試論土石壩施工技術(shù)在水利水電工程中應(yīng)用

摘要：土石壩是水利水電工程中應(yīng)用比較廣泛的壩型，筆者通過(guò)多年的土石壩工程建設(shè)的工作經(jīng)驗(yàn)，分析土石壩施工技術(shù)在水利水電工程中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：土石壩；施工技術(shù)；應(yīng)用

引言：

土石壩是通過(guò)就地取材的辦法，以當(dāng)?shù)氐氖稀⑼亮匣蛘呋旌狭蠟橹蔚脑牧希?jīng)過(guò)碾壓、拋填而筑成的擋水壩。由于土石壩具有對(duì)壩基的要求低，施工難度較低，容易取材等優(yōu)點(diǎn)，成為壩工建設(shè)中應(yīng)用廣泛的壩型。土石壩有多重類型，依據(jù)施工時(shí)的填筑材料可分為以下幾種：以土和沙礫為主要材料的土壩、以卵石、石渣和爆破材料為主要材料的堆石壩和土石混合壩。依據(jù)施工時(shí)的填筑方法可以分為水力充填壩、碾壓式土石壩、定向爆破堆石壩、水中填土壩等。其中應(yīng)用最廣泛的是碾壓式土石壩。

1、水利水電工程中土石壩的優(yōu)點(diǎn)及其缺點(diǎn)分析

土石壩的優(yōu)點(diǎn)在于施工材料是就地獲得，節(jié)省施工材料的同時(shí)能夠減少運(yùn)輸?shù)拈_(kāi)銷，有效的節(jié)省人力物力。如果不是采取土石壩，而采用以鋼筋水泥為主要填筑材料的壩型，就會(huì)有比較大的材料消耗，并且耗費(fèi)較多的人力物力來(lái)運(yùn)輸這些材料。再次，比較其他類型的擋水壩型，土石壩的結(jié)構(gòu)相是比較簡(jiǎn)單的，比較容易進(jìn)行擴(kuò)建或者維修。土石壩散粒體的壩身結(jié)構(gòu)使其具有良好的適應(yīng)變形的特點(diǎn)。由此，土石壩對(duì)壩基的要求是比較低的。土石壩的施工工藝比較簡(jiǎn)單，易于施工。

土石壩也具有一些缺點(diǎn)，例如：土石壩需要專門(mén)的設(shè)置溢洪通道，因?yàn)橥潦瘔蔚膲雾敳荒苓M(jìn)行溢洪的工作；相比較漿砌石或者硂壩，土石壩的施工導(dǎo)流比較復(fù)雜；如果土石壩的土料為粘性土料，那么土石壩比較容易受到氣候的不利影響。土石壩的最大的缺陷在于有較大的沉陷或者不均勻的沉降。

2、水利水電工程中土石壩技術(shù)的分析

2.1材料的布置及土料加工

土石壩的施工質(zhì)量及施工進(jìn)度受到填筑材料布置的影響。在布置材料的位置的時(shí)候，必須考慮到材料場(chǎng)所在的位置的交通狀況是否良好，是否能夠比較容易的得到足量的填筑材料，且填筑材料是否有較好的質(zhì)量等。材料是否得到合理的規(guī)劃關(guān)系著整個(gè)水利水電工程建設(shè)是否能夠順利進(jìn)行。在施工前應(yīng)當(dāng)從時(shí)間、空間等方面對(duì)填筑材料的布局進(jìn)行合理的規(guī)劃。在時(shí)間的安排上，要注意壩體的建筑部位與施工的強(qiáng)度是否會(huì)有變化，在空間上要對(duì)高程和填筑材料的位置要有合理的規(guī)劃。務(wù)必使填筑材料的總量能夠滿足整個(gè)壩體工程的需求，并且保證在整個(gè)施工過(guò)程中有可靠的工程質(zhì)量保證。無(wú)論是永久性的填筑材料還是臨時(shí)性的天主材料都應(yīng)當(dāng)被充分的利用。此外，要對(duì)施工的地點(diǎn)進(jìn)行嚴(yán)密的測(cè)驗(yàn)檢查，包括施工地點(diǎn)現(xiàn)狀和成因等。還要掌握施工當(dāng)?shù)氐乃臍庀笮畔⒑偷刭|(zhì)條件信息，控制好氣候?qū)こ淌┕さ挠绊憽夂驅(qū)ν潦瘔蔚挠绊懯潜容^大的，汛期河道中的水量較大，就會(huì)對(duì)壩體填筑產(chǎn)生不良的影響，需要有針對(duì)性的施工方案減小汛期的影響。北方的河流在冬季會(huì)有結(jié)冰期，也需要有針對(duì)性的施工方案來(lái)指導(dǎo)凍土層的挖掘和灌漿工作。

新開(kāi)采的土料有著較高的含水量，在土石壩的填筑前必須對(duì)土料的含水量嚴(yán)格的控制。一般情況下，需要盡量使填筑壓實(shí)后的土料含水率控制在最優(yōu)含水率的上下2%的水平。在對(duì)填筑土料的含水量進(jìn)行控制的時(shí)候，為降低土料的含水量，可以通過(guò)自然蒸發(fā)的方式，如果含水量較高，在必要的時(shí)候可以通過(guò)烘烤的方式。如果要提高填筑材料的含水量可以在料堆或者料場(chǎng)內(nèi)加水處理，或者在運(yùn)輸?shù)倪^(guò)程中加水，或者直接在挖掘的時(shí)候加水。在清除直徑過(guò)大的石料時(shí)，如果填筑材料為超徑石的數(shù)量不多的砂礫質(zhì)材料，可以采用裝耙的推土機(jī)在料場(chǎng)中先進(jìn)行清除的方式；如果填筑材料中含有大料的超徑石，可以采用從高坡進(jìn)行下料的方法來(lái)清除。對(duì)于那些未被清除干凈的超徑石可以在對(duì)壩體建筑進(jìn)行平整時(shí)再進(jìn)行清除。

2.2土石壩填筑施工的技術(shù)分析

土石壩的壩面施工包括鋪料、灑水和壓實(shí)和質(zhì)檢等施工程序，多種施工程序就會(huì)需要不同的工種和大量的機(jī)械設(shè)備。然而，壩面的工作面是比較狹窄的。因此，如果要保證施工的正常有序的進(jìn)行，必須在施工前做好周密的組織計(jì)劃工作。通常情況下采取流水作業(yè)的形式（圖1），因?yàn)榱魉鳂I(yè)不會(huì)產(chǎn)生施工人員相互干擾而影響施工進(jìn)度的狀況。土石壩的施工通常采用的是平起填筑施工的方法。平起填筑施工是保證填筑質(zhì)量的有效方法，因?yàn)椴捎眠@種方法時(shí)有效的減少了削坡或者接縫的施工工序。其次，平起填筑就會(huì)使施工過(guò)程中總會(huì)有較大的填筑面，使得大型機(jī)械的工作能夠順利的進(jìn)行。同時(shí)還能減少相鄰的填筑材料的跨縫碾壓。

圖1土石壩壩面施工流水作業(yè)示意圖

在土石壩進(jìn)行分層強(qiáng)夯填筑的時(shí)候，對(duì)每層填筑材料的厚度進(jìn)行嚴(yán)格的控制，一般情況下每層的厚度為10米到20米之間。為提高填筑材料的密度有效的減少變形的情況出現(xiàn)，可以采用大型的夯機(jī)對(duì)土石材料進(jìn)行預(yù)壓處理。在每層的填筑材料夯實(shí)之后再填充新的材料再夯實(shí)，逐步達(dá)到土石壩設(shè)計(jì)的高度為止。

結(jié)合部位施工是土石壩施工的重壓環(huán)節(jié)，因?yàn)橥潦瘔蔚膲误w中的防滲材料會(huì)與岸坡或者周?chē)牡鼗佑|，而且分層填筑施工時(shí)會(huì)設(shè)置的橫向的接縫和接坡，壩體的整體質(zhì)量會(huì)受這些結(jié)合處的影響。壩體結(jié)合處的施工難度較大，需要采取有效的技術(shù)措施進(jìn)行施工，加強(qiáng)隊(duì)這些結(jié)合處施工的質(zhì)量監(jiān)管和控制，這樣才能保證整個(gè)土石壩的工程質(zhì)量。

反濾層的填筑方法大體上分為三類：沙松坡接觸平起法、擋板法和削坡體。其中沙松坡接觸平起法的填筑強(qiáng)度最高，符合機(jī)械化施工的要求，能夠達(dá)到反濾料和防滲體、反濾料和壩殼料平起的填筑的目的。填筑方法有兩種：先砂后土或者先土后沙。兩種方法在砂和土之間都會(huì)有犬牙交錯(cuò)的情況。反濾層的厚度不能夠在犬牙的厚度之內(nèi)，而且不能使防滲體的有效的斷面大幅度減小。

結(jié)語(yǔ)：

土石壩的相對(duì)簡(jiǎn)單的施工工藝以及就地取材的優(yōu)點(diǎn)，使其成為壩工建設(shè)中應(yīng)用廣泛、發(fā)展較快的攔水壩類型。在土石壩施工中，需要采取有針對(duì)性的施工技術(shù)來(lái)保證土石壩的質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

[1]李輝．水利水電工程中土石壩施工技術(shù)探討[J]．陜西水利，2011(1)．

[2]袁壯飛.鋼箱梁施工技術(shù)探討[J].建材與裝飾，2008(3).

[3]孫錫衡，王仁超，唐建華.土石壩施工過(guò)程的計(jì)算機(jī)模擬[J].水利水電技術(shù)，1990(6).

[4]朱炳浩.大體積混凝土防裂施工技術(shù)探討[J].硅谷，2008(22).