水利水電工程土石方施工技術(shù)研究

高海偉

（中國水利水電第七工程局有限公司，四川 成都 610000）

引言

土石方施工在水利水電工程中占據(jù)的比重較高，且其質(zhì)量與效率直接關(guān)系著水利水電工程施工的整體成效。同時，受到當(dāng)前水利水電工程建設(shè)難度不斷提升的影響，土石方施工所面對著的施工要求更高，基于此，對水利水電工程土石方施工技術(shù)要點展開深入探究極為必要。

一、水利水電工程土石方施工技術(shù)的主要特點分析

現(xiàn)階段，水利水電工程的復(fù)雜程度有所提升，相應(yīng)施工技術(shù)在實際的應(yīng)用過程中主要顯現(xiàn)出以下幾項特征：第一，系統(tǒng)性與綜合性較強。水利水電工程涉及的專業(yè)領(lǐng)域與工作流程相對較多，且各個分項施工項目之間的聯(lián)系性較強，需要綜合考量多項因素規(guī)劃、落實施工，因此水利水電工程施工有著明顯的系統(tǒng)性與綜合性特點。第二，工程量大且條件復(fù)雜。水利水電工程的工作量較高，特別是土方石開挖量普遍保持在較高水平，且必須要在規(guī)定時間內(nèi)完成。同時，水利水電工程土石方施工在露天環(huán)境下展開，因此面對著較多因素影響，施工條件相對復(fù)雜。第三，對環(huán)境的影響程度較深。水利水電工程一般在自然水域周邊展開，因此極容易對周邊環(huán)境造成負(fù)面影響，破壞環(huán)境、水域污染等問題的發(fā)生概率偏高。

二、水利水電工程土石方施工的基本流程分析

第一，測量放線。在鋼卷尺、全站儀等工具設(shè)備的支持下，對水利水電工程土石方開挖邊線實施測量放線，并利用木樁、鋼樁等做出明顯標(biāo)識。此時需要重點保護樁點，一旦發(fā)現(xiàn)存在樁點位移情況，則必須及時組織復(fù)測。第二，基礎(chǔ)土方的挖掘。利用石方槽的形式展開基礎(chǔ)土方挖掘施工，此時，可以引入分層挖掘的模式，并參考設(shè)計要求對兩側(cè)工作面進行合理的拓寬處理；調(diào)整坡度，為現(xiàn)場排水創(chuàng)設(shè)更好條件。在此基礎(chǔ)上，還要控制開挖面坡度、開挖面平整度始終維持在合理范圍內(nèi)。第三，壩肩土方石的開挖。參考坡面平整度對土石方爆破系數(shù)進行確定，并在安全、高效完成爆破處理后組織人員或投放機械清除啞炮與現(xiàn)場危石。第四，邊坡修整。土石方挖掘施工完成后，若是基礎(chǔ)土方為基礎(chǔ)層，則可以直接進行邊坡修整；若是基礎(chǔ)土方為建筑物基礎(chǔ)層，則需要在人工整坡后組織壓實施工，促使整個基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的強度、密實度、承載力達(dá)到預(yù)設(shè)目標(biāo)。第五，回填土施工。碾壓試驗結(jié)果達(dá)標(biāo)后挖掘土料，保證其含水量維持在合理水平，并對土料實施攤鋪與碾壓處理；對碾壓情況展開抽樣檢測，一旦發(fā)現(xiàn)未達(dá)標(biāo)區(qū)域必須重新碾壓；填筑達(dá)到一定高度后組織測量放線，實施削坡，并嚴(yán)格控制表面平整程度、坡度滿足預(yù)期。

三、水利水電工程土石方施工關(guān)鍵技術(shù)的要點內(nèi)容探究

（一）土石方調(diào)配處理技術(shù)

1.土石方調(diào)配主要原則。在進行水利水電工程的土石方調(diào)配處理中，所有操作均需要圍繞以下幾項原則內(nèi)容展開：第一，同步落實開挖與填埋，盡量降低運倒次數(shù)，提升工作效率。第二，控制運輸距離與作業(yè)量，科學(xué)估算工程量并結(jié)合這一預(yù)估參數(shù)展開后續(xù)施工，盡可能縮減土石料運輸距離，控制水利水電工程施工成本造價。第三，還原耕地，避免對耕地造成嚴(yán)重破壞，維護耕地質(zhì)量。第四，統(tǒng)籌管理，從全局角度落實對土石方的合理調(diào)配，提升土石料的實際使用率。

2.土石方調(diào)配常用方法。第一，直接上壩法。在水利水電工程的規(guī)模相對較小時，直接上壩法更加適用，由于該方法可以明顯縮短土石料的運輸距離，因此在施工工期與成本控制方面可以達(dá)到更好水平。實踐中，需要相關(guān)施工人員對現(xiàn)場實際情況展開全面分析，判斷是否滿足直接上壩要求。第二，料場開采法。在水利水電工程的規(guī)模相對較大時，料場開采法更加適用，具體來說，就是在水利水電工程施工現(xiàn)場附近位置選定土石料開采場，在完成開采后直接運輸至工程施工現(xiàn)場。該方法可以更好、更迅速地滿足水利水電工程施工中對于土石料的需求。第三，中轉(zhuǎn)上壩法。在無法直接上壩的情況下，可以引入中轉(zhuǎn)上壩法落實對土石方的調(diào)配。具體而言，就是在土石方調(diào)配路徑中加設(shè)中轉(zhuǎn)站，并在此基礎(chǔ)上將土石方迅速調(diào)配至施工位置。此時，在設(shè)定中轉(zhuǎn)站時，要求對成本與施工便捷性進行綜合性考量，并盡可能促使中轉(zhuǎn)成本下降[1]。第四，中轉(zhuǎn)以及棄渣處理。土石方上壩后可能會在現(xiàn)場內(nèi)余留大量土石料，此時，出于對維護施工現(xiàn)場整潔性的考量，必須要將相應(yīng)土石料全部轉(zhuǎn)出現(xiàn)場，為其他施工工序的展開提供充足空間。在此過程中，可以使用中轉(zhuǎn)站對剩余土石進行暫時性保存，隨后根據(jù)實際情況做出后續(xù)處理，如轉(zhuǎn)讓或是報廢等等。

（二）土石方明挖技術(shù)

展開土石方明挖施工前，必須要對施工現(xiàn)場展開清理，剔除植物與表土，并在指定區(qū)域?qū)Ψ酵诰虺龅挠袡C土壤。在此基礎(chǔ)上，還要引入臨時性排水處理，規(guī)劃現(xiàn)場排水路徑措施，同時全面排除基坑積水并降低地下水位。同時，在完成施工測量、高程控制點與位置坐標(biāo)設(shè)立等工作后，即可組織土石方開挖施工。

在進行土方石開挖施工的過程中，需要重點落實“邊開挖邊防護”的處理措施，如果發(fā)現(xiàn)開挖區(qū)域的邊坡結(jié)構(gòu)存在穩(wěn)定性偏低的問題，則可以落實間隔分段開挖施工的方法；完成開挖后，針對邊坡位置，應(yīng)當(dāng)結(jié)合反鏟實施削坡處理。在針對河道兩岸的岸坡組織開挖前，應(yīng)當(dāng)預(yù)留出保護層（一般為50 厘米），并結(jié)合設(shè)計要求在邊坡上部位置開設(shè)永久性的山坡截水溝；此時，如果不能設(shè)置相應(yīng)截水溝，則需要在相應(yīng)邊坡面上開設(shè)臨時性截水溝，各個截水溝之間的距離為20 米，截水溝的斷面尺寸為30×40 厘米。

出于對維護施工安全性與施工質(zhì)量的考量，應(yīng)當(dāng)在水利水電工程土方石開挖施工中關(guān)注以下注意事項的把控：第一，針對容易風(fēng)化而出現(xiàn)崩解的土層，如果無法在開挖后及時組織回填處理，則要提前預(yù)留出保護層[2]。第二，進行壩基開挖時隨時控制坡勢，為現(xiàn)場排水的高質(zhì)量實現(xiàn)提供更好條件。第三，嚴(yán)禁在土方石開挖施工的過程中落實邊填筑邊開挖。第四，針對在壩體底部區(qū)域留存的砂礫石層，要結(jié)合方格網(wǎng)點的設(shè)置取樣檢驗，并綜合現(xiàn)實要求確定留存厚度與范圍，同時及時剔除不需要的部分。

（三）土石方爆破技術(shù)

在展開水利水電工程的土石方爆破施工中，必須要合理布設(shè)爆破點位，并結(jié)合潛孔鉆等設(shè)備完成鉆孔，保證整體爆破效果，也避免對其他巖體產(chǎn)生影響。目前，可以在土石方爆破施工中投放混裝炸藥車，促使在現(xiàn)場連續(xù)性、自動化的炸藥合成成為現(xiàn)實，以此達(dá)到強化土石方爆破成效的目標(biāo)。

需要注意的是，由于水利水電工程的施工環(huán)境復(fù)雜程度相對較高，且受到自然、人為等方面因素的影響更加常見，因此必須要在實施土石方爆破施工的過程中重點落實對危險源的全面、及時辨識，為后續(xù)土石方爆破施工管控工作的展開提供支持，并達(dá)到維護土石方爆破施工安全性與實效性的效果。就當(dāng)前水利水電工程的土石方爆破施工項目來看，常見的危險源包括物體打擊、車輛傷害、機械傷害、觸電、高處墜落、坍塌、火藥爆炸、其他傷害等等，可以應(yīng)用LEC 評價法完成對危險源的定性評價。此時，需要結(jié)合公式“D ＝L×E×C”完成對辨識出危險源的評價，其中，危險等級評價標(biāo)準(zhǔn)分值使用D 進行表示；發(fā)生事故的可能性大小使用L 進行表示；人員暴露于危險環(huán)境的頻繁程度使用E 進行表示；發(fā)生事故造成后果的嚴(yán)重程度使用C 進行表示。同時，若是得到的分值（即危險等級評價標(biāo)準(zhǔn)分值）高于320，判斷該危險源的危險等級為5 級，不可繼續(xù)展開爆破作業(yè)；若是得到的分值在320 與160 之間，判斷該危險源的危險等級為4 級，需要立即整改并在整改合格后繼續(xù)作業(yè)；若是得到的分值在160 至70 之間，判斷該危險源的危險等級為3 級，需要在整改合格后繼續(xù)作業(yè)；若是得到的分值在70 至20 之間，判斷該危險源的危險等級為2 級，要實時關(guān)注危險源；若是得到的分值不高于20，判斷該危險源的危險等級為1 級，此時的危險源包含在可以接受的范疇內(nèi)。

（四）土石方高邊坡加固技術(shù)

1.混凝土抗滑結(jié)構(gòu)的應(yīng)用。在展開滑坡治理工作中，出于對提升治理實效性的考量，可以引入抗滑樁，該樁體結(jié)構(gòu)在針對滑動傾角較緩情況下的治理中能夠發(fā)揮出更為理想的作用。實踐中，在混凝土擋土墻的支持下，可以實現(xiàn)對局部滑坡體的受力平衡狀態(tài)進行改善，達(dá)到控制變形程度的效果；在混凝土框架的支持下，能夠達(dá)到對滑坡體表層進行保護的效果，促使其整體性得到進一步增強，規(guī)避地表水大量滲入，也可以減少風(fēng)化。在實際的土石方高邊坡加固施工中，可以利用混凝土抗滑結(jié)構(gòu)配合耕植草本植物的方式，以此收獲更為理想的邊坡治理成效[3]。2.錨固技術(shù)的應(yīng)用。在待加固區(qū)域假設(shè)預(yù)應(yīng)力錨索，以此實現(xiàn)錨固。相比于其他土石方高邊坡加固技術(shù)而言，錨固技術(shù)對巖體結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生的破壞性程度普遍維持在較低水平，同時承載力、受力的可靠性更高?，F(xiàn)階段，在壩體加固處理、巖體邊坡加固處理等方面，應(yīng)用錨固技術(shù)的常見性更高。3.接茬搭接處理措施的應(yīng)用。即邊坡與土方填筑中的接茬搭接處理，以此保證邊坡填筑的密實程度始終保持在合格水平，同時邊線精確程度也滿足標(biāo)準(zhǔn)。在進行接茬搭接處理時，要求每層搭建之間要錯開一定距離，同時還需要對接茬位置落實高質(zhì)量的沖擊碾壓。

（五）土石壩施工技術(shù)

土石壩施工技術(shù)在當(dāng)前的水利水電工程中得到廣泛性應(yīng)用，且整體結(jié)構(gòu)、施工工序簡單，因此有著極高的應(yīng)用價值，在適應(yīng)能力方面也表現(xiàn)出理想優(yōu)勢。通常情況下，可以將土石壩施工技術(shù)細(xì)化為四方面內(nèi)容，具體如下：

第一，料場的規(guī)劃布置。參考水利水電工程在施工質(zhì)量、成本造價、工期等方面的要求完成對料場的規(guī)劃，盡可能降低土石壩施工對周邊環(huán)境造成的負(fù)面影響。同時，在構(gòu)建料場時，還要綜合考量水文地質(zhì)條件、力學(xué)性能等因素，保證現(xiàn)場的布置可以切實滿足水利水電工程施工在土方石儲量、壩體施工等方面的現(xiàn)實需求。

第二，土石料的加工方式。剔除不達(dá)標(biāo)表層土，重點落實對土石料含水量的控制，保證在進行填筑壓實處理中土石料的含水量數(shù)值始終維持在可控范圍內(nèi)。如果含水量較高，則需要引入蒸發(fā)、翻曬、烘烤、摻料等方式降低土石料中的含水量[4]；如果含水量偏低，則需要引入加水處理的方式提升土石料中的含水量。

第三，土石料的運輸。及時組織對土石料的運輸處理，確保土石料可以及時進入施工現(xiàn)場，為壩面平料與壓實工序的高效展開提供支持，提升施工效率。實踐中，需要切實參考水利水電工程現(xiàn)場施工條件、設(shè)備條件等因素選取合適的土石料運輸方式，并盡量縮減轉(zhuǎn)運次數(shù)，實現(xiàn)為水利水電工程施工不間斷、穩(wěn)定且充足地提供材料來源。

第四，填筑施工。提前設(shè)計施工規(guī)劃，并結(jié)合流水線施工模式展開土石壩面施工，防止各個分項施工作業(yè)之間產(chǎn)生干擾，保持施工速度與質(zhì)量在理想水平。在此過程中，可引入平起填筑施工處理方法，促使接坡、接縫等工序的展開數(shù)量降低；填筑可使用分層夯實的方法完成，設(shè)定一定厚度的土石填筑層，逐層夯擊預(yù)壓，以此到達(dá)增強土石料密實程度與強度的效果，避免土石料發(fā)生嚴(yán)重變形。

總結(jié)

綜上所述，現(xiàn)階段，水利水電工程的復(fù)雜程度有所提升，相應(yīng)工程中的土石方施工技術(shù)的系統(tǒng)性、綜合性、復(fù)雜性較強，需要進行著重探究與把控，以此實現(xiàn)對水利水電工程土石方施工質(zhì)量與效率的維護。實踐中，在明確土石方施工主要流程的基礎(chǔ)上，通過對土石方調(diào)配處理、土石方明挖、土石方爆破、土石方高邊坡加固、土石壩施工這些施工技術(shù)要點的把握與推行，提升了水利水電工程土石方施工的安全性與現(xiàn)實成效，促進了水利水電工程土石方施工的升級。