試論水利施工中土石壩技術(shù)的應(yīng)用

侯佳銘 麻勝云

河南國基建設(shè)集團(tuán)有限公司

試論水利施工中土石壩技術(shù)的應(yīng)用

侯佳銘 麻勝云

河南國基建設(shè)集團(tuán)有限公司

土石壩施工技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)為施工簡便、節(jié)省原材料，為此在水利工程建設(shè)施工中該項(xiàng)技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用，但是在應(yīng)用中逐漸也顯露出了不足之處，如何充分發(fā)揮土石壩的優(yōu)勢(shì)，是對(duì)土石壩施工技術(shù)研究的重點(diǎn)。本文對(duì)土石壩在水利工程建設(shè)和施工中技術(shù)的運(yùn)用和質(zhì)量控制進(jìn)行探討與研究，旨在提升土石壩在水利工程中的應(yīng)用范圍，提高施工質(zhì)量。

水利施工；土石壩技術(shù)

一、工程概況

以某水庫大壩為粘士心墻壩，壩高49m，壩頂長250m，寬9m，設(shè)計(jì)正常高水位為100m，校核洪水位為104m，屬二級(jí)建筑物。壩址處流域面積2170km2。壩址以下河流全長105km；其中50km為通航河道，常年有載重5t-10t的木船和竹木筏過壩。壩址兩岸系高山，山坡較陡。壩址河谷寬度200m，河底高程20m。兩岸覆蓋層較薄，基巖為石英砂巖（x級(jí)）；河床基巖較好，兩岸巖石節(jié)理發(fā)育，風(fēng)化較深。河床沙礫覆蓋厚度0—4m，平均2m。壩址上下游均為寬闊沖積臺(tái)地，在上下游3km～7km的臺(tái)地和河灘上，有滿足筑壩要求的大量沙礫料（Ⅲ類土）。

二、水利工程土石壩筑壩材料

在選壩階段應(yīng)從空間與時(shí)間、質(zhì)與量等方面進(jìn)行全面規(guī)劃。料場土料的儲(chǔ)量一般要求是設(shè)計(jì)工程量的1.5～2.0 倍，并要求提供備用料場。粘性土料采用鉆探或坑探取樣。礫類土用坑探取樣，布孔間距50～100m。防滲料的勘探要仔細(xì)按深度查明天然含水量。堆石料的勘探可以采用鉆探及洞探。

防滲料：防滲的土料最基本的要求，一是防滲性：滲透系數(shù)不大于l×10-5cm/s 時(shí)，一般即可滿足要求。二是施工性，土料的天然含水量在最優(yōu)含水量附近，無影響壓實(shí)的超徑材料，壓實(shí)后的壩面有較高的承載力。

壩殼料：工程實(shí)踐中，堆石、砂礫石及風(fēng)化料等均可作為壩殼料。

堆石：按其型式可分為拋填、分層碾壓、手工干砌石、機(jī)械干砌石等。

砂礫石：碾壓砂礫石壓縮性低，抗剪強(qiáng)度高，但易沖蝕、易管涌。

風(fēng)化料：屬于抗壓強(qiáng)度小于30mpa 的軟巖類，往往存在濕陷問題。

反濾料和過渡料：反濾料一般要滿足堅(jiān)固度要求，應(yīng)盡量避免用純砂做反濾料。

三、水利施工中土石壩施工工藝

1、料場的布置。在布置料場的位置時(shí)，應(yīng)綜合考慮料場所在位置的交通足否便利，填筑料的質(zhì)敏是否合格，取料的難易程度等因素，同時(shí)還應(yīng)考慮填筑的數(shù)量是香滿足壩體填筑的需要。若小能滿足，則需選擇多個(gè)料場。本次工程在壩址上下游3km-7km的臺(tái)地和河灘上，有滿足筑壩要求的大量沙礫料（Ⅲ類上），因此將料場布置在這個(gè)區(qū)域，導(dǎo)流隧洞開挖后的碴料也用于壩體填筑。

2、土料加工。由于新開采的土料中含水量均較大，因此在填筑前應(yīng)控制土料的含水率，保證在填筑壓實(shí)時(shí)土料的含水率在最優(yōu)含水率上下2%左右。由于本工程上料均使用臺(tái)地和河灘地的土料，因此含水量較高，在加工土料時(shí)采用了自然蒸發(fā)、翻曬、摻料等方法進(jìn)行處理，使上料含水量達(dá)到了填筑料的標(biāo)準(zhǔn)。在進(jìn)行壩體填筑前，還應(yīng)對(duì)土料中含有的超徑石進(jìn)行了清除。

3、壩基與岸坡處理。清理壩基、岸坡和鋪蓋地基時(shí)，應(yīng)將樹木、草皮、樹根、亂石、墳?zāi)挂约案鞣N構(gòu)筑物全部清除，并認(rèn)真做好水井、泉眼、地道和洞穴等的處理。在本工程中，采用推土機(jī)剝離、鋪蓋，裝載機(jī)裝自卸卡車出渣。坡面及局部松散浮渣由人工清理，左聯(lián)深槽部位清至強(qiáng)風(fēng)化巖石，并在粘上心墻范圍內(nèi)回填了低標(biāo)號(hào)混凝上，其他低洼部位分層回填了新鮮石渣。

4、壩體填筑。本工程上石壩填筑前在施工現(xiàn)場進(jìn)50mm厚。壩殼料由裝載機(jī)、自卸汽車開采下壩，進(jìn)占法卸料，推土機(jī)推平，層厚在0.8m—1.0m，震動(dòng)平碾碾壓6遍～8遍。碾壓砂礫石料時(shí)進(jìn)行了必要的灑水。該工程于2006年3月開工，2008年5月按設(shè)計(jì)要求完成竣工并交付使用，至今已運(yùn)行了4年多。目前該水利樞紐一切運(yùn)行指標(biāo)良好，壩體未出現(xiàn)滲漏和沉降現(xiàn)象。說明整個(gè)工程的施工質(zhì)量良好。其所采取的施工工藝安全、有效、可行，可在今后的上石壩上程施工中可以大力推廣并應(yīng)用。

四、水利工程施工質(zhì)量控制要點(diǎn)

1、施工單位在土石壩施工中積極推行全面質(zhì)量管理，并加強(qiáng)人員培訓(xùn)，建立健全各級(jí)責(zé)任制，以保證施工質(zhì)量達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、工程安全可靠與經(jīng)濟(jì)合理。施工人員必須對(duì)質(zhì)量負(fù)責(zé)，做好質(zhì)量管理工作，實(shí)行自檢、互檢、交接班檢查的制度。施工單位必須建立健全施工質(zhì)量保證體系，并設(shè)立在施工主要負(fù)責(zé)人領(lǐng)導(dǎo)下的專職質(zhì)量檢查機(jī)構(gòu)。并不斷檢查質(zhì)量保證體系落實(shí)情況及人員、儀器設(shè)備等情況。

2、教育質(zhì)檢人員和施工人員都必須樹立“預(yù)防為主”和“質(zhì)量第一”的觀點(diǎn)；雙方必須密切配合，控制每一道工序的操作質(zhì)量，防止發(fā)生質(zhì)量事故。

3、施工單位質(zhì)量檢查部門應(yīng)在有業(yè)主、監(jiān)理單位代表參加的驗(yàn)收小組領(lǐng)導(dǎo)下，參加施工期的分部驗(yàn)收工作，特別是隱蔽工程，應(yīng)詳細(xì)記錄工程質(zhì)量情況。在施工過程中，施工單位對(duì)每班出現(xiàn)的質(zhì)量問題、處理經(jīng)過及遺留問題，在現(xiàn)場交接班記錄本上詳細(xì)寫明，并由值班負(fù)責(zé)人簽字。質(zhì)量檢驗(yàn)的儀器及操作方法，應(yīng)按照規(guī)范進(jìn)行。試驗(yàn)及儀器使用應(yīng)建立責(zé)任制，儀器應(yīng)定期檢查與校正 。

4、反濾層、過渡層、壩殼等無粘性土的填筑，除按有關(guān)的規(guī)定取樣檢查外，主要應(yīng)控制壓實(shí)參數(shù)，如不符合要求，施工人員應(yīng)及時(shí)糾正。每層壓實(shí)后，即可繼續(xù)鋪土填筑，其測定的鋪土厚度、碾壓遍數(shù)應(yīng)經(jīng)常進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，研究改進(jìn)措施。反濾料、過渡料級(jí)配應(yīng)在篩分現(xiàn)場進(jìn)行控制，填筑時(shí)應(yīng)對(duì)接頭、防護(hù)措施等加強(qiáng)檢查?，F(xiàn)場含水量對(duì)粘性土、礫質(zhì)土以手試測定的同時(shí)，應(yīng)取樣用烘干法或其他方法測定，并以此來校正干容重。取樣所測定的干容重，其合格率應(yīng)不小于90%，且不合格樣不得集中，不合格干容重不得低于設(shè)計(jì)干容重的98%。

五、結(jié)束語

綜上所述，土石壩技術(shù)，就是充分利用當(dāng)?shù)刭Y源的優(yōu)勢(shì)，包括當(dāng)?shù)氐氖匣蛘咂渌旌衔镞M(jìn)行填充和碾壓的一種傳統(tǒng)的施工技術(shù)。隨著我國水利工程建設(shè)規(guī)模的逐步擴(kuò)大，土石壩技術(shù)在水利施工中的應(yīng)用也越來越多，地位越來越高，對(duì)我國水利工程建設(shè)和發(fā)展起到了十分顯著的作用。

［1］劉則鄒.土石壩施工天氣狀態(tài)隨機(jī)模擬方法探討［J］. 湖北水力發(fā)電. 1989（01）