾沙的施工方法與碎石反濾層相同。最后人工鋪設(shè)好土工布后即可進(jìn)行壩體土料填筑，工序依次進(jìn)行；上游壩坡的反濾層填筑，上游壩坡修整完成后方可進(jìn)行，施工方法與下游反濾層的施工方法相同，只是先填反濾沙層，后填碎石層，最后填筑壩面防護(hù)體。

四、結(jié)束語

土石方的開挖和填筑是水利工程項(xiàng)目建設(shè)的重要組成部分，在水利工程施工過程中對土石方的開挖和填筑工作管理是否科學(xué)，對整個水利工程的投資控制、工程進(jìn)度和工程質(zhì)量、安全有著決定性的影響。因此在施工過程中要按設(shè)計(jì)要求和規(guī)范施工，結(jié)合工程區(qū)的水文、氣象、地質(zhì)等條件，認(rèn)真編制施工組織計(jì)劃，并在施工過程中加強(qiáng)控制管理，合理組織進(jìn)行每一項(xiàng)工序的施工，以確保整個水利工程項(xiàng)目建設(shè)順利安全的實(shí)施。

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