水利工程項(xiàng)目中土石壩的施工問(wèn)題分析

張志剛　何金寶

摘要：土石壩是水利工程建設(shè)中常見(jiàn)的工程項(xiàng)目，在施工過(guò)程中所用的工程材料多數(shù)可以就地取材，在材料成本和運(yùn)輸成本上都能得到很好的控制，所以土石壩應(yīng)用最為廣泛，發(fā)展也最快，是一種非常普遍的壩型。本文主要針對(duì)土石壩的分類(lèi)及滲流進(jìn)行探討，同時(shí)也給出一些在施工過(guò)程中要注意的事項(xiàng)，希望對(duì)土石壩施工有所幫助，確保工程高質(zhì)量、高標(biāo)準(zhǔn)完成。

關(guān)鍵詞：土石壩；滲流；控制；工程質(zhì)量

中圖分類(lèi)號(hào)： TV641 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A DOI編號(hào)： 10.14025/j.cnki.jlny.2015.08.030

1 土石壩的分類(lèi)及參流現(xiàn)象

1.1 分類(lèi)及優(yōu)缺點(diǎn)

土石壩，顧名思義就是由土料以及石料構(gòu)成的壩型，在施工過(guò)程中可以就地取材，因地制宜，根據(jù)當(dāng)?shù)厮a(chǎn)出的材料進(jìn)行充分利用，土料是石料，也可以土石混合，把這些材料經(jīng)過(guò)拋填、平整、碾壓等施工工序，最后形成擋水壩。土石壩在經(jīng)濟(jì)方面以及施工方面都具有相當(dāng)大的優(yōu)勢(shì)，所以應(yīng)用十分廣泛，在全世界范圍內(nèi)都十分常見(jiàn)。土石壩的分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)不同，自然種類(lèi)也多種多樣，可以按材料分，也可以按施工方法分，還可以按壩體的高度分。比如按壩體構(gòu)成材料分，如果主要是以土和砂礫為主，則叫做土壩。如果以石渣、卵石、爆破石料為主，則稱(chēng)為堆石壩。如果土料和砂礫基本各占一半，則稱(chēng)為土石混合壩；按施工方法分則有碾壓式土石壩、沖填式土石壩、水中填土壩和定向爆破堆石壩等。其中碾壓式最為常見(jiàn)，因?yàn)槠鋵?duì)基礎(chǔ)要求不高，可以對(duì)基礎(chǔ)的變形有很好的適應(yīng)性。土石壩優(yōu)點(diǎn)是施工容易，工序不多，不需要太多技術(shù)，可以就地取材，避免運(yùn)輸，壩體適應(yīng)變形能力強(qiáng)，維修和加高、擴(kuò)建等都十分方便。但土石壩一般不能溢流，如果是粘性土料則受天氣影響較大，易發(fā)生滲流現(xiàn)象。

1.2 土石壩的滲流控制

土石壩由于其自身構(gòu)成材料的特點(diǎn)決定其壩體具有一定的透水性，在建筑土石壩時(shí)，土料和壩基的一些砂礫都是散粒狀，各種顆粒之間不可避免地存在一定的孔隙，蓄水時(shí)水在壓力作用下，水流必然會(huì)順著這些孔隙進(jìn)行滲透，進(jìn)而造成壩體滲漏，這種滲漏就是土石壩的滲流。如果滲流在設(shè)計(jì)控制之下，則不會(huì)造成對(duì)壩體的破壞，屬于正常滲流，但如果滲流過(guò)大，而且集中產(chǎn)生，則會(huì)導(dǎo)致水流的水質(zhì)渾濁、透明度降低，此時(shí)滲流中夾帶壩體顆粒流出，這種情況就屬于異常滲流，會(huì)對(duì)大壩的土體產(chǎn)生嚴(yán)重的滲透破壞，因此，需要從多方面進(jìn)行控制。滲流控制是保證土石壩安全的一項(xiàng)重要措施。滲流的產(chǎn)生原因主要有三方面：一是反濾層的設(shè)計(jì)不當(dāng)，壩體填土與排水體間必須要設(shè)置反濾層，如果在設(shè)計(jì)時(shí)層間系數(shù)過(guò)大、施工時(shí)出現(xiàn)錯(cuò)斷混層、填土密實(shí)程度差等情況都會(huì)導(dǎo)致反濾層失效，從而引發(fā)異常滲流；二是防滲體施工不達(dá)標(biāo)，在標(biāo)準(zhǔn)施工時(shí)，防滲體必須要直達(dá)基巖或底部連續(xù)可靠的粘土層，但在施工時(shí)由于種種原因使得防滲體達(dá)不到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，使工程存在隱患；三是對(duì)于土石壩兩岸岸坡的臺(tái)階狀結(jié)構(gòu)沒(méi)有構(gòu)造成平順的坡度，兩坡度之差超過(guò)20度，或者遇到平臺(tái)時(shí)，平臺(tái)處填土與周邊填土存在懸殊高差，使得沉陷量突變，從而引發(fā)裂縫的產(chǎn)生而導(dǎo)致滲透發(fā)生。

2 控制滲流，提高壩體施工質(zhì)量的舉措

2.1 加強(qiáng)基礎(chǔ)處理

土石壩是建在基礎(chǔ)之上的，隨著壩體不斷加高，壩身的重力會(huì)對(duì)下面基礎(chǔ)產(chǎn)生巨大的壓力，如果基礎(chǔ)處理不好，承載力低于壩身的重量，就會(huì)導(dǎo)致不均勻的基礎(chǔ)沉降，使壩身出現(xiàn)裂縫而產(chǎn)生滲流，所以一定要加強(qiáng)壩基的處理，確保壩基的承載力達(dá)到使壩身穩(wěn)固的要求，在工程施工上，常采用防滲墻、振沖、帷幕灌漿、固結(jié)灌漿等對(duì)地基進(jìn)行綜合處理，以確保萬(wàn)無(wú)一失。

2.2 掌握好施工工期的季節(jié)性

在施工前要對(duì)當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)、水文、氣象等情況進(jìn)行充分地了解、掌握，用科學(xué)合理的安排施工時(shí)間，制定詳細(xì)的工期規(guī)劃。土石壩的施工，由于填筑材料都取材于當(dāng)?shù)?，受氣候影響比較大。如遇雨季，土料含水量會(huì)增大，直接影響大壩的填筑，如遇冬季土料上凍，基本上無(wú)法進(jìn)行填筑，就算采取一些措施進(jìn)行施工，因土料上凍，結(jié)合性降低，會(huì)影響大壩的質(zhì)量。另外土石壩工程一般不允許漫頂過(guò)流，所以土石壩施工工期的安排，一定要結(jié)合當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)、水文、氣候等因素，避開(kāi)冬季及汛期，合理安排，科學(xué)規(guī)劃，確保工程在最佳條件下完成。

2.3 保證材料質(zhì)量

大壩的質(zhì)量主要是由材料的質(zhì)量和施工的質(zhì)量?jī)煞矫鏇Q定，在填筑前一定要確保材料的質(zhì)量。在工程實(shí)踐中，往往忽視對(duì)料場(chǎng)的地質(zhì)勘察，導(dǎo)致壩體填筑料的質(zhì)量很難保證統(tǒng)一，因?yàn)榇笠?guī)模開(kāi)采的情況下，材料的質(zhì)量直接影響大壩填筑級(jí)配是否得到保證，所以要詳細(xì)嚴(yán)格地進(jìn)行料場(chǎng)勘察，確保所采土石料與設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)一致。在填筑前應(yīng)當(dāng)做碾壓實(shí)驗(yàn)，碾壓試驗(yàn)是填筑前最為重要的技術(shù)參數(shù)，也是確定大壩能否順利填筑及確保大壩安全的重要環(huán)節(jié)。碾壓試驗(yàn)中還需對(duì)防滲土料的含水量進(jìn)行確定及調(diào)節(jié)，同時(shí)還應(yīng)確定好對(duì)所堆石料的灑水量。土石壩工程必須要進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)取樣，只有在填筑面碾壓合格并能過(guò)驗(yàn)收后方可進(jìn)行上一層填筑。

2.4 對(duì)壩面進(jìn)行合理分區(qū)填筑

土石壩壩體都比較大，因此工程量巨大，在施工時(shí)可以采取分區(qū)作業(yè)的方式。作業(yè)時(shí)采取流水作業(yè)的方式，按鋪料、攤鋪、灑水、壓實(shí)、質(zhì)檢等工序按部就班進(jìn)行。結(jié)合施工場(chǎng)地的特點(diǎn)，合理劃分填筑區(qū)域，流水進(jìn)行，這樣對(duì)于人員的調(diào)配和機(jī)械設(shè)備的科學(xué)利用都十分有利，能提高工作效率，確保工程質(zhì)量。

3 結(jié)語(yǔ)

土石壩雖然施工相對(duì)簡(jiǎn)單，工序也不是很多，但在施工過(guò)程也不能忽視任何一個(gè)細(xì)節(jié)，每個(gè)環(huán)節(jié)都要狠抓嚴(yán)控，確保達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。除了正常的填筑施工外，還要結(jié)合工程實(shí)際情況，采取科學(xué)的壩體、壩基的加固技術(shù)，比如土石壩壩體灌漿加固技術(shù)，以確保大壩施工高質(zhì)量的完成。

作者簡(jiǎn)介：張志剛，本科學(xué)歷，華北理工大學(xué)遷安學(xué)院，助理工程師，研究方向：水利工程。endprint