淺論水利水電工程中土石壩施工技術(shù)

李國(guó)昌

中國(guó)水利水電第十一工程局有限公司，河南鄭州 450000

1 水利水電工程中土石壩應(yīng)用利弊分析

水利水電項(xiàng)目工程中的土石壩施工技術(shù)主要指的是在筑壩施工中，因地制宜的利用施工現(xiàn)場(chǎng)周邊的石料以及土方等材料進(jìn)行填筑的施工技術(shù)。如果所筑壩是以沙礫以及土方作為主要的壩體材料時(shí)，該壩就被稱(chēng)之為土壩；而如果構(gòu)筑壩體的主要材料是爆破石料、卵石以及石渣時(shí)，該壩就可以被稱(chēng)為石壩。如果壩體材料總的石料以及土方比例基本相等時(shí)，則將其稱(chēng)為混合土石壩。目前，在全世界范圍內(nèi)的水利水電工程中都廣泛的應(yīng)用土石壩這種壩型結(jié)構(gòu)，其施工技術(shù)已經(jīng)十分成熟。同時(shí)我國(guó)絕大多數(shù)的水利水電項(xiàng)目中的壩體工程也基本都采用的是土石壩。在開(kāi)展土石壩的施工時(shí)，要特別注意保證其斷面的充分性，才能使壩體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定得到可靠的保障。此外還需要做好相關(guān)的排水和防滲措施，維護(hù)壩基的穩(wěn)固性。隨著我國(guó)水利水電項(xiàng)目的不斷增加，相關(guān)的施工技術(shù)也在不斷的提高，一些新型的建筑材料和施工設(shè)備被投入使用，現(xiàn)代機(jī)械化的施工方式不僅極大地減少了施工過(guò)程對(duì)于人力資源的依賴(lài)性，也有效的使工程的造價(jià)得到了明顯的降低。土石壩的施工技術(shù)具有極高的應(yīng)用價(jià)值，具有十分廣闊的應(yīng)用和推廣前景。

土石壩的修建一般需要鋼筋混凝土之類(lèi)的大型施工材料，而且可以因地制宜的利用工程當(dāng)?shù)氐牟牧蟻?lái)進(jìn)行施工，有效地減少運(yùn)輸?shù)膹U液。同時(shí)土石壩對(duì)于施工技術(shù)的要求相對(duì)較低，其后期的維修保養(yǎng)也相對(duì)簡(jiǎn)單，便于進(jìn)行改擴(kuò)建。此外，由于土石壩主要使用石粒結(jié)構(gòu)，其形變問(wèn)題不明顯，能夠較好地保證工程的穩(wěn)定性。土石壩對(duì)于地基的要求相對(duì)不高，其整體施工比較簡(jiǎn)便快捷，可以有效地提高施工的進(jìn)度。但是土石壩主要的問(wèn)題在于其防洪效果比較差，同時(shí)在施工過(guò)程中比較容易受到天氣等自然因素的影響。

2 水利水電攻城戰(zhàn)土石壩的相關(guān)施工技術(shù)分析

2.1 構(gòu)筑土石壩所需要的主要建筑材料

在水利水電工程的壩體施工前要進(jìn)行科學(xué)的選址，在設(shè)計(jì)規(guī)劃中應(yīng)全面考慮其空間因素、時(shí)間因素以及質(zhì)量因素。在進(jìn)行土料的準(zhǔn)備工作時(shí)，應(yīng)準(zhǔn)備超過(guò)兩倍標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)量的材料。同時(shí)為了便于施工的開(kāi)展，要對(duì)存放場(chǎng)所進(jìn)行合理的選擇和控制。在存放過(guò)程中應(yīng)隨時(shí)對(duì)材料黏性進(jìn)行抽樣檢測(cè)，尤其是對(duì)防滲材料要嚴(yán)格注意檢查其含水性。由于土石壩工程的防滲性主要依賴(lài)于防滲材料的性能，所以必須保證材料的防滲參數(shù)達(dá)到設(shè)計(jì)要求。在施工中要保證壓實(shí)材料以及土料中所含的水量都達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，才能保證壩面強(qiáng)度符合施工要求。此外，嚴(yán)格控制過(guò)濾以及反濾材料要達(dá)到所要求的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)。并且在制作材料時(shí)可以根據(jù)實(shí)際情況添加其他材料，從而使材料的強(qiáng)度得到有效的增強(qiáng)。

在規(guī)劃料場(chǎng)時(shí)要注意保護(hù)其周邊環(huán)境的林業(yè)以及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，并為后續(xù)的壩體施工的質(zhì)量以及施工進(jìn)度提供良好的條件。因此，在規(guī)劃前應(yīng)實(shí)地考察目標(biāo)地域，從而合理地制定規(guī)劃方案以及開(kāi)采計(jì)劃，既要保證對(duì)開(kāi)采材料的充分利用，也要保證壩體施工的正常開(kāi)展。

2.2 土石壩施工材料的開(kāi)采加工技術(shù)

對(duì)土石料進(jìn)行開(kāi)采加工時(shí)，要對(duì)其作業(yè)程序進(jìn)行嚴(yán)格的管控。開(kāi)采前應(yīng)做好充分的準(zhǔn)備，對(duì)料場(chǎng)進(jìn)行區(qū)分劃定后對(duì)其表面雜物進(jìn)行清理。此外，還需要在料場(chǎng)中布置相應(yīng)的排水設(shè)施，以及合理安排物料運(yùn)輸?shù)牡缆?，使開(kāi)采出來(lái)的土石物料能夠順利的運(yùn)輸，防止由于交通不暢而對(duì)工程的施工的整體進(jìn)度造成不利的影響。

在開(kāi)采土料時(shí)主要有兩種開(kāi)采方法，即立采以及平采。立采通常是在對(duì)具有較厚土層的區(qū)域進(jìn)行開(kāi)采的主要方式。利用立采法能夠?qū)λ_(kāi)采土料的含水量進(jìn)行有效的控制，使其更加符合建筑標(biāo)準(zhǔn)。此外，立采法也適用于開(kāi)采具有較大差異性的土層。而在土層較薄的區(qū)域則應(yīng)主要使用平采的方式來(lái)進(jìn)行開(kāi)采。但在采用平采法時(shí)要注意土層的含水量，因?yàn)槠渫翆虞^薄，因此，一旦出現(xiàn)含水量超出設(shè)計(jì)要求的情況時(shí)就必須采取適當(dāng)?shù)拿撍幚泶胧?。?duì)土料進(jìn)行開(kāi)采前應(yīng)對(duì)料場(chǎng)進(jìn)行合理的劃分，并根據(jù)土層的實(shí)際情況來(lái)采取合理的開(kāi)采方式。

在開(kāi)采石料時(shí)，通常需要通過(guò)淺孔爆破以及機(jī)械破碎這兩種方法對(duì)直徑超標(biāo)的石塊進(jìn)行處理。采用機(jī)械爆破時(shí)主要是通過(guò)風(fēng)動(dòng)、錘破以及振沖等方式來(lái)對(duì)超徑塊石進(jìn)行破碎。另外，還可以通過(guò)吊車(chē)來(lái)對(duì)重錘進(jìn)行起吊，并利用重錘的下落勢(shì)能來(lái)?yè)羲槌瑥绞瘔K；還可以利用風(fēng)動(dòng)的手持鑿巖設(shè)備來(lái)通過(guò)淺孔爆破的方法破碎超徑碎石。

2.3 土石壩在施工過(guò)程中主要使用的機(jī)械設(shè)備

施工時(shí)應(yīng)根據(jù)施工的實(shí)際需要來(lái)選擇施工設(shè)備，保證施工的效率以及質(zhì)量。由于施工現(xiàn)場(chǎng)其作業(yè)環(huán)境往往比較惡劣，因此需要施工設(shè)備具有較高的耐受性和穩(wěn)定性。由于實(shí)際進(jìn)行操作施工的人員技術(shù)水平有限，因此所選用的施工設(shè)備在操作上應(yīng)盡量簡(jiǎn)單易行，以避免由于操作不當(dāng)而引起安全事故。在施工時(shí)，不同的設(shè)備間要能夠相互配合與協(xié)調(diào)，各自充分發(fā)揮出其性能。同時(shí)應(yīng)對(duì)施工設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控，保證施工的效率。

2.4 土石壩施工中的填筑以及壓實(shí)作業(yè)

2.4.1 土石壩工程的鋪土施工

在鋪土作業(yè)時(shí)應(yīng)按照軸線方向來(lái)開(kāi)展施工，鋪土?xí)r要保證鋪填均勻，為后續(xù)的平土施工創(chuàng)造良好的條件。鋪土?xí)r應(yīng)擊碎超徑石塊，同時(shí)要對(duì)冒出的石塊進(jìn)行剔除。在自卸車(chē)進(jìn)行作業(yè)時(shí)應(yīng)采取倒退鋪土的方式，以避免土料被過(guò)度壓實(shí)而出現(xiàn)剪切的情況。此外，作業(yè)車(chē)輛在通過(guò)反濾層的時(shí)候應(yīng)盡量防止沾染反濾料，以免其進(jìn)入到防滲體內(nèi)，對(duì)工程的整體質(zhì)量和安全造成不利的影響。

2.4.2 土石壩工程的平土施工

完成鋪土后就開(kāi)展平土施工。平土?xí)r應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)要求的厚度來(lái)仔細(xì)劃分平整層，逐層進(jìn)行平整施工。通?？梢圆扇±€的方法來(lái)對(duì)土層厚度進(jìn)行合理的控制，并在厚度確定后規(guī)劃平土施工的具體施工方案。目前在平土施工時(shí)主要采用機(jī)械作業(yè)方式。傳統(tǒng)的人工平土不僅效率低，而且受天氣的影響比較大，施工的進(jìn)度難以得到有效的保證。采用機(jī)械施工后，不僅施工效率和平整質(zhì)量比較高，而且受環(huán)境因素的影響也比較少。比較常用的平土設(shè)備是推土機(jī)，其具有良好的應(yīng)用效果。

2.4.3 土石壩工程的壓實(shí)作業(yè)

對(duì)土層進(jìn)行平整后，還需要進(jìn)一步壓實(shí)。輾壓機(jī)是目前比較常用的壓實(shí)機(jī)械。在進(jìn)行壓實(shí)時(shí)，輾壓機(jī)前進(jìn)的方向應(yīng)與壩體的軸線方向保持平行。另外，在施工中要對(duì)碾壓遍數(shù)進(jìn)行科學(xué)的控制，既要避免漏壓，也要避免過(guò)壓造成的剪切情況。壓實(shí)作業(yè)應(yīng)逐段開(kāi)展，對(duì)搭接長(zhǎng)度要進(jìn)行嚴(yán)格的控制，通常應(yīng)控制在50cm范圍內(nèi)。對(duì)于在施工中的接合部分應(yīng)選用夯實(shí)機(jī)來(lái)進(jìn)行施工。

2.4.4 土石壩工程的心墻以及反濾料的相關(guān)施工技術(shù)

在進(jìn)行心墻部分的施工時(shí)要注意心墻與砂殼在上升過(guò)程中要保持平衡。心墻如果上升太快，會(huì)導(dǎo)致干裂，影響施工的質(zhì)量。而砂殼如果上升的比較快，也會(huì)影響心墻的施工，并對(duì)施工的整體進(jìn)度造成不利的影響。在進(jìn)行防滲體以及反濾料的施工時(shí)，其填壓厚度每次都有區(qū)別，所以應(yīng)根據(jù)實(shí)際的需要來(lái)保證達(dá)到平起施工的效果，一般常采用土砂平起的施工方式。在實(shí)際施工時(shí)應(yīng)根據(jù)土料以及反濾料不同的填筑順序，相應(yīng)的采取先土后砂或者先砂后土的施工方法。在開(kāi)展塑性斜墻的施工時(shí)，砂殼的修筑高度如果無(wú)法達(dá)到設(shè)計(jì)高程的要求時(shí)應(yīng)重新填筑斜墻的土料。施工中應(yīng)盡量避免砂殼存在質(zhì)量缺陷而出現(xiàn)沉降不均勻的情況，這會(huì)使斜墻出現(xiàn)裂縫，影響整個(gè)工程的施工質(zhì)量和安全。

2.4.5 土石壩工程的組織施工

在開(kāi)展土石壩的施工時(shí)應(yīng)進(jìn)行科學(xué)的管理，在施工現(xiàn)場(chǎng)有多道施工工序和不同的工種，所涉及的機(jī)械設(shè)備也比較多，因此需要采取流水作業(yè)等組織方式來(lái)進(jìn)行施工作業(yè)，并對(duì)作業(yè)面進(jìn)行合理的劃分，對(duì)各個(gè)工序的施工隊(duì)伍進(jìn)行梯次組織，分別開(kāi)展施工作業(yè)。

3 結(jié)語(yǔ)

水利水電項(xiàng)目直接關(guān)系到我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，因此必須高度重視其施工技術(shù)和質(zhì)量。在工程建設(shè)中土石壩的相關(guān)施工技術(shù)具有比較明顯的優(yōu)勢(shì)，不僅能充分利用當(dāng)?shù)氐脑牧希移涫┕すに囈约昂笃诰S護(hù)都相對(duì)簡(jiǎn)單，有效地降低了施工的成本。雖然土石壩技術(shù)中還存在防滲方面的缺點(diǎn)，但是其仍然是具有較高使用價(jià)值的一種壩體構(gòu)筑方式。因此，需要施工單位和相關(guān)的技術(shù)人員對(duì)現(xiàn)有的施工技術(shù)不斷完善和創(chuàng)新，解決現(xiàn)有技術(shù)中的瓶頸問(wèn)題，充分發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)。此外，在施工中要科學(xué)組織，嚴(yán)格管理，提高施工的質(zhì)量和效率，從而為水利水電項(xiàng)目的整體工程質(zhì)量奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，為我國(guó)的經(jīng)濟(jì)建設(shè)創(chuàng)造良好的基礎(chǔ)設(shè)施環(huán)境。