水利水電工程中土石壩施工技術(shù)探討

丁海濤

摘 要：近年來，我國的水利水電事業(yè)取得了很大的進(jìn)步，相應(yīng)的對(duì)于施工的質(zhì)量水平也提出了更高的要求。在水利水電工程的建設(shè)發(fā)展過程中，土石壩施工技術(shù)是較為普遍且常用的一種技術(shù)，它具有明顯的特征，不僅可以顯著地提高工程施工效率，還有利于降低施工成本，對(duì)最終施工質(zhì)量的良好具有保證作用。文章首先對(duì)土石壩施工技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行簡(jiǎn)單分析，進(jìn)而詳細(xì)論述了水利水電工程中土石壩施工技術(shù)的要求，以期為未來該領(lǐng)域的發(fā)展提供借鑒和參考。

關(guān)鍵詞：水利水電工程；土石壩；施工技術(shù)

中圖分類號(hào)：TV52 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2018）21-0141-02

Abstract： In recent years， China's water conservancy and hydropower industry has made great progress， corresponding to the construction of the quality level also put forward higher requirements. In the process of construction and development of water conservancy and hydropower projects， earth-rockfill dam construction technology is a more common and commonly used technology， it has obvious characteristics， not only can significantly improve the efficiency of engineering construction， but also help to reduce the cost of construction. It can guarantee the good quality of the final construction. In this paper， the advantages and disadvantages of earth-rockfill dam construction technology are analyzed， and then the requirements of earth-rockfill dam construction technology in water conservancy and hydropower projects are discussed in detail， in order to provide reference for the future development of this field.

Keywords： water conservancy and hydropower project； earth-rock dam； construction technology

在水電工程的發(fā)展歷史當(dāng)中，土石壩施工技術(shù)具有著長(zhǎng)久的發(fā)展歷程。跟隨著科學(xué)技術(shù)的全面進(jìn)步，土石壩以其獨(dú)特的施工技術(shù)優(yōu)勢(shì)，在我國的壩工建筑領(lǐng)域，一直處于領(lǐng)先的地位。近年來，隨著壩工施工的進(jìn)程加快，土石壩施工技術(shù)被廣泛地應(yīng)用于低壩和高壩的建設(shè)當(dāng)中。它在投入和使用的過程中，表現(xiàn)出了良好的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，因此，被使用的頻率也越來越高。在發(fā)展的歷程中，施工技術(shù)取得了巨大的進(jìn)步，相應(yīng)而來的是促進(jìn)了機(jī)械設(shè)備的改進(jìn)和建筑材料的日益完善。

土石壩在施工過程中，所使用的材料為就地取材，均為開挖出來的各種石料、土料以及混合材料。而土石壩的具體作業(yè)，就是把開挖出來的材料，首先進(jìn)行拋填，再通過機(jī)械碾壓的形式，堆砌成擋水壩。根據(jù)堆筑材料的不同，可以將壩體分為三類，即以砂礫和土為原材料的土壩；以石料和石渣為主的堆石壩；還有就是以土料和石料混合而成的土石混合壩。作為最常用的土石壩施工，根據(jù)施工方法的不同，可以具體的分為：碾壓式土石壩、沖填式土石壩、定向爆破土石壩以及水中填土土石壩等等。在上述的幾種土石壩類型中，碾壓式土石壩是最常用的。由于其經(jīng)過碾壓，使得壩體具有了抗變形的優(yōu)點(diǎn)，而且，對(duì)于具體的基礎(chǔ)施工要求并不高。根據(jù)壩的高度可以將土石壩分成低壩、中壩以及高壩三種類型。但是高筑的方法是近代漸漸崛起的。根據(jù)土料在壩體中的分配與防滲體的材料又可以分為均質(zhì)壩、土質(zhì)心墻壩、土質(zhì)斜墻壩以及人工材料心墻壩等多種類型。

1 土石壩技術(shù)的概念

現(xiàn)如今，我國的水利水電事業(yè)取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步，而且隨著施工技術(shù)水平的不斷提高，施工機(jī)械的更新?lián)Q代，整體的施工建設(shè)正在朝著現(xiàn)代化的方向發(fā)展。各項(xiàng)施工技術(shù)的發(fā)展，為具體的施工質(zhì)量提供了有效保障。在壩體建筑中，土石壩為最常見的建筑類型，而土石壩施工技術(shù)也是被應(yīng)用的最廣泛的水電工程技術(shù)。根據(jù)不同的施工特點(diǎn)，可以把土石壩分為中填式土壩以及定向爆破式土壩等類型，其主要的原材料為土石以及混合材料。

2 土石壩的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)

2.1 優(yōu)點(diǎn)

土石壩的原材料除了就地取材之外，還可以從當(dāng)?shù)氐牟牧蠌S進(jìn)購。它擺脫了鋼筋混凝土材料體積和重量大的缺點(diǎn)，為建筑運(yùn)輸節(jié)省了一定的成本。土石壩的簡(jiǎn)便施工工藝，使得它的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)具有明顯的優(yōu)勢(shì)。這樣的施工優(yōu)勢(shì)，不僅降低了整體施工的難度，而且也為日后維護(hù)和養(yǎng)護(hù)工作提供了便利。如果日后想對(duì)壩體進(jìn)行擴(kuò)建和改造，土石壩自身的施工難度系數(shù)還是比較低的。土石壩主要的原料為土石和混合材料，因此它自身的抗變形能力比較高，所以，對(duì)于地基的要求相對(duì)比較低。正是因?yàn)樯鲜龅倪@些優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)，使得土石壩施工技術(shù)在水電工程的建設(shè)中得到越來越廣泛的應(yīng)用。

2.2 缺點(diǎn)

土石壩在攔截洪水上面，也有自己的缺點(diǎn)，表現(xiàn)為并不能對(duì)洪水完全的攔截，需要額外的修筑溢洪道。另外，在倒流操作上面，從施工容易度角度來講，也不如堆砌石或混凝土壩體。而且，應(yīng)用于填筑的土料黏度，很容易受到天氣變化的影響。此外，土石壩在施工過程中，極易出現(xiàn)沉陷的現(xiàn)象。由于上述因素的影響，使得壩面的平整度也不是很理想。

3 水利水電工程中土石壩的施工技術(shù)分析

3.1 布置施工材料

在施工的具體過程中，材料的把控是十分重要的環(huán)節(jié)，它不僅直接關(guān)系到施工的質(zhì)量問題，同時(shí)對(duì)施工的進(jìn)度也會(huì)產(chǎn)生影響。因此，施工時(shí)材料的把控要嚴(yán)加注意。在施工開始之前，要嚴(yán)格按照施工質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，來選取合理的材料布置場(chǎng)地。首先，交通條件要便利，這樣方便材料進(jìn)場(chǎng)。其次是考量此處是否具有充足的原材料資源可供挖掘。其中，最重要的一點(diǎn)就是要保證原材料的質(zhì)量?jī)?yōu)質(zhì)。材料質(zhì)量的好壞，直接關(guān)系到整體的施工質(zhì)量和水平，它是關(guān)系到工程建設(shè)能否順利進(jìn)行的關(guān)鍵。在正式施工之前，應(yīng)該從多角度進(jìn)行考量，要對(duì)建筑材料進(jìn)行整體的規(guī)劃。從時(shí)間上面，把握住施工的強(qiáng)度和整體進(jìn)度，從空間上，對(duì)壩體和建筑材料的堆筑位置，進(jìn)行整體部署。

3.2 填筑施工技術(shù)

土石壩的施工程序包括基礎(chǔ)鋪料，材料攤鋪，作業(yè)面灑水，土石壓實(shí)，以及質(zhì)檢等程序。在土石壩的施工作業(yè)中，包含各種工種，而且工序比較復(fù)雜，在狹窄的作業(yè)面上，機(jī)械設(shè)備也比較多。因此，在施工時(shí)要有適當(dāng)?shù)氖┕ひ?guī)劃。由于壩面施工的繁雜，最好采用流水作業(yè)施工的形式，這樣才能保證施工進(jìn)度的有序進(jìn)行。進(jìn)行流水作業(yè)時(shí)要注意，應(yīng)該根據(jù)工序的不同對(duì)壩面采取分段施工，然后分別組織施工隊(duì)進(jìn)入到各自的作業(yè)段。在施工中一般來說都是采用平起填筑施工的方法。這種方法的好處就是可以有效的減少接縫、削坡等工序，有效的保證了填筑質(zhì)量；還要保證了有盡可能大的碓石的填筑面，這樣有利于大型的機(jī)械進(jìn)行施工。

3.3 土石料的加工

土石料加工的環(huán)節(jié)比較簡(jiǎn)單，首先需要清除表層，然后再把不合格的材料剔除出去，接下來即可進(jìn)行土壩填筑。但在此過程中，由于土料的面積大和吸水性較強(qiáng)的特點(diǎn)，也對(duì)施工產(chǎn)生很大的影響。所以土料的含水量也需要通過相關(guān)技術(shù)手段來降低。比如可以采用翻曬等自然蒸發(fā)的手段，也可以采用烘烤的形式，或者還可以摻料，以此達(dá)到降低含水量的目的。如遇特殊要求，需要提高材料含水量，則可以通過料場(chǎng)加水以及料堆加水的方法來實(shí)現(xiàn)。在篩選土石料的時(shí)候，如果超徑石所含的比重比較小，則可以使用樁耙的堆土機(jī)對(duì)其進(jìn)行清除，等到填筑面逐漸平整之后，再進(jìn)行后續(xù)的清除工作。如果在土石材料中，超徑石占有很大比重的話，則可以使用料斗，然后再加入相應(yīng)的蓖條，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)土石料的過濾篩選。還可以使用高坡下料的方法，運(yùn)用粗細(xì)分離的方法，把大粒徑石料去除出去。塊石料的開采，可以在石料場(chǎng)來開采完成，另外，也可以結(jié)合建筑物進(jìn)行開挖。

3.4 砂礫石料與堆石料的開采

在自然界中，廣泛地分布著砂礫石料，并且，在大多數(shù)的地方都可以開采。石料的分布有著自己顯著的特點(diǎn)，有的在陸地，有的在水下，根據(jù)分布位置的不同，需要采取水下開采和陸上開采的形式。堆石料的開采過程稍顯復(fù)雜，主要的開采方法為深孔階梯式的爆破方法。但是，在爆破開采的過程當(dāng)中，開采出來的石料規(guī)格是大小不一的。這時(shí)候就要考慮到實(shí)際施工的需要，對(duì)超大徑的石料進(jìn)行潛孔爆破處理，對(duì)于小徑的石料，可以運(yùn)用機(jī)械將其粉碎。

3.5 反濾層施工

反濾層的填筑方法，大體可分為削坡體、檔板法及土、砂松坡接觸平起法三類。土、砂松坡接觸平起法能適應(yīng)機(jī)械化施工，填筑強(qiáng)度高，可做到防滲體、反濾料與壩殼料平起填筑，均衡施工，被廣泛采用。由于在施工的時(shí)候，反濾層填筑和防滲體土料的填筑，有自己的分配順序，且搭接的方式不盡相同，因此可以采取先砂后土的方法，或者是先土后砂的方法。

3.6 結(jié)合部位施工

在整體施工過程中，壩體的土料與周邊建筑的接縫，以及岸坡，還有地基有著密切的聯(lián)系。由于填筑的過程是分段、分層來進(jìn)行的，同時(shí)也為了滿足土石壩特有的施工方法，因此，最好設(shè)置縱橫向的接坡、接縫。但是如果有太多處進(jìn)行接縫和接坡，會(huì)給機(jī)械化施工帶來不便，也會(huì)影響壩體的整體施工質(zhì)量，更會(huì)降低壩體的實(shí)際填筑強(qiáng)度。

4 結(jié)束語

在水利水電施工過程中，土石壩施工技術(shù)得到了越來越廣泛的應(yīng)用。同時(shí)，它對(duì)于施工的質(zhì)量水平也具有很高的要求。因此，為了確保整體施工質(zhì)量的優(yōu)良，相關(guān)施工單位在實(shí)際施工之前，要進(jìn)行合理的方案設(shè)計(jì)。而對(duì)起基礎(chǔ)作用的材料更要嚴(yán)格把控，使其達(dá)到施工質(zhì)量的規(guī)范要求。在經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展的今天，水利水電工程施工中，對(duì)于技術(shù)水平也提出了更高的要求。這就需要不斷地更新技術(shù)和設(shè)備，從根本上來改善整體施工質(zhì)量水平。文章從具體的施工要點(diǎn)，進(jìn)行了較為詳細(xì)的論述，以期為未來該項(xiàng)施工技術(shù)的發(fā)展提供參考。

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