水利水電工程中的土石壩施工技術(shù)研究

靳尚 閆磊

摘 要：土石壩技術(shù)是水利水電工程施工中一項(xiàng)應(yīng)用較為常見的施工技術(shù)，具有就地取材、低造價(jià)成本、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工序流程簡(jiǎn)略、施工效率高等諸多應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。但在部分工程施工中，受人為因素影響出現(xiàn)各類土石壩施工質(zhì)量問(wèn)題與安全問(wèn)題。因此，本文對(duì)土石壩施工技術(shù)工序流程與管理要點(diǎn)開展探討，以提高工程施工的規(guī)范性與技術(shù)應(yīng)用的合理性。

關(guān)鍵詞：水利水電工程;土石壩施工技術(shù);工序流程

1 引言

土石壩具有很多優(yōu)勢(shì)，是一種常見壩型，現(xiàn)已在水利水電工程項(xiàng)目建設(shè)中得到了有效應(yīng)用。在土石壩施工過(guò)程中，施工人員需要嚴(yán)格按照施工要求進(jìn)行施工，并加強(qiáng)土石壩施工質(zhì)量管理，以獲取更高社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益，為水利水電行業(yè)的發(fā)展提供支持，文章對(duì)水利水電工程中土石壩施工技術(shù)進(jìn)行了研究。

2 水利工程土石壩施工主要內(nèi)容

按施工方法，可將土石壩分成以下幾種類型：碾壓式土石壩、水中填土土石壩、水力沖填土石壩、定向爆破修筑土石壩。目前碾壓式土石壩比較普遍，它的施工主要包括以下四項(xiàng)內(nèi)容：其一，準(zhǔn)備工作，如現(xiàn)場(chǎng)的四通一平，建設(shè)臨時(shí)用房和排水清基;其二，基本作業(yè)，即對(duì)土石料進(jìn)行開采、裝車、運(yùn)輸、卸車和壩面作業(yè);其三，輔助作業(yè)，如對(duì)施工場(chǎng)地進(jìn)行清理，在料堆上清除粒徑不滿足要求的石塊及雜物，為壩面施工工作臨時(shí)或永久排水，在層間進(jìn)行刨毛等;最后為附加作業(yè)，如對(duì)壩坡進(jìn)行修整，可采取鋪設(shè)草皮或砌筑護(hù)面磚方式[1]。

3 土石壩施工技術(shù)工序流程與施工要點(diǎn)

3.1 筑壩料場(chǎng)規(guī)劃階段要點(diǎn)

在水利水電工程土石壩施工階段中，需要開展施工準(zhǔn)備工作，例如工程壩基挖掘作業(yè)、壩基兩側(cè)岸坡處理作業(yè)等。將壩基表面所分布的各類雜質(zhì)、障礙物進(jìn)行清理，明確壩基挖掘與清理作業(yè)順序。開展壩基清理作業(yè)，隨后自上而下開展壩基挖掘作業(yè)，有效控制壩基兩側(cè)岸坡的坡度。在筑壩料場(chǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)階段中，應(yīng)對(duì)水利水電工程施工區(qū)域周邊環(huán)境開展地質(zhì)勘察作業(yè)，探測(cè)不同區(qū)域中土石料的分布情況、儲(chǔ)量;在地質(zhì)勘察報(bào)告基礎(chǔ)上對(duì)筑壩料場(chǎng)制定開采計(jì)劃;同時(shí)對(duì)筑壩料場(chǎng)規(guī)劃與開采計(jì)劃開展優(yōu)化設(shè)計(jì)工作。在空間層面上，對(duì)不同筑壩料場(chǎng)的規(guī)劃需要遵循短運(yùn)輸距離、適中料場(chǎng)水平高度、筑壩料場(chǎng)全方位分布、安全間隔距離等原則。具體來(lái)講，則是優(yōu)先選擇規(guī)劃與壩基施工現(xiàn)場(chǎng)距離較短、水平高度較低、在壩基施工區(qū)域四周分散分布、周邊一定距離內(nèi)沒(méi)有分布建筑物、群眾的土石料場(chǎng)，從而降低土石料運(yùn)輸時(shí)間、避免運(yùn)輸事故與安全事故出現(xiàn)、降低施工干擾[2];在時(shí)間層面上，綜合分析季節(jié)的變幻對(duì)土石料場(chǎng)蓄水高度的影響，優(yōu)先對(duì)水平分布高度較低、容易被淹的土石料場(chǎng)進(jìn)行開采;在數(shù)量層面上，需要確保土石料探明儲(chǔ)量的總量高于土石壩施工對(duì)土石料的最高需求量，并確保不同階段土石料開采計(jì)劃中的開采將可滿足不同施工階段的強(qiáng)度、對(duì)土石料的需求量;在廢料處理層面上，在土石料場(chǎng)規(guī)劃、開采計(jì)劃制定的同時(shí)，也需要對(duì)廢棄料的堆料地點(diǎn)、處理方式加以分析。

3.2 土料的挖掘運(yùn)輸

土石壩施工過(guò)程中的料場(chǎng)開挖、壩體平料和壓實(shí)過(guò)程需要投入大量機(jī)械設(shè)備作為支持，實(shí)現(xiàn)施工的綜合化、機(jī)械化，尤其注重土石料運(yùn)輸，提高土石壩強(qiáng)度。同時(shí)，技術(shù)人員需要考慮壩體結(jié)構(gòu)、壩體強(qiáng)度要求、土石料性質(zhì)和運(yùn)輸距離等各項(xiàng)影響因素，確定挖掘、運(yùn)輸和上壩方式，如采砂船挖掘、膠帶機(jī)運(yùn)輸和自卸汽車上壩。

3.3 土石料鋪料及整平

（1）土石料鋪料按照與壩軸線相平行的方向進(jìn)行，由自卸汽車進(jìn)入到防滲體中采取進(jìn)入占法倒退的方式鋪料。（2）嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求的厚度進(jìn)行鋪料與整平是達(dá)到理想壓實(shí)效果的重要前提。（3）考慮到黏性土料實(shí)際含水量相對(duì)較低，故需要在料場(chǎng)中進(jìn)行加水;而對(duì)于非黏性涂料，應(yīng)避免在運(yùn)輸過(guò)程中水分大量散失，運(yùn)輸?shù)綁蚊婧筮m量加水。對(duì)于砂礫料與石料，均在壓實(shí)之前適量加水，以保證壓實(shí)質(zhì)量[3]。（4）采用光面壓實(shí)機(jī)具進(jìn)行碾壓的土層，需要做好刨毛處理，確保層間良好結(jié)合，刨毛的深度一般按3～5cm嚴(yán)格控制。

3.4 土石壩筑壩階段要點(diǎn)

研究施工人員選擇適當(dāng)?shù)男读戏绞皆趬位┕^(qū)域中將所運(yùn)輸?shù)?、?jīng)過(guò)壓實(shí)處理后的土石料進(jìn)行卸載，隨后操縱推土機(jī)等施工機(jī)械設(shè)備將壩基施工區(qū)域中所分布的土石料加以平整攤鋪。施工人員操縱相應(yīng)施工機(jī)械設(shè)備對(duì)所攤鋪的土石料反復(fù)開展逐層碾壓施工作業(yè)，確保不同土石壩筑層的厚度、密實(shí)度、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性與防滲性能均符合施工要求。在這一階段中，土石壩施工現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境較為復(fù)雜，因此，需要提前制定出全面化、體系化的筑壩施工計(jì)劃。采用流水線形式開展土石壩筑壩施工作業(yè)，為規(guī)避筑壩漏壓施工問(wèn)題的出現(xiàn)，可選擇操縱施工機(jī)械設(shè)備開展重疊碾壓施工作業(yè)。在應(yīng)用后退卸料方法時(shí)，可提高對(duì)土石料卸載的控制程度，確保將土石料相對(duì)均勻地鋪灑在壩基施工區(qū)域中。

3.5 壩基與岸坡處理

在清理壩基、岸坡、鋪蓋地基的過(guò)程中，相關(guān)人員需要及時(shí)地清理雜物、構(gòu)筑物等，并有效地處理水井、泉眼、地道和洞穴等內(nèi)容。在本工程項(xiàng)目建設(shè)中，相關(guān)技術(shù)人員需要利用推土機(jī)進(jìn)行剝離和鋪蓋，由裝載機(jī)配合自卸卡車出渣，并安排相關(guān)人員及時(shí)清理坡面和局部松散的復(fù)渣，由左側(cè)深槽位置清理到強(qiáng)風(fēng)化巖石位置，還需要在粘土心墻位置回填低標(biāo)號(hào)的混凝土，其余低洼位置需要分層回填新鮮石渣。通常情況下，粘土心墻位置的清基深度需要控制在2m，壩殼位置的清基深度一般在0.8～1.0m，需要清除這一區(qū)域的樹根、草皮、腐殖土、疏松土和墓穴，相關(guān)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)要求右側(cè)岸坡清理后的最陡坡比是1：1.2。除此之外，相關(guān)部門需要引進(jìn)機(jī)械、人工配合清理水塘、洼池和深槽，并分層進(jìn)行回填和壓實(shí)，在填筑整個(gè)土質(zhì)壩基之前進(jìn)行碾壓。

3.6 雨季填筑注意事項(xiàng)

在雨季填筑施工中，應(yīng)充分注意下列要點(diǎn)：心墻和斜墻土石方填筑表面宜向上游的方向小幅傾斜，對(duì)于均質(zhì)壩，則可在中間凸起的基礎(chǔ)上，兩端向上游和下游分別小幅傾斜，以此為雨水的排匯創(chuàng)造良好條件。施工時(shí)應(yīng)加強(qiáng)雨前預(yù)報(bào)，在降雨前利用汽車對(duì)壓實(shí)層上的松土進(jìn)行碾壓，同時(shí)注意使填筑表面保持平整，避免產(chǎn)生積水[4]。切實(shí)加強(qiáng)壩面防護(hù)，在降雨和雨后都不允許踩踏壩面，也不允許車輛通行，只有在經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的晾曬后，才可以復(fù)工。在較為狹窄的場(chǎng)面，可通過(guò)塑料布的覆蓋來(lái)防雨。降雨前，需將大型機(jī)械設(shè)備移動(dòng)到填筑面以外。加強(qiáng)坡面保護(hù)，避免坡面受到雨水的沖刷而失穩(wěn)滑動(dòng)。

4 結(jié)語(yǔ)

土石壩是我國(guó)水利水電工程中應(yīng)用較為常見的一項(xiàng)施工技術(shù)，技術(shù)應(yīng)用情況直接影響到整體工程施工質(zhì)量及效率。對(duì)土石壩施工技術(shù)在不同施工階段中應(yīng)用流程的明確標(biāo)注、預(yù)防各類施工問(wèn)題的出現(xiàn)、結(jié)合實(shí)際施工情況、開展規(guī)范化施工建設(shè)，并對(duì)整體工序流程進(jìn)行嚴(yán)格把控，是優(yōu)化技術(shù)施工質(zhì)量的主要途徑與必由之路。

參考文獻(xiàn)：

[1] 郭友波.水利工程中土石壩的施工技術(shù)與方法[J].黑龍江科學(xué)，2018，9（12）：148-149.

[2] 何英，楊永.水利水電工程中土石壩施工技術(shù)探討[J].中國(guó)戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)，2018（16）：133.

[3] 徐立波.水利水電工程中土石壩施工控制要點(diǎn)[J].河南科技，2018（11）：76-78.

[4] 何玉娟.水利水電工程中土石壩施工技術(shù)探討[J].農(nóng)民致富之友，2018（03）：70.