水利水電工程中土石壩施工技術探討

張成斌

（牡丹江市陽明區五林鎮水利站）

摘 要：我國近年來逐漸重視水利水電工程建設，而作為水利水電工程中的主要施工項目，壩工建設的發展水平逐漸提高，其中土石壩由于其結構簡單、節約建材、施工難度低等優點，成為在壩工建設中發展速度最快、運用最廣泛的壩型。本文將依據實際水利水電工程實施狀況，對土石壩的優缺點作簡要概述，并對其施工技術做探討分析。

關鍵詞：水利水電工程；土石壩；分析

土石壩是指就地取材，利用當地石料、土料或者混合材料，通過碾壓、拋填方式堆筑形成的擋水壩。具有建筑結構簡單、施工便利、材料成本節約、地質條件要求不高等優點，是目前我國壩工建設中應用比較廣泛、發展速度較快的壩型，在我國的壩工建設中，土石壩占到了百分之九十以上的比例。土石壩類型有很多，根據建設材料的不同，可以將土石壩分為以卵石、石渣、爆破石料為主要建壩材料的堆石壩，以土、砂礫為主的土壩。以及將上述兩種材料按比例混合的土石混合壩；按施工方式的不同，可以分為沖填式土壩、碾壓式土壩、定向爆破堆石壩以及水中填土壩等，其中應用最普遍是就是碾壓式土石壩；若按壩高的不同又可以將土石壩分為低壩、中壩、高壩。以下將詳細分析土石壩的優缺點，并結合實際水利水電工程施工對土石壩技術進行研究討論。

1 土石壩優缺點

1.1 優點

（1）由于在土石壩的施工中可以就地取材，選擇施工材料，具有節省運輸成本，減少對鋼材、水泥等材料的使用，節約人力物力；（2）壩身結構為散粒體，適于變形，對地基要求較低，性能良好；（3）土石壩結構簡單，在進行維修擴建工程時，便于施工；（4）施工程序較少，工程技術簡單，施工難度小。

1.2 缺點

（1）由于土石壩壩頂不具備溢洪功能，因此需要單獨建設溢洪道；（2）當地黏性土料易受氣候影響；（3）與漿砌石和砼石相比，土石壩的施工導流不夠便利；（4）土石壩易出現不均勻沉陷，或沉陷程度較大。

2 土石壩施工實例

某水庫大壩為黏土心墻壩，壩頂寬8m，長240m，壩高48m，100m的設計正常高水位，103m的校核洪水位。壩址以上的河流全長是104km，流域面積是2160km2，其中通航河道是50km，常年過壩的木船和竹木筏載重量為5～10t。壩址的兩岸有山坡比較陡的高山，覆蓋層比較薄，基巖是X級的石英砂巖，兩岸的巖石風化比較深，節理發育，河床的基巖比較好。河谷寬度是200m，河底高程是25m。河床覆蓋的沙礫厚度是0～3m，平均厚度1.5m。在壩址寬闊沖積臺地的上下游3～7km的河灘和臺地上，有大量的Ⅲ類土的沙礫料，滿足了筑壩的要求。水上采用沙礫平均運距是5.5km；水下采用土沙礫運距是3.5km。

3 土石壩的施工導流

該工程的壩址所處的河床比較窄，分期施工對土石壩的施工質量很難保證，不宜布置永久泄水建筑物。所以，在施工導流方案選擇的時候，利用了兩岸堅實的高山，導流方式采取了全斷面隧洞。導流隧洞寬9.8m，型式為城門洞形。因為施工隊伍具有機械化程度高及較好的壩址區域條件，因此爆破采用了全斷面微差，一次性成型，而周邊采用了光面爆破。布置了8個掏槽孔在洞中心，布置了80個在周邊。崩落孔間布置排距為1.3～1.5m，實際上炮孔布置了60個，一共布孔148個。在施工過程中，鉆孔利用的是鉆孔臺車，掏槽孔直鉆孔直徑是45mm，周邊孔和崩落孔鉆孔直徑為40mm，裝藥采用的是裝藥臺車，掏槽采用的是楔形，起爆網絡是非電毫秒微差一次性爆破。

4 土石壩施工過程

4.1 施工的組織設計

材料的規劃設計會影響到壩體的施工投資以及整體施工質量，并對整個工程的運行產生影響，因此在工程施工開展之前，就對工程的空間布局、時間安排等進行細致全面地規劃。第一，要合理安排施工時間，對環境可能引發的影響以及壩體易發生變化的部位完全掌握；第二，需要對空間布局進行合理規劃，慎重安排材料位置、材料高程；第三，要嚴格把控施工現場的工程質量，對地質狀況及形成原因進行科學檢測。不論是在施工的哪個階段，都需要保證材料儲量滿足壩體的總需求，要做到對材料的充分利用。此外，還需要掌握當地氣象、地質、水文等自然環境資料，以掌控工程季節性。尤其是汛期，應該制定應對汛期的合理施工方案，控制土料含水量、將水分調節到規定范圍內，在填筑壓實環節將土料含水量控制在2%以上，對含水量的調整可以通過自然曬干、蒸發來降低含水量，通過向料堆、料場中添加水份來提升含水量。可使用料斗或高坡下料篩選篩除砂礫質土料中的超徑石。

4.2 綜合性機械化施工流程的設置

在施工過程中，由相互配套的程序機械性地完成料場到運輸等環節的工序，形成一個完整的施工流程，即綜合性機械化施工流程。這對那些大型的土石壩工程來說，可以更好地提高施工技術和水平，有效地提高建設速度，實現機械化施工。

4.3 填筑施工技術

填筑施工過程中，輔料、灑水、質檢以及壓實等幾個階段都在壩面的施工程序中。在施工現場中，該工程進行了碾壓實驗，根據施工碾壓的設計要求，用不同的土料、料場和機械組合計算出了符合碾壓的參數，對施工進行指導和控制。土石壩的施工期集中在旱季，高峰期上壩最高強度達到了7652m3。用黏土料作為心墻填料，采用推土機、自卸汽車和裝載機分層、分段填筑，采用人工鋪土填筑做接頭深槽至60m高程以下，手扶碾壓6-8遍，層厚15m，采用自卸汽車直接進入60m以上至壩頂的壩面卸料，鋪土采用推土機推平進占法。在虛土上，汽車盡可能不重疊行駛軌跡。采用蛙式打夯夯壓60～70m的層段到20～25cm三遍至五遍。在70m以上至壩頂采用凸塊振動碾壓35～50cm的鋪土6-8遍。人工夯實邊角部位，人工刨毛手扶碾，蛙夯壓實面清理干凈混凝土建筑物接觸的部位。在填筑的時候，刷漿的高度要和膨潤土漿和鋪土的厚度一致，把水泥漿刷在原始接觸的部位上。雨天的時候要停止填筑心墻，雨后要適當處理層面，合格后再繼續上升。黏土心墻和心墻反濾層的填筑同步上升，做到“先砂后土”。在下游壩殼的土質基礎設計水平反濾層，中小石和粗砂厚50cm，進占法卸料，層厚0.8～1.0m，推土機推平，碾壓6-8遍。碾壓砂礫石料的時候要灑水。

結束語

土石壩因其節省建設成本，施工便捷，施工速度快等優點而在水利水電工程中被廣泛使用，面對所占工程比例如此高的土石壩，我們不但要看到其優點，也要用于面對缺點，不斷思考探討，在實際工程建設中不斷發現問題、解決問題，施工設計人員應重視施工前的實地調查，確保設計符合當地環境，不能盲目地使用土石壩。需要制定科學合理的施工方案，保證施工進展順利，施工質量過關，土石壩的建造符合設計標準，為社會經濟帶來較高效益。

參考文獻

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