陳忠頂

（古田縣卓洋水工混凝土模板施工有限公司 福建古田　352200）

水利水電工程中土石壩施工技術(shù)研究

陳忠頂

（古田縣卓洋水工混凝土模板施工有限公司 福建古田352200）

在水利水電工程的施工過程中，土石壩施工技術(shù)有著重要地位，由于其操作簡(jiǎn)單，取材便捷且成本較低，因此在水利水電工程的具體施工中有著廣泛應(yīng)用。然而，就目前我國(guó)土石壩技術(shù)的應(yīng)用成果進(jìn)行分析，其在施工中還存在一定的問題，本文將對(duì)水利水電工程中的土石壩技術(shù)進(jìn)行探討，旨在能給相關(guān)施工人員提供一定的方法借鑒和參考。

水利水電；工程；土石壩；施工技術(shù)

引言

土石壩是水利水電工程施工中最廣泛建設(shè)的工程之一，其壩型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、容易施工、節(jié)約建材。隨著近年來施工技術(shù)以及機(jī)械設(shè)備的不斷完善，機(jī)械化水平的大大提高促使施工所需人力的下降，因此土石壩在我國(guó)水利工程建設(shè)中得到了越來越廣泛的應(yīng)用。因此為了更好地保障水利工程建設(shè)的質(zhì)量，要對(duì)其施工技術(shù)進(jìn)行深入的研究分析，保證土石壩施工順利的完成。

1　水利水電工程中土石壩施工技術(shù)概述

土石壩指的是在水利水電工程建設(shè)過程中，利用工程當(dāng)?shù)氐囊恍┩亮弦约笆系冉?jīng)過一定的加工堆砌而成的擋水壩。這種擋水壩的施工操作較為簡(jiǎn)單，材料易得，而且對(duì)于施工條件等要求不高。由于土石壩的施工主要以碾壓或者是拋填的方式，因此很容易出現(xiàn)滲漏的現(xiàn)象。因此，在土石壩施工之前，要對(duì)當(dāng)?shù)氐纳笆牧系馁|(zhì)量等進(jìn)行細(xì)致地研究，這樣才能對(duì)施工過程中出現(xiàn)的問題進(jìn)行把握，進(jìn)而提高土石壩技術(shù)的施工水平。從整體上來看，這種施工技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)較為明顯，主要是節(jié)省材料，就地取材可以有效地降低相應(yīng)的運(yùn)輸成本，同時(shí)還可以縮短工期。在土石壩投入使用之后，如果出現(xiàn)了一些質(zhì)量問題，可以對(duì)其進(jìn)行及時(shí)的檢修和維護(hù)。另外，土石壩技術(shù)可以充分地利用大型的機(jī)械設(shè)備來進(jìn)行，石壩出現(xiàn)位移或者是變形的問題還很少；另一方面，土石壩工程的溢洪和防滲能力較弱，導(dǎo)流不便而且土石材料本身也會(huì)受到氣候條件的影響。因此，作為相關(guān)的建筑和施工人員，要結(jié)合土石壩的優(yōu)點(diǎn)和不足來對(duì)其進(jìn)行全面地掌握，最大限度地提高土石壩的施工質(zhì)量。

2　水利水電工程中采用土石壩施工技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)

2.1土石壩施工的優(yōu)點(diǎn)

當(dāng)前水利水電工程施工中，采用最廣泛的壩型就是土石壩施工技術(shù)，其主要有以下優(yōu)點(diǎn)：

①施工所需材料基本上就是土料或石料，這些材料，當(dāng)?shù)鼐涂梢匀〉?，這就能在很大程度上節(jié)約所需的鋼材、砂石、水泥、木材等建筑資源，同時(shí)減少了在施工過程中進(jìn)行遠(yuǎn)距離材料運(yùn)輸所產(chǎn)生的費(fèi)用。②土石壩的結(jié)構(gòu)是土石松散型顆粒結(jié)構(gòu)，其能夠有效的克服變形等問題，在進(jìn)行土石壩壩基的選擇時(shí)，可以降低其對(duì)地質(zhì)條件方面的要求。③由于土石壩壩基的建筑結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，因此在其后期的維護(hù)和改擴(kuò)建工程中相對(duì)簡(jiǎn)單，容易操作。且該壩型施工工序相對(duì)較少，對(duì)施工的技術(shù)要求比較簡(jiǎn)單，施工較為簡(jiǎn)易。

2.2土石壩施工的缺點(diǎn)

由于土石壩施工技術(shù)其自身具有簡(jiǎn)單性要求低的特點(diǎn)，導(dǎo)致在其施工中存在一些缺陷，主要表現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：

①施工受氣候條件影響比較大，在惡劣氣候如雨季和嚴(yán)寒冰凍情況下，填土質(zhì)量難以保證，往往導(dǎo)致施工延期，增加了工程的造價(jià)。②由于土石壩壩身自身不能溢流，要求施工期洪水全部通過導(dǎo)流隧洞或涵洞排泄，施工導(dǎo)流并不如硅壩或者漿砌石方便。③壩身一般不允許泄洪，需另建泄洪建筑物，往往給樞紐布置帶來困難。另外，由于結(jié)構(gòu)特性，土石壩容易出現(xiàn)較大的沉陷或是不均勻沉降。

3　土石壩施工技術(shù)分析

3.1土石壩筑壩材料

在選壩階段，一定要從時(shí)間因素、空間因素及質(zhì)量因素等多種方面進(jìn)行充分的考慮。料場(chǎng)的土料儲(chǔ)備一般要比標(biāo)準(zhǔn)的儲(chǔ)量高出1.5～2倍，在提供備用料時(shí)也應(yīng)該對(duì)備用料的存放場(chǎng)地進(jìn)行一定的檢查，對(duì)黏性土質(zhì)要按照要求進(jìn)行取樣，布孔之間的間距應(yīng)該控制在50～100m之間，防滲材料需要經(jīng)過專業(yè)的機(jī)構(gòu)的檢測(cè)，對(duì)其含水量進(jìn)行檢測(cè)。防滲土料的質(zhì)量主要取決于其防滲性，防滲系數(shù)要符合相關(guān)的要求。另外，要滿足施工的要求，土料的含水量應(yīng)該達(dá)到施工要求的最好的標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)壓實(shí)材料要確保壩面的強(qiáng)度。反濾料和過濾料要能夠確保其堅(jiān)硬程度能夠滿足施工的要求，在反濾料的制作中不能用砂料做主料，至少還要添加一些起到一定作用的材料。

3.2土石料的開采與加工

在開采前要做好相應(yīng)的準(zhǔn)備工作，對(duì)料場(chǎng)進(jìn)行具體的區(qū)分切且進(jìn)行清晰的劃分，同時(shí)還要將覆蓋層上的雜物進(jìn)行及時(shí)的清理，要按照相關(guān)的要求來進(jìn)行排水設(shè)施的建設(shè)。為了能夠更好地保證施工的順利進(jìn)行，還要對(duì)施工道路進(jìn)行合理的布局和修建。一般來說，土料的開采方式可以分為兩種：①立采；②平采。前者比較適合土層相對(duì)較厚、原料含水量接近建筑含水量的開采工作，更加適合于土層數(shù)量相對(duì)較多，土層的差異性也相對(duì)較大的開采；后者就比較適用于土層厚度相對(duì)較小土層的數(shù)量也比較少，水分含量比較高需要進(jìn)行一定的脫水處理的開采，在規(guī)劃的過程中一定要合理地將整個(gè)區(qū)域劃分成若干區(qū)域，在不同區(qū)域要采用不同的方式對(duì)其進(jìn)行加工處理。

3.3施工設(shè)備選型

①施工設(shè)備應(yīng)該在性能上能夠滿足施工的要求，施工時(shí)對(duì)施工對(duì)象本身的一些特點(diǎn)不會(huì)起到負(fù)面影響，同時(shí)設(shè)備本身還要能夠適應(yīng)整個(gè)施工場(chǎng)地，從而在施工當(dāng)中可以更好地保證施工的效率和質(zhì)量。②施工設(shè)備應(yīng)該具有良好的性能，穩(wěn)定性一定要強(qiáng)，同時(shí)還要能更好地保證施工人員在對(duì)其進(jìn)行操作的過程中不會(huì)出現(xiàn)安全事故，操作不能太過復(fù)雜，結(jié)構(gòu)要相對(duì)簡(jiǎn)單，這樣才能為其維修和保養(yǎng)提供便利。③在施工過程中，機(jī)械之間的協(xié)調(diào)配合也是非常重要的，每一個(gè)設(shè)備都要充分發(fā)揮其功能，尤其要關(guān)注的是關(guān)鍵設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)和工作效率。④在進(jìn)行設(shè)備的選購(gòu)過程中，要對(duì)設(shè)備自身的費(fèi)用以及設(shè)備在維護(hù)當(dāng)中需要花費(fèi)的資金都要仔細(xì)的考量，在此基礎(chǔ)上還要對(duì)設(shè)備的性能進(jìn)行對(duì)比，對(duì)于在施工當(dāng)中發(fā)揮著關(guān)鍵作用的機(jī)械一定要選擇性能好、質(zhì)量也好的類型，這樣才能更好地保障施工的順利進(jìn)行（具體設(shè)備選擇流程如圖1）。

圖1　機(jī)械設(shè)備選擇流程圖

3.4土石壩填筑與壓實(shí)

完成清基后，壩體的填筑工作要從最低洼出開始進(jìn)行，要想將壩面填平，再將其劃分成幾個(gè)區(qū)段，進(jìn)行流水施工作業(yè)并分層進(jìn)行填筑工作，用自卸汽車將涂料運(yùn)送到壩面后，經(jīng)鋪土、平土和壓實(shí)等主要工序后，從而完成整個(gè)填筑層的施工。

（1）鋪土。鋪土要沿壩軸線的方向進(jìn)行，土料要鋪填均勻以減少平土的工作量，將超徑、不合格的土塊打碎，石塊剔除。當(dāng)自卸汽車進(jìn)到防滲體的填筑區(qū)進(jìn)行鋪土工作時(shí)，采取進(jìn)占法（具體如圖2）進(jìn)行倒退鋪土，從而防止土料超過壓實(shí)功導(dǎo)致發(fā)生剪切破壞，每隔50m在壩面上設(shè)置專用道口，避免汽車因穿越反濾層將反濾料帶入防滲體內(nèi)，導(dǎo)致土料反濾料的邊線混淆，影響壩體質(zhì)量。為保證斷面設(shè)計(jì)，在進(jìn)行上下游邊坡的鋪土?xí)r，預(yù)留1.0m的寬度。

圖2　進(jìn)占法示意圖

（2）平土。平土要按照設(shè)計(jì)的厚度進(jìn)行分層平整，用拉線控制平土的厚度，選用人工或者機(jī)械進(jìn)行平土。自卸汽車進(jìn)行集中卸料時(shí)要用推土機(jī)將其平整；塑性心墻壩以及塑性斜墻壩的鋪筑面要向上游傾斜1～2%的坡度，可將其鋪成中部凸起且分別向上下游傾斜1～2%的坡度。在施工期間雨水排泄處的鋪填應(yīng)保持其土層平整完好，以免因雨后積水影響施工進(jìn)程。

（3）壓實(shí)。保證壓實(shí)時(shí)碾壓機(jī)具的開行方向與壩軸線方向互相平行，采用拖拉機(jī)進(jìn)行碾壓時(shí)，碾壓方法要采取進(jìn)退錯(cuò)距法；碾壓遍數(shù)要進(jìn)行嚴(yán)格的控制，避免出現(xiàn)漏壓或過壓現(xiàn)象。對(duì)于已遭到剪切破壞的“橡皮土”進(jìn)行全部清除，重新鋪填壓實(shí)分段碾壓，并采用小型夯實(shí)機(jī)具進(jìn)行夯實(shí)。

3.5心墻反濾料的施工

（1）先對(duì)反濾料的位置進(jìn)行確定，采用挖掘機(jī)配合人工進(jìn)行鋪料，反濾料要呈梯形鋪設(shè)，保證其上下層搭接的寬度大于等于50cm。先碾壓反濾料及附近的土料，然后再碾壓土及砂殼。在心墻的施工中，要注意保證心墻和砂殼平衡的上升，材料易干裂會(huì)影響其質(zhì)量；砂殼若上升的太快，會(huì)導(dǎo)致施工困難。

（2）防滲體的土料和反濾料在每次填壓時(shí)層厚都不同，因此要采取一定的措施以保證其平起施工。目前，大多土石壩施工采用土砂平起施工法，根據(jù)土料和反濾料填筑的先后順序不同，土砂平起施工法可分為先土后砂和先砂后土法。

（3）塑性斜墻壩的施工，砂殼修筑達(dá)到一定高度或達(dá)到設(shè)計(jì)高程之后，再進(jìn)行斜墻土料的填充，使砂殼有較大的沉陷，從而避免因砂殼的沉陷不均導(dǎo)致斜墻裂縫。對(duì)于已筑好的斜墻，要及時(shí)在其上游面鋪墊好保護(hù)層，保護(hù)層隨著斜墻的增高而增高，且其相差的高度不大于2m，從而防止斜墻土料出現(xiàn)干裂。

3.6接縫處理

壩體進(jìn)行分段分期施工時(shí)，壩體內(nèi)將出現(xiàn)橫向和縱向施工接縫，對(duì)于接縫面要認(rèn)真處理，保證結(jié)合良好，防止形成滲水通道和因壩體不均勻沉降導(dǎo)致開裂。為了保證防滲體要求的整理性，一般不設(shè)縱向接縫。對(duì)于橫向接縫，當(dāng)兩邊壩面高差在1m以上時(shí)，其結(jié)合坡度不應(yīng)陡于1：3，并在坡面上加設(shè)結(jié)合槽，以增加防滲效果，結(jié)合槽一般深0.25m，底寬0.5m，兩側(cè)邊坡1：1，其間距約5m左右。

4　結(jié)束語

綜上所述，水利水電工程對(duì)于人們的日常生活有著不可忽視的作用，因此在水利水電工程的施工過程中，一定要充分保證其建造的質(zhì)量，這樣才能不影響人們的日常生活。在水利水電工程施工中，土石壩的施工質(zhì)量對(duì)整個(gè)工程的安全運(yùn)行影響非常大，所以在其施工過程中，一定要保證每個(gè)施工環(huán)節(jié)都非常的規(guī)范，保證水利工程能夠發(fā)揮積極的作用。

[1]張世偉.水利水電工程中土石壩技術(shù)施工弊端及控制方法[J].經(jīng)濟(jì)技術(shù)協(xié)作信息，2012（10）：107.

[2]王學(xué)武.土石壩在水利水電工程中的施工探討[J].黑龍江科技信息，2014（11）：160.

[3]曾凡杜.土石壩快速施工綜合技術(shù)在竹銀水庫中的應(yīng)用[J].水利水電科技進(jìn)展，2013（2）：68～72.

[4]朱文俊.關(guān)于水利工程中土石壩施工技術(shù)質(zhì)量控制研究[J].河南科技，2014（8）：46～47.

TV641

A

1673-0038（2015）20-0235-02

2015-4-29