淺析土石壩施工技術(shù)

摘 要：在水利工程中，土石壩是一種非常重要的水利設(shè)施，應(yīng)用的范圍非常廣泛，并且具有施工簡(jiǎn)單、成本較低等優(yōu)點(diǎn)。顧名思義，土石壩的主要原料為土石，因此取材十分便利，施工技術(shù)也相對(duì)簡(jiǎn)單。文章對(duì)土石壩的分類、優(yōu)缺點(diǎn)和常見的幾種施工技術(shù)進(jìn)行了深入細(xì)致地分析和探討，以期為相關(guān)人士提供參考和借鑒。

關(guān)鍵詞：土石壩；顯著特點(diǎn)；施工工藝

土石壩是擋水壩的一種，通過多種方法堆筑而成，通常采用的方法有碾壓、拋填等，所采用的原料則以石料、土料或者混合料為主。而根據(jù)所選用的原材料，可以將土石壩分為三種類型，即堆石壩、土壩和混合壩。土石壩對(duì)于壩基的地質(zhì)條件要求較低，取材方便、價(jià)格低廉，而且壩的結(jié)構(gòu)并不復(fù)雜，所以施工較為方便。隨著大型高效施工設(shè)備的使用，以及施工人數(shù)的減少，新材料的選用，防滲結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，使施工所需費(fèi)用大幅度降低，施工工期逐漸縮短。由此可知，土石壩具有十分廣闊的發(fā)展前景，目前已經(jīng)獲得了十分廣泛的應(yīng)用，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，土石壩的施工工藝也獲得了改進(jìn)和提高，在高土石壩和中低壩的建設(shè)中，土石壩工藝發(fā)揮了重要的作用。與混凝土壩相比，當(dāng)前世界各國興建的土石壩，其高度和數(shù)量都有著其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)。尤其是近年來興起的混凝土面板堆石壩，其競(jìng)爭(zhēng)力很強(qiáng)，施工周期短、經(jīng)濟(jì)性更高，所采用的石壩施工工藝也受到了業(yè)內(nèi)人士的普遍關(guān)注。

1 土石壩的分類

按照土料在壩身內(nèi)的配置和防滲體所用的材料種類，碾壓式土石壩可分為均質(zhì)壩、土質(zhì)心墻壩、土質(zhì)斜墻壩、多種土質(zhì)壩、人工材料心墻壩、人工材料面板壩。根據(jù)施工方法的不同，土石壩可分為充填式土石壩、碾壓式土石壩、定向爆破堆石壩和水中填土壩等。根據(jù)土石壩壩高的不同，土石壩可分為低壩、中壩和高壩。

2 土石壩的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)

2.1 土石壩的優(yōu)點(diǎn)

土石是土石壩施工所需的主要材料，具有取材方便的優(yōu)點(diǎn)，并可以節(jié)省其他的建筑材料，如水泥、鋼材、木材等，在節(jié)省資源的同時(shí)，也大大降低了施工材料的運(yùn)輸費(fèi)用。土石壩的結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，因此維修也較為方便，擴(kuò)建及加高施工都十分便捷。壩身對(duì)于地基的要求不高，適應(yīng)變形的能力很強(qiáng)，屬于土石散粒體結(jié)構(gòu)。土石壩施工所采用的技術(shù)也很簡(jiǎn)單，工序不多，施工所需時(shí)間短，有利于實(shí)現(xiàn)組合機(jī)械的快速施工。

2.2 土石壩的缺點(diǎn)

壩頂不具有溢洪功能，一般要另設(shè)溢洪道（洞）；在施工導(dǎo)流方面不如砼壩或漿砌石方便；粘性土料的填筑受氣候影響較大；沉陷和不均勻沉陷大。

3 土石壩施工工藝技術(shù)

3.1 料場(chǎng)布置

壩體的施工質(zhì)量、所需的投資和工期，同料場(chǎng)的規(guī)劃及使用有著密切的聯(lián)系，因此，在土石壩施工過程中，應(yīng)合理地規(guī)劃和使用料場(chǎng)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)保護(hù)生態(tài)環(huán)境、推動(dòng)國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要作用。在施工前做好相應(yīng)的準(zhǔn)備工作，進(jìn)行全方位的設(shè)計(jì)和規(guī)劃。

在對(duì)料場(chǎng)進(jìn)行設(shè)計(jì)和規(guī)劃時(shí)，應(yīng)根據(jù)壩體總方量來進(jìn)行布置，使料場(chǎng)的布置能夠滿足需要，并且必須滿足最大上壩強(qiáng)度。合理利用建筑物基礎(chǔ)開挖渣料，降低能源消耗。具體的講，料場(chǎng)的布置主要體現(xiàn)在時(shí)間、空間、質(zhì)和量的規(guī)劃。時(shí)間規(guī)劃是指根據(jù)壩體填筑部位變化情況和施工強(qiáng)度來布置料場(chǎng)?？臻g規(guī)劃是指合理選擇和布置料場(chǎng)的高程和位置。質(zhì)與量的規(guī)劃是指充分了解地質(zhì)成因、儲(chǔ)量、產(chǎn)狀、物理力學(xué)指標(biāo)、埋深等參數(shù)，從而科學(xué)地確定料場(chǎng)的地址。

3.2 土石料加工

3.2.1 土料加工

土料工程的性能，受到很多因素的影響，而水的因素則起到很大的作用，尤其是對(duì)于粘土顆粒來說，其表面積大，顆粒小，具有很強(qiáng)的親水性。在填筑壓實(shí)階段，存在最優(yōu)含水率的問題，對(duì)于清除不合格料和表層后的土料，應(yīng)嚴(yán)格控制其含水率，根據(jù)相關(guān)的規(guī)范，嚴(yán)格地進(jìn)行水分調(diào)節(jié)處理，從而使含水率達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。通?？梢圆捎脙煞N方法來對(duì)土料含水量進(jìn)行調(diào)節(jié)，一種是在挖裝運(yùn)卸的過程中，充分運(yùn)用烘烤、翻曬、自然蒸發(fā)以及摻料的方式，使土料含水量降低。另外一種是開挖裝料以及運(yùn)輸?shù)倪^程中，在料場(chǎng)和料堆加水，從而使土料含水量降低。對(duì)于超徑石含量較少的礫質(zhì)土，通常先在料場(chǎng)中初步清除超徑石，采用的設(shè)備為裝耙的堆土機(jī)，接下來在壩體填筑面填筑平整時(shí)進(jìn)一步清除。而對(duì)于超徑石含量較多的礫質(zhì)土，可以從高坡下料，使粗、細(xì)物料分離，從而將粗粒徑清除，也可以使用篩子裝置進(jìn)行篩除。

3.2.2 砂礫石料和堆石料開采

根據(jù)開采位置來劃分，可以將砂礫石料開采分為水下和陸上開采兩種方式。對(duì)于塊石料的開采，開采方法通常選為深孔梯度爆破，并且作業(yè)方式應(yīng)為流水作業(yè)，多工作面。而機(jī)械破碎法和淺孔破碎法則是處理超徑塊石料的主要方法。

3.2.3 土石料開挖運(yùn)輸

隨著科技的進(jìn)步，料場(chǎng)開挖、運(yùn)輸?shù)韧潦瘔问┕さ墓ば?，都可以通過現(xiàn)代化的工程機(jī)械來完成，極大地提高了生產(chǎn)的效率，即所謂的綜合機(jī)械化施工。在規(guī)模較大的土石壩施工中，如高土石壩的施工，綜合機(jī)械化施工的應(yīng)用，不僅提高了土石壩工程建設(shè)的速度，同時(shí)還在很大程度上提高了機(jī)械化的水平，施工技術(shù)也獲得了改進(jìn)和提高。

在土石壩施工中，可以選擇和采用的運(yùn)輸方案有很多種，應(yīng)根據(jù)工程的實(shí)際情況合理選用，充分發(fā)揮機(jī)械利用率，合理利用地形的有利條件，使壩料的運(yùn)轉(zhuǎn)次數(shù)減少、壩料的鋪筑方法和設(shè)備保持一致，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行統(tǒng)籌規(guī)劃和布置。

3.3 填筑施工

首先，土石壩的壩面作業(yè)需制定合理的施工組織規(guī)劃，因?yàn)閴蚊孀鳂I(yè)所采用的機(jī)械設(shè)備較多，涉及很多工種，工作面相對(duì)狹窄，工序多。此外，流水線作業(yè)是土石壩壩面作業(yè)的主要方式，采用這種方式能夠有效保障施工的進(jìn)度，減少壩面施工中的干擾因素。具體施工時(shí)，應(yīng)對(duì)壩面進(jìn)行分段，所采用的依據(jù)是施工工序的數(shù)目，并組織專業(yè)的施工人員開展施工。

其次，平起填筑施工在土石壩施工中獲得了廣泛的應(yīng)用，不僅能夠提高填筑的質(zhì)量，還減少了對(duì)施工質(zhì)量造成不良影響的一些工序，適用于大機(jī)械化的施工。此外，該種方法還有利于在繼續(xù)填筑時(shí)，對(duì)進(jìn)入防滲料區(qū)的道路進(jìn)行填筑，并能夠均衡壩體的施工強(qiáng)度，使料界偏差減小。先砂后土在反濾過渡料和防滲土料填筑的施工中較為普遍采用，這是因?yàn)椴捎孟壬昂笸恋姆椒ㄓ欣谶吔绲目刂疲€能夠使施工進(jìn)度加快。

最后，控制好每層土石填筑的厚度，一般在10米和20米之間，對(duì)土石壩進(jìn)行分層強(qiáng)夯。為了避免土石料發(fā)生變形，使土石料密度增加，應(yīng)采用大能量的夯擊動(dòng)力預(yù)壓。鋪筑和夯實(shí)都應(yīng)分層進(jìn)行，填筑新的土石層后重新進(jìn)行夯擊，最終使壩體的高度滿足設(shè)計(jì)和使用需求。對(duì)于夯擊動(dòng)力能量和土石的填筑厚度進(jìn)行嚴(yán)格的控制，降低工程造價(jià)，減少施工所需的工程量，盡可能地增加土石料的密度，從而使壩體的沉降顯著減少。

4 結(jié)束語

土石壩施工技術(shù)被廣泛的運(yùn)用到水利工程建設(shè)中，在土石壩的施工過程中， 應(yīng)認(rèn)真參照有關(guān)執(zhí)行規(guī)程規(guī)章的具體內(nèi)容，采用科學(xué)合理的施工方法與技術(shù)，在滿足使用要求的同時(shí)，盡量做到節(jié)約材料、降低造價(jià)。

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