摘要：土石壩因以土石為主要施工原料而得名，是目前世界壩工建設(shè)工程中應(yīng)用最為廣泛和發(fā)展最快的一種壩型，在我國(guó)，土石壩的比例已占到百分之九十多。有著發(fā)展的廣闊前景。文章通過對(duì)土石壩的施工技術(shù)相關(guān)問題進(jìn)行了論述，以供相關(guān)人士參考。

關(guān)鍵詞：土石壩；施工技術(shù)；控制要點(diǎn)

中圖分類號(hào)：F407.9文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

引言

土石壩泛指由當(dāng)?shù)厥苛稀⑹匣蚧旌狭?，?jīng)過拋填，輾壓等方法堆筑成的擋水壩。由于其具有就地取材，對(duì)壩基地質(zhì)條件要求不高，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，節(jié)約三材和易于施工等優(yōu)點(diǎn)，已成為目前壩工建設(shè)工程中應(yīng)用最為廣泛和發(fā)展最快的一種壩型。尤其是在我國(guó)，土石壩的比例已占到百分之九十多。隨著土石壩施工大型、高效機(jī)械的運(yùn)用，壩體防滲結(jié)構(gòu)和材料的不斷改進(jìn)，施工上陣人數(shù)的大量減少，施工工期的進(jìn)一步縮短以及施工費(fèi)用的顯著降低等，為土石壩的發(fā)展開辟了廣闊前景。當(dāng)今國(guó)內(nèi)外不僅中低壩廣泛采用土石壩，而且興建的高土石壩也越來(lái)越多。自上世紀(jì)70年代以來(lái)，世界各國(guó)興建的土石壩無(wú)論數(shù)量上還是高度上，都超過了混凝土壩；特別是近20年來(lái)，土石壩的經(jīng)濟(jì)性和快速施工，已成為壩工建設(shè)中具有很強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)力的一種壩型，更是使土石壩“錦上添花”。

1 土石壩的分類

土石壩按壩高可分為：低壩、中壩和高壩。低壩：H<30m；中壩：H=30～70m；高壩：H>70m。

土石壩按其施工方法可分為：碾壓式土石壩，沖填式土石壩，水中填土壩和定向爆破堆石壩等，其中應(yīng)用最為廣泛的是碾壓式土石壩。

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以下幾種主要類型：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。

2 土石壩的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)

2．1 優(yōu)點(diǎn)

(1)就地取材，節(jié)省鋼材、水泥、木材等重要建筑材料，從而減少了建壩過程中的遠(yuǎn)途運(yùn)輸。(2)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于維修和加高、擴(kuò)建。(3)壩身是土石散粒體結(jié)構(gòu)，有適應(yīng)變形的良好性能，因此對(duì)地基的要求低。(4)施工技術(shù)簡(jiǎn)單，工序少，便于組合機(jī)械快速施工。

2．2 缺點(diǎn)

壩頂不能溢洪，一般要另設(shè)溢洪設(shè)施；施工導(dǎo)流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

料場(chǎng)的合理規(guī)劃與使用，直接關(guān)系到壩體的施工質(zhì)量、工期和工程投資，而且還會(huì)影響到工程的生態(tài)環(huán)境和國(guó)民經(jīng)濟(jì)其他部門，因此施工前應(yīng)從空間、時(shí)間、質(zhì)與量等方面，對(duì)料場(chǎng)進(jìn)行綜合規(guī)劃、全面布局、充分論證，確保料場(chǎng)布置合理。

空間規(guī)劃，系指對(duì)料場(chǎng)位置、高程的恰當(dāng)選擇，合理布置；時(shí)間規(guī)劃，是要考慮施工強(qiáng)度和壩體填筑部位的變化；質(zhì)與量的規(guī)劃，應(yīng)對(duì)地質(zhì)成因、產(chǎn)狀、埋深、儲(chǔ)量以及各種物理力學(xué)指標(biāo)進(jìn)行全面勘探和試驗(yàn)。不僅應(yīng)使料場(chǎng)的總儲(chǔ)量滿足壩體總方量的要求，而且應(yīng)滿足施工各個(gè)階段最大上壩強(qiáng)度的要求。料盡其用，充分利用永久和臨時(shí)建筑物基礎(chǔ)開挖碴料。

3．2 土石料加工

3.2.1 土料加工

清除表層及不合格料后的上山料場(chǎng)的土料均可上壩填筑，但由于粘土顆粒小，比表面積大，親水性強(qiáng)，水對(duì)土料工程性能影響大，填筑壓實(shí)有最佳狀態(tài)的最優(yōu)含水率問題，鑒于有此特點(diǎn)，要求對(duì)土料的含水率進(jìn)行控制，必要時(shí)按規(guī)范進(jìn)行水份調(diào)節(jié)處理，保證在填筑壓實(shí)時(shí)含水率在最優(yōu)含水率土2％左右為合格料。調(diào)整土料含水量有兩種方法。

（1）降低土料含水量的方法有挖裝運(yùn)卸中的自然蒸發(fā)、翻曬、摻料、烘烤等方法。（2）提高土料含水量的方法有在料場(chǎng)加水，料堆加水，在開挖、裝料．運(yùn)輸過程中加水。礫質(zhì)土中超徑石含量不多時(shí)，常用裝耙的堆土機(jī)先在料場(chǎng)中初步清除，然后在壩體填筑面上進(jìn)行填筑平整時(shí)再作進(jìn)一步清除；當(dāng)超徑石的含量較多時(shí)，可用料斗加設(shè)蓖條篩(格篩)或其他簡(jiǎn)單篩分裝置加以篩除，還可采用從高坡下料，造成粗細(xì)分離的方法清除粗粒徑。粗粒徑較大的過渡料宜直接采用控制爆破技術(shù)開采，對(duì)于較細(xì)的、質(zhì)量要求高的反濾料，墊層料則可用破碎、篩分、摻和工藝加工。

3.2.2 砂礫石料和堆石料開采

（1）砂礫石料開采：陸上開采、水下開采兩種方法。（2）塊石料開采：結(jié)合建筑物開挖或由石料場(chǎng)開采，開采的布置要形成多工作面流水作業(yè)方式。開采方法一般采用深孔梯段爆破，特定目的使用洞室爆破。（3）超徑處理：超徑塊石料的處理方法主要有淺孔爆破法和機(jī)械破碎法兩種。

3.2.3 土石料開挖運(yùn)輸

土石壩施工中，從料場(chǎng)的開挖、運(yùn)輸，到壩面的平料和壓實(shí)等各項(xiàng)工序，都可由互相配套的工程機(jī)械來(lái)完成，構(gòu)成“一條龍”式的施工工藝流程，即綜合機(jī)械化施工。在大中型土石壩，尤其在高土石壩中，實(shí)現(xiàn)綜合機(jī)械化施工，對(duì)提高施工技術(shù)和機(jī)械化水平，加快上石壩工程建設(shè)速度，具有十分重要的意義。土石壩施工中開挖運(yùn)輸方案：（1）正向鏟開挖，自卸汽車運(yùn)輸上壩。（2）正向鏟開挖、膠帶機(jī)運(yùn)輸。（3）斗輪式挖掘機(jī)開挖，膠帶機(jī)運(yùn)輸，轉(zhuǎn)自卸汽車上壩。（4）采砂船開挖，有軌機(jī)車運(yùn)輸，轉(zhuǎn)膠帶機(jī)(或自卸汽車)上壩。

壩料的開挖運(yùn)輸方案很多，但無(wú)論采用何種方案，都應(yīng)結(jié)合工程施工的具體條件，提高機(jī)械利用率-減少壩料的轉(zhuǎn)運(yùn)次數(shù)，各種壩料鋪筑方法及設(shè)備應(yīng)盡量一致，減少輔助設(shè)施，充分利用地形條件，統(tǒng)籌規(guī)劃和布置。

3．3 填筑施工

土石壩壩面作業(yè)施工程序包括鋪料、攤鋪、灑水、壓實(shí)、質(zhì)檢等工作。壩面作業(yè)，工作面狹窄，工種多，工序多，機(jī)械設(shè)備多，施工時(shí)需有妥善的施工組織規(guī)劃。為避免壩面施工中的干擾，延誤施工進(jìn)度，土石壩壩面作業(yè)宜采用流水作業(yè)施工。流水作業(yè)施工組織應(yīng)先按施工工序數(shù)目對(duì)壩面分段，然后組織相應(yīng)專業(yè)施工隊(duì)依次進(jìn)入各工段施工。

施工中一般采用平起填筑施工。平起施工有幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：減少了接縫、接坡、削坡等工序，保證了填筑質(zhì)量；有較大的堆石填筑面，利于大型機(jī)械的施工；有利于防滲料區(qū)的施工道路布置，確保反濾料及過渡料的運(yùn)輸不橫穿防滲料區(qū)；有利于減小料界偏差和相鄰料平起填筑時(shí)的跨縫碾壓，保障均衡壩體的施工強(qiáng)度。過渡料的填筑在防滲土料與反濾過關(guān)系上，有先土后砂及先砂后土兩種作法，為加快施工進(jìn)度及控制邊界，一般均采用先砂后土施工。為滿足渡汛、分期蓄水和提前發(fā)揮效益的要求，在短時(shí)間內(nèi)必須要求大壩施工達(dá)到某一高程，但而受多方因素的制約，全斷面填筑不具備可能性，一般均采用臨時(shí)擋水?dāng)嗝嫣钪┕し椒?；在冬雨季，心墻部位不能進(jìn)行填筑的情況下只得進(jìn)行堆石料填筑和臨時(shí)斷面的填筑，按設(shè)計(jì)將臨時(shí)斷面填筑至設(shè)計(jì)高度后，再進(jìn)行尾部壩料填筑。

土石壩分層強(qiáng)夯填筑時(shí)，應(yīng)控制每層土石填筑厚度，一般在10m～20m之間，具體的夯填厚度是根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工設(shè)備、施工工藝等情況，進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)碾壓試驗(yàn)確定；碾壓控制以提高土石料的密度，消除土石料的變形，達(dá)到土石壩的設(shè)計(jì)及規(guī)程規(guī)范要求；采用分層鋪筑分層夯實(shí)，在夯擊后的土石層中填筑新的土石層，再進(jìn)行新的夯擊，直至達(dá)到壩體需要的高度?？刂泼繉油潦钪穸扰c采用夯擊動(dòng)力的能量，使壩體密度、壩料的強(qiáng)度和模量顯著提高，施工工程量和工程造價(jià)大大降低，使土石料的密度達(dá)到最大，填筑完成后壩體的沉降明顯減少。

結(jié)語(yǔ)

在土石壩施工中，應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行規(guī)程規(guī)章的規(guī)定，采用合理的施工方法和施工技術(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)。

參考文獻(xiàn)

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