土石壩施工要點研究

龐艷輝

（黑龍江省隆業水利水電工程建設有限公司，黑龍江 哈爾濱 150081）

我國在水利工程建設中廣泛采用土石壩，土石壩是指對由泥土、石頭或者是混合料等為主要建筑材料,對這些建筑材料經過堆砌、填充、碾壓等工序而形成的水壩，當我們根據建筑材料區分時,將土和砂礫為主要材料建筑起來的水壩稱為土壩，把石渣、卵石、爆破石料等石材為主要建筑材料而構建起來的水壩稱堆石壩，當以土和砂礫和石渣、卵石、爆破石料等石材按照相應的比例進行混合而構建的水壩我們稱為土石混合壩。相較于其他類型的水壩，土石壩具有結構簡單、取材方便、在水壩地基處理工藝方面要求不高、一般的建筑隊即可在技術人員的指導下進行施工、在鋼材、水泥、沙子需求等方面要遠低于其他類型的水壩。當采用工程機械進行施工時，可以更方便的進行施工，在施工人數、施工工期以及施工費用方面都能有極大的降低，這為土石壩的更廣泛的應用打下了良好的基礎。土石壩不但在我國廣泛應用，國外也廣泛的應用土石壩來作為水壩的主要類型，中低壩與興建的高土石壩都越來越多的運用土石壩施工工藝。據不完全統計，從20世紀70年代至今，土石壩的建筑高度和建筑總里程上都要遠遠的超出同期興建的混凝土水壩，相較于混凝土水壩，土石壩具有建設周期短、建設成本低等特點，這就使得土石壩在壩體選型方面是混凝土水壩的強有力地競爭者。

1 土石壩的主要分類及主要類型介紹

按照土料在壩身內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：1）均質壩。壩體斷面不分防滲體和壩殼，基本上是由均一的黏性土料（壤土、砂壤土）筑成。2）土質防滲體分區壩。即用透水性較大的土料作壩的主體，用透水性極小的黏土作防滲體的壩。包括黏土心墻壩和黏土斜墻壩。防滲體設在壩體中央的或稍向上游且略為傾斜的稱為黏土心墻壩。防滲體設在壩體上游部位且傾斜的稱為黏土斜墻壩，是高、中壩中最常用的壩型。3）非土料防滲體壩。防滲體由瀝青混凝土、鋼筋混凝土或其他人工材料建成的壩。按其位置也可分為心墻壩和面板壩。

2 土石壩的特點

2.1 土石壩的所具有的優點。土石壩的建筑材料可以通過在施工地域進行開采，其中以土石為主的壩體將減少對于鋼材﹑水泥﹑木材等建筑材料需求，降低了施工費用，同時，土石壩結構簡單，不論是對壩體進行維修或者是改建都有著良好的操作性，土石壩對于地基的要求不像其他水泥壩那樣對地基需要很高的要求。可以很容易的通過使用工程機械進行施工。

2.2 土石壩的缺點。土石壩的缺點如下：（1）壩身不能溢流，施工導流不如混凝土壩方便。（2）粘性土料的填筑受氣候等條件影響較大，影響工期。（3）壩身需定期維護，增加了運行管理費用。

3 土石壩在施工工藝方面簡介

3.1 土石壩料場的選址。土石壩料場的選址在這個工程項目建筑中占有很重要的地位，其選址是否合適對整個水利工程項目的工程質量、項目的建設進度、周邊生態環境以及整體的工程預算都會有很重要的影響，因此在對土石壩料場的選址方面需要引起足夠的重視，在土石壩料場的選址時需要根究相應的法律法規并從科學合理方面出發，土石壩料場的選址應在施工前期完成，在選址時需要從從空間、時間、質與量等方面進行全面規劃。

3.2 對于土石壩所用材料的處理：3.2.1對于土料的處理。在對土料進行處理時，當選用的是上山料場的土料時，只需要將其表面的土層和其中不合格部分的土料剔除，剩下的都是可以使用的土料，在選用土料作為主要的建材時，由于土本身對于水的親水性較強，在對土料進行處理時需要對土料的含水率進行控制,對于土料的含水率的需要控制在±2%左右。在對土料進行含水率處理時可以使用以下兩種方法：1）可以通過自然蒸發、烘烤、摻料、翻曬等方法對挖掘來的土料進行處理，從而達到對土料含水率的控制，2）當所選用土料的含水率較低時可以通過澆水來增加土料的含水率。一般在超徑石含量不多的礫質土中，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。3.2.2對于石料的處理。在開采石料時，如果是開采砂礫石料和堆石料，在開采時可以從山中、河邊、河底等位置進行開采。而如果需要開采大塊石料時，需要在專門的采石場進行爆破作業進行開采。3.3.3土石壩土方和石料的運輸。在進行開采作業時，可以在開采的同時在旁邊配備相應的運輸車輛，從而將開采、運輸、到壩面的平料和壓實等土石壩施工的各項工序有機的結合起來，從而提高土石壩的建設材料的開采、運輸速度，這種方式不但節省了人工、經費更重要的是提高了效率。下面將就在土石壩土方和石料開挖與運輸的方案進行介紹：① 正向鏟開挖,自卸汽車運輸上壩。②正向鏟開挖、膠帶機運輸。③斗輪式挖掘機開挖,膠帶機運輸,轉自卸汽車上壩。④采砂船開挖,有軌機車運輸,轉膠帶機上壩。在選用以上這些方法時需要根據當地挖掘廠的實際情況，有針對性的選用合理的合理的挖掘與運輸方案，充分利用工程機械的特性來提高挖掘與運輸的效率，在設計方案的過程中要充分發揮現有裝備的實際情況，做好統一規劃與部署，保障水利工程項目土方與石料等建材的順利開采。

3.3 土石壩的填筑施工作業。土石壩經過多年的發展，已經形成了一套完整齊套的施工工藝，現今通過合理的規劃可以形成流水線的施工方式，通過采用這種施工方式可以有效的加快施工進度，這種流水線作業方式通過先對壩面分段,然后組織相應專業施工隊依次進入各工段施工。施工中一般采用平起填筑施工,平起施工具有減少了接縫、接坡、削坡等工序,保證了填筑質量的優勢。在完成了以上的壩體填筑施工作業后，將通過夯實作業來提高土石料的密度,消除土石料的變形，通過采用重物沖擊夯實的方式來保障壩體的施工，通過將壩體分層夯實的方式來完成對于壩體的夯實作業。

結語

本文主要對土石壩的的定義、組成、分類以及它的優缺點進行了介紹，并在此基礎上對如何做好土石壩的施工進行了介紹。

[1]李梅華，王飛寒. 土石壩設計與施工[M].北京：中國水利水電出版社.2011.