水利水電工程中土石壩施工技術探討

丁海濤

摘 要：近年來，我國的水利水電事業取得了很大的進步，相應的對于施工的質量水平也提出了更高的要求。在水利水電工程的建設發展過程中，土石壩施工技術是較為普遍且常用的一種技術，它具有明顯的特征，不僅可以顯著地提高工程施工效率，還有利于降低施工成本，對最終施工質量的良好具有保證作用。文章首先對土石壩施工技術的優缺點進行簡單分析，進而詳細論述了水利水電工程中土石壩施工技術的要求，以期為未來該領域的發展提供借鑒和參考。

關鍵詞：水利水電工程；土石壩；施工技術

中圖分類號：TV52 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2018）21-0141-02

Abstract： In recent years， China's water conservancy and hydropower industry has made great progress， corresponding to the construction of the quality level also put forward higher requirements. In the process of construction and development of water conservancy and hydropower projects， earth-rockfill dam construction technology is a more common and commonly used technology， it has obvious characteristics， not only can significantly improve the efficiency of engineering construction， but also help to reduce the cost of construction. It can guarantee the good quality of the final construction. In this paper， the advantages and disadvantages of earth-rockfill dam construction technology are analyzed， and then the requirements of earth-rockfill dam construction technology in water conservancy and hydropower projects are discussed in detail， in order to provide reference for the future development of this field.

Keywords： water conservancy and hydropower project； earth-rock dam； construction technology

在水電工程的發展歷史當中，土石壩施工技術具有著長久的發展歷程。跟隨著科學技術的全面進步，土石壩以其獨特的施工技術優勢，在我國的壩工建筑領域，一直處于領先的地位。近年來，隨著壩工施工的進程加快，土石壩施工技術被廣泛地應用于低壩和高壩的建設當中。它在投入和使用的過程中，表現出了良好的經濟價值，因此，被使用的頻率也越來越高。在發展的歷程中，施工技術取得了巨大的進步，相應而來的是促進了機械設備的改進和建筑材料的日益完善。

土石壩在施工過程中，所使用的材料為就地取材，均為開挖出來的各種石料、土料以及混合材料。而土石壩的具體作業，就是把開挖出來的材料，首先進行拋填，再通過機械碾壓的形式，堆砌成擋水壩。根據堆筑材料的不同，可以將壩體分為三類，即以砂礫和土為原材料的土壩；以石料和石渣為主的堆石壩；還有就是以土料和石料混合而成的土石混合壩。作為最常用的土石壩施工，根據施工方法的不同，可以具體的分為：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。在上述的幾種土石壩類型中，碾壓式土石壩是最常用的。由于其經過碾壓，使得壩體具有了抗變形的優點，而且，對于具體的基礎施工要求并不高。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 土石壩技術的概念

現如今，我國的水利水電事業取得了長足的進步，而且隨著施工技術水平的不斷提高，施工機械的更新換代，整體的施工建設正在朝著現代化的方向發展。各項施工技術的發展，為具體的施工質量提供了有效保障。在壩體建筑中，土石壩為最常見的建筑類型，而土石壩施工技術也是被應用的最廣泛的水電工程技術。根據不同的施工特點，可以把土石壩分為中填式土壩以及定向爆破式土壩等類型，其主要的原材料為土石以及混合材料。

2 土石壩的優點和缺點

2.1 優點

土石壩的原材料除了就地取材之外，還可以從當地的材料廠進購。它擺脫了鋼筋混凝土材料體積和重量大的缺點，為建筑運輸節省了一定的成本。土石壩的簡便施工工藝，使得它的結構特點具有明顯的優勢。這樣的施工優勢，不僅降低了整體施工的難度，而且也為日后維護和養護工作提供了便利。如果日后想對壩體進行擴建和改造，土石壩自身的施工難度系數還是比較低的。土石壩主要的原料為土石和混合材料，因此它自身的抗變形能力比較高，所以，對于地基的要求相對比較低。正是因為上述的這些優勢特點，使得土石壩施工技術在水電工程的建設中得到越來越廣泛的應用。

2.2 缺點

土石壩在攔截洪水上面，也有自己的缺點，表現為并不能對洪水完全的攔截，需要額外的修筑溢洪道。另外，在倒流操作上面，從施工容易度角度來講，也不如堆砌石或混凝土壩體。而且，應用于填筑的土料黏度，很容易受到天氣變化的影響。此外，土石壩在施工過程中，極易出現沉陷的現象。由于上述因素的影響，使得壩面的平整度也不是很理想。

3 水利水電工程中土石壩的施工技術分析

3.1 布置施工材料

在施工的具體過程中，材料的把控是十分重要的環節，它不僅直接關系到施工的質量問題，同時對施工的進度也會產生影響。因此，施工時材料的把控要嚴加注意。在施工開始之前，要嚴格按照施工質量標準，來選取合理的材料布置場地。首先，交通條件要便利，這樣方便材料進場。其次是考量此處是否具有充足的原材料資源可供挖掘。其中，最重要的一點就是要保證原材料的質量優質。材料質量的好壞，直接關系到整體的施工質量和水平，它是關系到工程建設能否順利進行的關鍵。在正式施工之前，應該從多角度進行考量，要對建筑材料進行整體的規劃。從時間上面，把握住施工的強度和整體進度，從空間上，對壩體和建筑材料的堆筑位置，進行整體部署。

3.2 填筑施工技術

土石壩的施工程序包括基礎鋪料，材料攤鋪，作業面灑水，土石壓實，以及質檢等程序。在土石壩的施工作業中，包含各種工種，而且工序比較復雜，在狹窄的作業面上，機械設備也比較多。因此，在施工時要有適當的施工規劃。由于壩面施工的繁雜，最好采用流水作業施工的形式，這樣才能保證施工進度的有序進行。進行流水作業時要注意，應該根據工序的不同對壩面采取分段施工，然后分別組織施工隊進入到各自的作業段。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；還要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。

3.3 土石料的加工

土石料加工的環節比較簡單，首先需要清除表層，然后再把不合格的材料剔除出去，接下來即可進行土壩填筑。但在此過程中，由于土料的面積大和吸水性較強的特點，也對施工產生很大的影響。所以土料的含水量也需要通過相關技術手段來降低。比如可以采用翻曬等自然蒸發的手段，也可以采用烘烤的形式，或者還可以摻料，以此達到降低含水量的目的。如遇特殊要求，需要提高材料含水量，則可以通過料場加水以及料堆加水的方法來實現。在篩選土石料的時候，如果超徑石所含的比重比較小，則可以使用樁耙的堆土機對其進行清除，等到填筑面逐漸平整之后，再進行后續的清除工作。如果在土石材料中，超徑石占有很大比重的話，則可以使用料斗，然后再加入相應的蓖條，能夠實現對土石料的過濾篩選。還可以使用高坡下料的方法，運用粗細分離的方法，把大粒徑石料去除出去。塊石料的開采，可以在石料場來開采完成，另外，也可以結合建筑物進行開挖。

3.4 砂礫石料與堆石料的開采

在自然界中，廣泛地分布著砂礫石料，并且，在大多數的地方都可以開采。石料的分布有著自己顯著的特點，有的在陸地，有的在水下，根據分布位置的不同，需要采取水下開采和陸上開采的形式。堆石料的開采過程稍顯復雜，主要的開采方法為深孔階梯式的爆破方法。但是，在爆破開采的過程當中，開采出來的石料規格是大小不一的。這時候就要考慮到實際施工的需要，對超大徑的石料進行潛孔爆破處理，對于小徑的石料，可以運用機械將其粉碎。

3.5 反濾層施工

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。由于在施工的時候，反濾層填筑和防滲體土料的填筑，有自己的分配順序，且搭接的方式不盡相同，因此可以采取先砂后土的方法，或者是先土后砂的方法。

3.6 結合部位施工

在整體施工過程中，壩體的土料與周邊建筑的接縫，以及岸坡，還有地基有著密切的聯系。由于填筑的過程是分段、分層來進行的，同時也為了滿足土石壩特有的施工方法，因此，最好設置縱橫向的接坡、接縫。但是如果有太多處進行接縫和接坡，會給機械化施工帶來不便，也會影響壩體的整體施工質量，更會降低壩體的實際填筑強度。

4 結束語

在水利水電施工過程中，土石壩施工技術得到了越來越廣泛的應用。同時，它對于施工的質量水平也具有很高的要求。因此，為了確保整體施工質量的優良，相關施工單位在實際施工之前，要進行合理的方案設計。而對起基礎作用的材料更要嚴格把控，使其達到施工質量的規范要求。在經濟飛速發展的今天，水利水電工程施工中，對于技術水平也提出了更高的要求。這就需要不斷地更新技術和設備，從根本上來改善整體施工質量水平。文章從具體的施工要點，進行了較為詳細的論述，以期為未來該項施工技術的發展提供參考。

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