水利水電工程中土石壩施工技術探討

李子輝

（廣西斌豪建設發展有限公司，廣西 南寧 530001）

土石壩在壩工建設中有著悠久的歷史，隨著社會的發展和科學技術的進步，土石壩以全新的觀念和技術躍居壩工建設的榜首。因土石壩的施工所用材料一般采用就地開采，同時在施工中充分利用各種開挖料，包括當地土料、石料或混合料，土石壩的施工即是將這些材料經過拋填、輾壓等方法堆筑成的擋水壩，故土石壩又稱作當地材料壩，對于壩體材料以土和砂礫為主時，稱土壩；以石渣、卵石、爆破石料為主時，稱堆石壩；當兩類當地材料均占相當比例時，稱土石混合壩。

根據不同的施工方法可以將土石壩分成以下幾種類型，分別是：碾壓式土石壩、沖填式土石壩、定向爆破土石壩以及水中填土土石壩等等。碾壓式土石壩由于其對于基礎的要求不高并且能夠適應基礎變形的優點，是施工中最常用的壩型。根據壩的高度可以將土石壩分成低壩、中壩以及高壩三種類型。但是高筑的方法是近代漸漸崛起的。根據土料在壩體中的分配與防滲體的材料又可以分為均質壩、土質心墻壩、土質斜墻壩以及人工材料心墻壩等多種類型。

1 土石壩的優點及缺點分析

1.1 土石壩的優點

土石壩工程都是就近取材或者就地取材，大大節省了鋼材、水泥和木材等建筑材料，減少了運輸費用，減少了工程的成本。

土石壩結構簡單，建成以后維修比較簡單，在原有的壩建基礎上進行加高和擴建比較容易進行。

由于土石壩的壩身是土石散粒結構，它適應變形的特點非常突出，因此在選擇搭建壩基時，對低級的要求很低。

土石壩的施工還有技術簡單，工序少，組合機械能很快施工的優點。

1.2 土石壩的缺點

對于排洪方面由于壩頂不能溢洪，一般要另外設計溢洪道。

由于土石壩的材料很大一部分都是黏性的土料，因此它的填筑會因氣候的變化而受到影響。散粒結構的壩身容易導致壩體沉陷和不均勻沉陷。

2 土石壩施工技術探討

2.1 料場規劃

土石壩施工中，料場的合理規劃和使用，是土石壩施工中的關鍵技術之一，它不僅關系到壩體的施工質量、工期和工程造價，甚至還會影響到周圍的農林業生產。

空間規劃。系指對料場位置、高程的恰當選擇，合理布置。時間規劃，是要考慮施工強度和壩體填筑部位的變化。質與量的規劃，應對地質成因、產狀、埋深、儲量以及各種物理力學指標進行全面勘探和試驗。不僅應使料場的總儲量滿足壩體總方量的要求，而且應滿足施工各個階段最大上壩強度的要求。料盡其用，充分利用永久和臨時建筑物基礎開挖碴料。

2.2 土石料加工與運輸

清除表層及不合格料后的上山料場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，水對土料工程性能影響大,填筑壓實有最佳狀態的最優含水率問題,鑒于有此特點，要求對土料的含水率進行控制，必要時按規范進行水份調節處理，保證在填筑壓實時含水率在最優含水率±2%左右為合格料。調整土料含水量有兩種方法：第一，降低土料含水量的方法有挖裝運卸中的自然蒸發、翻曬、摻料、烘烤等方法。第二，提高土料含水量的方法有在料場加水，料堆加水，在開挖、裝料、運輸過程中加水。礫土中超徑石含量不多時，常用裝耙的堆土機先在料場中初步清除，然后在壩體填筑面上進行填筑平整時再作進一步清除；當超徑石的含量較多時，可用料斗加設蓖條篩(格篩)或其他簡單篩分裝置加以篩除，還可采用從高坡下料，造成粗細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開采，對于較細的、質量要求高的反濾料，墊層料則可用破碎、篩分、摻和工藝加工。

在土石壩的施工過程中，從料場開挖開始到運輸等一整個環節的各個工序，都可以由一個互相配套的程序來機械性的完成。這樣就可以形成一個完整的施工流程，也就是綜合性的機械化施工流程。尤其是對于那些大型的土石壩工程中實現綜合機械化的施工，就可以更好的提高施工水平和技術，有效的提高土石壩工程的建設速度。

2.3 填筑施工

土石壩壩面作業施工程序包括鋪料、攤鋪、灑水、壓實、質檢等工作。壩面作業，工作面狹窄，工種多，工序多，機械設備多，施工時需有妥善的施工組織規劃。為避免壩面施工中的干擾，延誤施工進度，土石壩壩面作業宜采用流水作業施工。流水作業施工組織應先按施工工序數目對壩面分段，然后組織相應專業施工隊依次進入各工段施工。

在施工中一般來說都是采用平起填筑施工的方法。這種方法的好處就是可以有效的減少接縫、削坡等工序，有效的保證了填筑質量；第二就是保證了有盡可能大的碓石的填筑面，這樣有利于大型的機械進行施工；第三就是有利于在繼續填筑的時候布置到防滲區的道路中；有利于減少料屆的偏差以及相鄰料的平起填筑的時候的跨縫碾壓等。

土石壩分層強夯填筑時，應控制每層土石填筑厚度，在10m～20m之間;采用大能量的夯擊動力預壓，以提高土石料的密度，消除土石料的變形；分層鋪筑分層夯實，在夯擊后的土石層中填筑新的土石層，再進行新的夯擊，直至達到壩體需要的高度?？刂泼繉油潦钪穸扰c采用夯擊動力的能量，使壩體密度、壩料的強度和模量顯著提高，施工工程量和工程造價大大降低，使土石料的密度達到最大，填筑完成后壩體的沉降明顯減少。

2.4 結合部位施工

土石壩施工中，壩體的防滲土料不可避免地與地基、岸坡、周圍其他建筑的邊界相結合：由于施工導流、施工方法、分期分段分層填筑等的要求，還必須設置縱橫向的接坡、接縫。這些結合部位會影響到整個壩體的整體性以及質量，因為接坡以及接縫如果過多的話，還會對整個壩體的填筑強度產生影響，尤其是影響到機械化的施工。所以對于施工所以說對于壩體的結合部位的施工，一定要采取合理并且可靠的技術措施，同時還要加強對質量的控制和管理，一定要確保壩體的質量能夠符合預先的設計要求。

2.5 反濾層的施工

反濾層的填筑方法，大體可分為削坡體、檔板法及土、砂松坡接觸平起法三類。土、砂松坡接觸平起法能適應機械化施工，填筑強度高，可做到防滲體、反濾料與壩殼料平起填筑，均衡施工，被廣泛采用。根據防滲體土料和反濾層填筑的次序，搭接形式的不同，可分為先土后砂法和先砂后土法。

無論是先砂后土法或先土后砂法，土砂之間必然出現犬牙交錯的現象。反濾料的設計厚度，不應將犬牙厚度在內，不允許過多削弱防滲體的有效斷面，反濾料一般不應伸人心墻內，犬牙大小由各種材料的休止角所決定，且犬牙交錯帶不得大于其每層鋪土厚度的 1.5～2 倍。

在近幾年來，由于土石壩在經濟以及施工上的優越性和速度上的便捷，都讓其再建設工程中受到越來越多的重視，具有了更強的競爭力。土石壩的施工技術對于土石壩的建設有著重要的意義，正確選擇施工方法與良好的控制施工質量對于土石壩的穩定性起著非常大的作用，因此在實際施工中，要注意從科學的角度合理的分析施工的工期，制定好施工計劃，嚴格按照計劃按期完成目標，使各種材料以及施工都人員能夠得到充分的發揮，相互配合，使土石壩建設工程日趨完善。

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