關于水利工程土壩設計及施工技術的研究

范永林

土壩工程歷史悠久且能適應各種地形和氣候，致使其應用廣泛，同時，人們在設計施工中積累了一定的經驗。為了提高土壩施工的實用性及經濟性，應在符合我國施工標準上，結合實際情況展開設計與施工。

一、 土壩設計施工條件

（一） 地質環境條件

因土壩是一種古老傳統的建筑，所以在施工期間存在著一定的風險。在土壩施工前，承建部門及施工單位應對文件中的設計方案進行再三評估，提前采取有效可行的預防措施，共同研究和預測土壩在施工期間可能出現的突發性危險情況，提前制定相應的措施方案，避免給工程造成不必要的損失。

（二） 區域氣象條件

為確保土壩施工的順利進行，有關的部門對施工區域的氣象條件也應做好提前觀測準備，分析該區域的氣候條件和降水情況，以保證施工期間不受惡劣的環境因素破壞。土壩施工多選擇在春秋兩季，一方面土壤中所含水分不多，另一方面春秋季節氣候穩定，有利于施工。為不影響施工進度，應對施工區域的氣候情況進行長期的觀測。

二、 土壩設計施工技術處理要點

（一） 壩基的處理

在處理壩基上，防止滲透作為首要原則，在土壩施工前，要對周圍的樹枝樹葉等雜物進行徹底清理，對劣質土壤進行清除，若壩基基礎不牢固，應進行土壤改良，去除軟土，保證土壤的堅實穩固。對于壩基防滲可采用黏土栽水槽，不僅施工方便且使壩坡穩固，水槽底寬一般大于等于3m。

（二） 土壩黏土料場的選用

為保證土壩的總體質量及使用性能，在雨季來臨之前，對料場做好防水排水的準備措施，以滿足對壩用料的使用要求。壩體用料多選用地質均勻的黏土料，黏土料要貯量集中，要留有一定的備料，以保證不時之需。在氣候寒冷的施工地區，可用干枯樹枝來保護土料，將其覆蓋，以便來年繼續使用。

（三） 筑壩技術

在水利工程筑壩中，應選擇在少雨的環境中進行，控制好黏土料的質量，在筑壩過程中嚴禁使用水分過高的材料用于壩體中，因為粘土土料若含水量偏高，會影響其抗剪強度，導致土壩施工過程中容易產生孔隙壓力，進而影響壩體的穩定性。若粘土土料含水量大，將會給碾壓程度造成困難，從而加大了壩體的滲透隱患。為了壩體順利施工，應時刻關注施工區域的天氣情況，做好防水準備。

（四）壩體結構

根據當地的地質情況和交通環境等因素考慮，建壩頂材料厚度應在0.2m，壩頂應向下游側傾斜3%，上游宜設立防浪墻，高度在1.2m左右，墻體可用混凝土澆筑，墻體與壩體之間要連接緊密，防止滲透。

（五）壩型

碾壓式土石壩是碾壓式土石壩和碾壓式堆石壩的統稱，主要可分為：均質壩、組合式土壩以及組合式土石壩等。水中填土壩最為常見，其一般采用均質壩，用料多，造價高，但是適用性強。影響土壩壩型的因素有很多，其中最主要的便是筑壩區域的地質情況以及筑壩材料，除了腐殖質太多劣質土地不適合以外，其他土地經稍微改良處理均可使用。除此以外，氣候條件、施工條件等各個因素均會影響壩型的選擇。

三、 土壩設計施工實例分析研究

（一）施工取料

四川將樂高唐水電站位于將樂縣高塘鎮上游，以發電為主，組成部分分為左、右岸擋水壩以及開關站等，始建于2005年，歷時2年完成。初征求設計單位意見后，采用外購方式，對土質中雜物進行清除，土壩施工取料時使用黏土，并交由監理進行審查，確認土料符合標準方可使用。

（二）土料實驗

在土壩施工前，需對取土場的土料進行擊實試驗，在監理的監督下，得到土料最佳含水量和最大密度后，方可對土料進行確定使用。

（三）施工

1.施工前準備

利用工程儀器，如水準儀全站儀對壩基范圍進行試驗采樣，對采樣地進行立桿標記，由測量人員提供樣單。首先在建筑之前，應嚴格按照設計要求對壩基范圍內的覆蓋層進行徹底的清除工作，可用工程機械由左到右的順序進行，如遇機械處理不了的地方，應及時安排人工處理方法進行清除，進而保證施工期間壩基土質堅實。

2. 施工期間注意事項

在基礎挖掘結束后，應對施工前的基礎進行壓實工作，可采用18t的振動式壓路機，在機械行走期間開動振動碾，按曲線路線行駛，使每處碾壓遍數達五遍以上，在對壩基進行預埋儀器時，按土壩基礎來進行，分別埋在土壩左右兩側，左側為0+131，右側為0+203，然后采用人工堆砌方式堆筑排水棱體石塊，使每塊棱體之間緊密無縫隙，厚度小于1m。砂碎石施工時，不可有垂直相接之處，從外部采購石料，將細碎石鋪灑在其表面，待堆砌完成后，在其內側包上工布，由工作人員組織人力來完成鋪攤工作，保證間隔時間短，如無法進行，可用塑料膜覆蓋其表面，避免陽光照射，起到保護的作用。黏土填筑時，應嚴格按照工藝流程進行，首先選擇土料廠，再對涂料進行采樣實驗，向監理申報等待審批，然后再進行填筑工藝性的實驗，繼而將實驗的數據結果進行歸納整理，報告監理待審批。

3.施工后期土壩處理

購置填筑時所需要的用料，再進行碾壓工作。在壩頂進行施工時，施工順序為先澆筑防浪墻，再澆筑排水溝，然后澆筑混凝土路面，完成后再進行草皮護坡，在種植皮草前應對澆筑素混凝土方格網以及素混凝土進行鑲邊工作。用人工方式對基礎進行開挖，用自卸車將工程用料卸至壩頂，再用人工進行挑運到倉面，在澆筑一周后，可展開回填工作。

總而言之，水利工程是我國農業發展的保障，也是促進社會進步的一項重要工程。土壩的歷史可以追溯到很久，建筑工人也有了豐富的經驗，如今土壩建筑技術日益完善，從選址到施工都有著嚴格的施工流程，為我國農業發展做出了重要的貢獻，利國利民。

（作者單位：166405 黑龍江省大慶市肇州縣朝陽溝鎮政府）