論述水利工程建設(shè)中土石壩技術(shù)的運(yùn)用

李俊超

【摘 要】本文首先探討了土石壩的種類和其在水利工程建設(shè)中應(yīng)用的優(yōu)缺點(diǎn)，并對(duì)土石壩施工技術(shù)在水利工程建設(shè)中的應(yīng)用要點(diǎn)進(jìn)行分析，最后給出了水利工程建設(shè)中土石壩技術(shù)的應(yīng)用策略，為水利工程建設(shè)土石壩技術(shù)的應(yīng)用提供資料參考。

【關(guān)鍵詞】水利工程；土石壩；施工技術(shù)；運(yùn)用

水利工程項(xiàng)目作為一項(xiàng)系統(tǒng)性工程，有著施工量大、工程難度高、工期長(zhǎng)的特點(diǎn)。隨著我國(guó)社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，水利工程作為重點(diǎn)民生項(xiàng)目，其建設(shè)質(zhì)量日益受到人們重視。水利工程建設(shè)中的土石壩技術(shù)是項(xiàng)目建設(shè)順利開展的基礎(chǔ)，其技術(shù)應(yīng)用水平不僅影響水利工程施工質(zhì)量，還關(guān)乎水利工程的施工安全。雖然近年來(lái)水利工程施工建設(shè)技術(shù)進(jìn)步顯著，但在水利工程建設(shè)中，尤其是土石壩施工中仍然存在著一些問(wèn)題。如何解決這些問(wèn)題，發(fā)揮土石壩的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，提高水利工程建設(shè)質(zhì)量，已經(jīng)成為現(xiàn)代水利工程施工企業(yè)和相關(guān)科研單位重點(diǎn)研究和實(shí)踐的課題。

一、土石壩施工技術(shù)概述

1.土石壩的種類。

由于土石壩在水利工程建設(shè)中應(yīng)用適應(yīng)性強(qiáng)，加之投資量小、節(jié)約資源，該技術(shù)得到了廣泛的發(fā)展和應(yīng)用。我國(guó)水利工程土石壩的種類很多，不同種類的土石壩技術(shù)適用于的情境、流量、技術(shù)要求不同。按照壩體的高度，可以分為高、中、低三種土石壩。按照施工方法則可以分為碾壓土石壩、定向爆破堆石壩、沖填土石壩、水中填土壩等。在這些不同的土石壩種類中，其中應(yīng)用最廣泛的就是碾壓式土石壩，碾壓土石壩施工簡(jiǎn)單，并且對(duì)筑壩原材料要求不高，容易滿足質(zhì)量要求。

2.土石壩的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。

土石壩作為一種比較成熟的擋水壩施工技術(shù)，其雖然有著比較廣泛的實(shí)用性和很多優(yōu)點(diǎn)。但在水利工程建設(shè)項(xiàng)目難度和規(guī)模越來(lái)越大的今天，也體現(xiàn)出一些問(wèn)題和不足。在實(shí)際水利工程建設(shè)中，土石壩技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)主要體現(xiàn)在以下方面。

首先，土石壩技術(shù)相比于混凝土壩、金屬壩等擋水壩施工技術(shù)，其壩體建設(shè)對(duì)原材料要求不高，可以就近選擇碎石、砂石、土、卵石、風(fēng)化巖等材料。由于擋水壩工程需要消耗大量的材料，能夠?qū)崿F(xiàn)材料的就地取材，不僅有助于控制擋水壩施工成本，還能夠?qū)崿F(xiàn)資源和能源的節(jié)約。而其他種類的擋水壩，則需要大量水泥、鋼材、木材等材料，這些材料不僅造價(jià)和成本較高，其運(yùn)輸成本也較大。除此之外，土石壩相比于混凝土壩和其他擋水壩，由于其結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，因而容易維修和加高擴(kuò)建，能夠滿足水利工程施工對(duì)擋水壩的動(dòng)態(tài)需求。除此之外，土石壩相比于其他擋水壩，由于對(duì)地基要求低，因而具有較好的適應(yīng)性，能夠應(yīng)設(shè)計(jì)要求靈活的進(jìn)行變形建設(shè)。除此之外，土石壩建設(shè)技術(shù)簡(jiǎn)單、工序少、便于機(jī)械化快速施工，這能夠極大的提高擋水壩的施工效率，有助于保證水利工程建設(shè)的工程進(jìn)度。

雖然土石壩具有上述諸多優(yōu)點(diǎn)，但在大型水利工程建設(shè)中，也有一定的缺點(diǎn)和不足。首先，土石壩相比于混凝土壩，其壩身不能溢流，施工導(dǎo)流不如混凝土壩方便。其次，土石壩的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度受材料影響，會(huì)隨氣候、溫度和水溫條件發(fā)生變化，這會(huì)加大擋水壩的出現(xiàn)問(wèn)題幾率，反復(fù)維修加固容易影響工期。最后，土石壩需要定期開展維護(hù)與保養(yǎng)，對(duì)于工期長(zhǎng)的大型水利工程而言，其運(yùn)行管理費(fèi)用開支較大。

二、水利工程建設(shè)中土石壩施工的技術(shù)要點(diǎn)

土石壩施工技術(shù)雖然比較簡(jiǎn)單，但想要提高土石壩施工質(zhì)量，確保水利工程建設(shè)有安全有序開展，也要科學(xué)的對(duì)待土石壩技術(shù)的應(yīng)用。為了提高土石壩施工質(zhì)量，確保土石壩的安全性和可靠性，在土石壩施工中需要注意以下技術(shù)要點(diǎn)。

1.做好料場(chǎng)的規(guī)劃工作。

土石壩施工需要大量的筑壩材料，為了降低土石壩材料成本，較少材料運(yùn)輸開支，一定要做好材料場(chǎng)地的選擇和規(guī)劃。由于土石壩建設(shè)所需材料量比較龐大，如果不做好料場(chǎng)的規(guī)劃和選擇，還可能影響附近的生態(tài)和農(nóng)林業(yè)生產(chǎn)，因此在土石壩施工前應(yīng)該對(duì)料場(chǎng)的選址和規(guī)劃進(jìn)行綜合性勘測(cè)。勘測(cè)工作完成后，根據(jù)土石壩建設(shè)原材料需求量，制定合理的分期開采計(jì)劃，確保各類壩料能夠有計(jì)劃、有次序的開采出來(lái)，滿足壩體施工的要求。由于土石壩材料含水率會(huì)對(duì)筑壩難度和筑壩質(zhì)量有所影響，因而還要對(duì)土石壩料場(chǎng)進(jìn)行開采計(jì)劃設(shè)計(jì)，當(dāng)雨季來(lái)臨時(shí)，開采含水量低的料場(chǎng)，而在旱季來(lái)臨后，開采含水量較高的料場(chǎng)。這能夠有效的避免因?yàn)樵牧腺|(zhì)量問(wèn)題導(dǎo)致的窩工，并平衡運(yùn)輸難度和強(qiáng)度。除此之外，料場(chǎng)的高程和筑壩高度還要布置合理，實(shí)現(xiàn)就近取料，避免上下游料過(guò)壩的交叉運(yùn)輸，較少干擾。

2.土料加工技術(shù)要點(diǎn)。

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。由于本工程土料均使用臺(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，使土料含水量達(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。由于土料中的超徑石不多，因此在清除時(shí)簡(jiǎn)單使用裝耙的堆土機(jī)在料場(chǎng)實(shí)施清除。對(duì)于未清除干凈的超徑石，可在壩體填筑面進(jìn)行填筑平整時(shí)作進(jìn)一步清除。

三、水利工程建設(shè)中土石壩施工技術(shù)的運(yùn)用

1.土石壩壩面作業(yè)施工程序。

水利工程建設(shè)中土石壩施工的施工環(huán)境比較復(fù)雜，并且需要大量人員和設(shè)備參與建設(shè)，為了保證施工有序開展，必須做好土石壩施工程序設(shè)計(jì)。首先土石壩壩面作業(yè)施工，影響著土石壩的施工質(zhì)量和施工進(jìn)度。壩面施工有著工作面窄、工種多、工序復(fù)雜、設(shè)備多的特點(diǎn)。由于施工環(huán)境受季節(jié)和水文影響較大，因而其施工組織與管理工作尤其重要。如果壩面施工違背施工程序，必然會(huì)導(dǎo)致施工現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)混亂，影響施工質(zhì)量和施工進(jìn)度?，F(xiàn)代的水利工程土石壩施工中，一般會(huì)采用流水作業(yè)施工。通過(guò)科學(xué)的施工組織按工序?qū)蚊娣侄?，并依此組織施工。這種施工方法能夠避免壩面不同工種和工段的施工沖突，提高壩面施工秩序，確保施工安全和施工質(zhì)量。

2.平面施工技術(shù)分析。

土石壩施工一般對(duì)基礎(chǔ)要求不高，因此在水利工程土石壩施工中，經(jīng)常會(huì)采用平起施工的方法。平起施工不僅施工難度低、工期短、施工效率高，而且還能夠減少接縫、接坡等工序，能夠有效提高筑壩質(zhì)量。除此之外，平起施工還能夠最大化的利用堆石填筑面，降低施工難度并提高施工質(zhì)量。在平起施工中，要注意防滲涂料和反濾過(guò)渡料的關(guān)系控制，想要實(shí)現(xiàn)對(duì)施工進(jìn)度和土石壩邊界的有效控制，可以采用先砂后土的施工方法。為了提高施工質(zhì)量而對(duì)工期要求不嚴(yán)格，則可以采用先土后砂的施工方法。

3.土石壩強(qiáng)夯填筑施工技術(shù)。

強(qiáng)夯填筑施工是確保壩體的穩(wěn)定性和滲水性符合要求的關(guān)鍵工序，現(xiàn)代水利工程建設(shè)中土石壩施工一般采用分層填筑的方法。在強(qiáng)夯填筑施工中，要做好單層土石填筑厚度的控制，該厚度可以根據(jù)施工材料和壩體施工質(zhì)量要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，一般在10米到20米之間。采用大能量的夯擊動(dòng)力預(yù)壓，以提高土石料的密度，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。

綜上所述，土石壩施工技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展，對(duì)我國(guó)水利工程領(lǐng)域建設(shè)起到了極大的推動(dòng)作用。隨著現(xiàn)代水利工程建設(shè)規(guī)模越來(lái)越大，對(duì)施工安全和施工質(zhì)量要求越來(lái)越高，在土石壩施工中一定要把握好施工要點(diǎn)，并做好施工技術(shù)的應(yīng)用，提高土石壩的施工質(zhì)量、施工效率，并實(shí)現(xiàn)對(duì)土石壩建設(shè)成本和施工進(jìn)度的有效控制，為我國(guó)水利工程的建設(shè)和社會(huì)發(fā)展做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。

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