水利工程中土石壩填筑施工技術(shù)分析

鞠劍峰

（黔南州水利設(shè)計院 貴州都勻 558000）

水利工程中土石壩填筑施工技術(shù)分析

鞠劍峰

（黔南州水利設(shè)計院 貴州都勻 558000）

土石壩是水利系統(tǒng)不可缺少的一部分，做好土石壩結(jié)構(gòu)改造對水利調(diào)度具有重要意義。本文介紹了水利土石壩建設(shè)趨勢，介紹了土石壩填筑施工技術(shù)方案，為水利工程建設(shè)提供科學(xué)的指導(dǎo)依據(jù)。

水利工程；土石壩；填筑施工；技術(shù)

現(xiàn)代水利工程建設(shè)面臨諸多改造趨勢，重點加強施工階段的技術(shù)改良力度，有助于提高土石壩填筑施工水平。作為施工單位，要結(jié)合現(xiàn)場施工條件，設(shè)定切實可行的土石壩施工技術(shù)方案，增強土石壩在水利系統(tǒng)中的抗害能力。

1 水利土石壩建設(shè)趨勢

土石壩泛指由當(dāng)?shù)赝亮稀⑹匣蚧旌狭希?jīng)過拋填、輾壓等方法堆筑成的擋水壩。水利土石壩工程投資大、周期長、施工難，每一個環(huán)節(jié)對水利設(shè)施性能均會產(chǎn)生不利影響，設(shè)計是土石壩建造前期的重點環(huán)節(jié)，注重設(shè)計工藝改良是必不可少的。針對傳統(tǒng)設(shè)計模式存在的不足，要擬定切實可行的設(shè)計改革對策，為水利土石壩建造質(zhì)量提供多方面保障。水利土石壩工程投入大筆資金，在國家財政支出中占有較大的比例，對財政收入水平產(chǎn)生影響。設(shè)計是水利建設(shè)的規(guī)劃階段，設(shè)計方案直接決定著后期施工作業(yè)流程，搞好設(shè)計工作是工程單位的重要事務(wù)。

2 水利工程中土石壩填筑施工技術(shù)

壩體是土石壩項目施工主要對象之一，由于地質(zhì)環(huán)境差異性因素，壩體工程施工也面臨著地質(zhì)病害風(fēng)險。為了進一步提高施工質(zhì)量水平，正式動工前期需做好地質(zhì)勘查與分析工作，掌握壩體工程地質(zhì)條件及其影響力，對現(xiàn)場施工安排具有指導(dǎo)性作用。對于現(xiàn)代土石壩體結(jié)構(gòu)來說，壩體在發(fā)揮結(jié)構(gòu)性功能過程中，也面臨著施工質(zhì)量風(fēng)險，尤其是不同材料成分組合下的質(zhì)量標準不統(tǒng)一，增加了施工單位控制難度。

2.1 壩面作業(yè)的基本要求

壩面作業(yè)施工程序包括鋪料、整平、灑水、壓實（對于黏性土料采用平碾，壓實后尚須刨毛以保證層間結(jié)合的質(zhì)量）、質(zhì)檢等工序。為了不使各工序之間相互干擾，可按流水作業(yè)進行組織單位壓實遍數(shù)的壓實厚度最大者，即在滿足設(shè)計干容重的條件下，壓實厚度同壓實遍數(shù)的比值最大者視為最經(jīng)濟合理的組合。填筑時做好施工質(zhì)量控制工作，對土石壩體性能具有多方面保障作用。清理是為了更好地完成施工操作，避免土石壩結(jié)構(gòu)受損引起的異常變形，擴大了地基病害范圍，這對于后期水利是極為不利的，由施工單位安排相關(guān)人員參與清理。

2.2 鋪料與整平

（1）壩體結(jié)構(gòu)中，分區(qū)填筑要考慮結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，從地基構(gòu)造及受力分布來說，對地基工程結(jié)構(gòu)形成相對穩(wěn)定的模式，選用配套機械設(shè)備執(zhí)行操作流程，從而體現(xiàn)了結(jié)構(gòu)深化處理的穩(wěn)定性。鋪料宜平行壩軸線進行，鋪土厚度要均勻，超徑不合格的料塊應(yīng)打碎，雜物應(yīng)剔除。進入防滲體內(nèi)鋪料，自卸汽車卸料宜用進占法倒退鋪土，使汽車始終在松土上行駛，避免在壓實土層上開行，造成超壓，引起剪力破壞。

（2）按設(shè)計厚度鋪料整平是保證壓實質(zhì)量的關(guān)鍵，一般采用帶式運輸機或自卸汽車上壩卸料，采用推土機或平土機散料平土。分區(qū)填筑中，要對現(xiàn)場進行場地勘測，選擇適合土石壩區(qū)域建造的標準平臺，如：施工人員根據(jù)現(xiàn)場假設(shè)機械碾壓作業(yè)區(qū)，為地基填筑提供技術(shù)平臺支撐；上、下攤鋪施工階段，控制填料粒徑大小，選擇合適材料參與攤鋪工作。

2.3 碾壓

（1）進退錯距法。操作簡便，碾壓、鋪土和質(zhì)檢等工序協(xié)調(diào)，便于分段流水作業(yè)，壓實質(zhì)量容易保證錯距寬度=碾滾凈寬/設(shè)計碾壓遍數(shù)。軟土層是造成土石壩結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定性的重要因素，由于軟土區(qū)地質(zhì)構(gòu)造易引起混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)不同類型的病害，現(xiàn)場施工必須做好加固處理設(shè)計與分析。施工單位在選用壩體前期，要嚴格設(shè)計配合比標準，通過強度試驗方案確定地基結(jié)構(gòu)性能達標。

（2）圈轉(zhuǎn)套壓法。要求開行的工作面較大，適合于多碾滾組合碾壓。其優(yōu)點是生產(chǎn)效率較高，但碾壓中轉(zhuǎn)彎套壓交接處重壓過多，易超壓。施工單位可靈活應(yīng)用預(yù)壓法、攪拌樁法、換填墊層法等，對軟土區(qū)混凝土結(jié)構(gòu)實施加固處理，為土石壩基礎(chǔ)或地面結(jié)構(gòu)創(chuàng)造更為穩(wěn)定的地質(zhì)環(huán)境。長期以來，我國尤為重視材料工程學(xué)研究，對土石壩地基結(jié)構(gòu)進行深入分析，掌握不同類型地基結(jié)構(gòu)性能。因此，要結(jié)合土石壩工程標準范疇，對壩體配制與施工方案優(yōu)化設(shè)計，提出切實可行的質(zhì)量控制模式。

2.4 接頭處理

在壩體填筑中，層與層之間分段接頭應(yīng)錯開一定距離，同時分段條帶應(yīng)與壩軸線平行布置，各分段之間不應(yīng)形成過大的高差。接坡坡比一般緩于1：3。壩體填筑中，為了保護黏土心墻或黏土斜墻不致長時間暴露在大氣中遭受影響。一般都采用土、砂平起的施工方法。土、砂平起填筑，采用兩種施工方法：①先土后砂對壩身與混凝土結(jié)構(gòu)物進行組合，靠近混凝土結(jié)構(gòu)物部位不能采用大型機械壓實時，可采用小型機械夯或人工夯實；②填土碾壓時，要注意混凝土結(jié)構(gòu)物兩側(cè)均衡填料壓實，以免對其產(chǎn)生過大的側(cè)向壓力，影響其安全。

3 土石壩填筑施工注意事項

安全水利是國家經(jīng)濟建設(shè)重點，對提升國民經(jīng)濟實力及水利行業(yè)發(fā)展具有深遠影響，也是新時期各個國家經(jīng)濟戰(zhàn)略改革重點。當(dāng)前，施工技術(shù)是影響安全隱患的關(guān)鍵，如何在安全水利轉(zhuǎn)型中發(fā)揮技術(shù)應(yīng)用優(yōu)勢，才能占據(jù)市場的主導(dǎo)地位。面對早期土石壩建設(shè)存在的安全問題，我國必須堅持科技創(chuàng)新與改革思路。“安全”是一種發(fā)展概念，也是經(jīng)濟戰(zhàn)略中的新思維，實現(xiàn)安全水利模式才能贏得可持續(xù)發(fā)展利益。

（1）基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)。一般來說，施工人員可選擇高性能防碳化材料，土石壩正式投入使用前多次涂刷，能起到很好的防碳化效果。壩基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)是現(xiàn)代土石壩建造不可缺少的一部分，利用壩基礎(chǔ)可實時調(diào)控土石壩結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，為地方水利運行創(chuàng)造了有利條件。除了針對壩基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)采取病害處理方案外，還需擬定切實可行的病害檢測方案，增強壩基礎(chǔ)工程的抗害能力。

（2）抗滑結(jié)構(gòu)。土石壩是水利工程改造趨勢，設(shè)定大跨度空間可增強土石壩結(jié)構(gòu)性能，為區(qū)域水利建設(shè)提供基礎(chǔ)保障。施工單位要及時擬定邊坡抗滑樁施工方案，從施工工藝、施工操作等方面進行控制，具體如下：抗滑樁工程施工工藝：樁基施工→場平土方開挖→錨桿施工→樁間擋板→擋墻，應(yīng)施工完樁后再進行場平土方開挖，樁基施工順序必須按逆作法進行施工，應(yīng)分層開挖，開挖高度不大于1.0m。

（3）加固結(jié)構(gòu)。土石壩加固是對原有地基層的優(yōu)化改造，改良工藝設(shè)計要注重安全需求，以維持土石壩水利安全為中心開展施工活動。施工單位可事先進行地質(zhì)勘察與分析，對地基層狀態(tài)提出改造規(guī)劃，以地基標準為參考擬定加固方案。基于加固工藝改良條件下，施工單位要結(jié)合軟土區(qū)特點擬定科學(xué)施工方法，結(jié)合加固工藝提出切實可行的施工方案。例如，堆載工藝、真空工藝、反壓工藝、強夯工藝等，是軟土土石壩加固改良的幾種常用方式。

4 結(jié)論

總之，土石壩是水利公建設(shè)不可缺少的一部分，對土石壩填筑施工進行技術(shù)改良，可以進一步提高工程結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，增強土石壩體的抗害能力。填筑施工工藝設(shè)計中，要做好前期規(guī)劃與設(shè)計，對填筑施工流程及技術(shù)方案進行現(xiàn)場交底，確保施工人員嚴格按照標準進行操作。對于土石壩結(jié)構(gòu)潛在的病害風(fēng)險，要及時安排人員進行預(yù)處理，降低各種病害帶來的風(fēng)險隱患。

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TV641

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1004-7344（2016）20-0115-02

2016-7-2

鞠劍峰（1975-），男，工程師，主要從事水利工程設(shè)計工作。