水利水電工程土石方施工技術研究

高海偉

（中國水利水電第七工程局有限公司，四川 成都 610000）

引言

土石方施工在水利水電工程中占據的比重較高，且其質量與效率直接關系著水利水電工程施工的整體成效。同時，受到當前水利水電工程建設難度不斷提升的影響，土石方施工所面對著的施工要求更高，基于此，對水利水電工程土石方施工技術要點展開深入探究極為必要。

一、水利水電工程土石方施工技術的主要特點分析

現階段，水利水電工程的復雜程度有所提升，相應施工技術在實際的應用過程中主要顯現出以下幾項特征：第一，系統性與綜合性較強。水利水電工程涉及的專業領域與工作流程相對較多，且各個分項施工項目之間的聯系性較強，需要綜合考量多項因素規劃、落實施工，因此水利水電工程施工有著明顯的系統性與綜合性特點。第二，工程量大且條件復雜。水利水電工程的工作量較高，特別是土方石開挖量普遍保持在較高水平，且必須要在規定時間內完成。同時，水利水電工程土石方施工在露天環境下展開，因此面對著較多因素影響，施工條件相對復雜。第三，對環境的影響程度較深。水利水電工程一般在自然水域周邊展開，因此極容易對周邊環境造成負面影響，破壞環境、水域污染等問題的發生概率偏高。

二、水利水電工程土石方施工的基本流程分析

第一，測量放線。在鋼卷尺、全站儀等工具設備的支持下，對水利水電工程土石方開挖邊線實施測量放線，并利用木樁、鋼樁等做出明顯標識。此時需要重點保護樁點，一旦發現存在樁點位移情況，則必須及時組織復測。第二，基礎土方的挖掘。利用石方槽的形式展開基礎土方挖掘施工，此時，可以引入分層挖掘的模式，并參考設計要求對兩側工作面進行合理的拓寬處理；調整坡度，為現場排水創設更好條件。在此基礎上，還要控制開挖面坡度、開挖面平整度始終維持在合理范圍內。第三，壩肩土方石的開挖。參考坡面平整度對土石方爆破系數進行確定，并在安全、高效完成爆破處理后組織人員或投放機械清除啞炮與現場危石。第四，邊坡修整。土石方挖掘施工完成后，若是基礎土方為基礎層，則可以直接進行邊坡修整；若是基礎土方為建筑物基礎層，則需要在人工整坡后組織壓實施工，促使整個基礎結構的強度、密實度、承載力達到預設目標。第五，回填土施工。碾壓試驗結果達標后挖掘土料，保證其含水量維持在合理水平，并對土料實施攤鋪與碾壓處理；對碾壓情況展開抽樣檢測，一旦發現未達標區域必須重新碾壓；填筑達到一定高度后組織測量放線，實施削坡，并嚴格控制表面平整程度、坡度滿足預期。

三、水利水電工程土石方施工關鍵技術的要點內容探究

（一）土石方調配處理技術

1.土石方調配主要原則。在進行水利水電工程的土石方調配處理中，所有操作均需要圍繞以下幾項原則內容展開：第一，同步落實開挖與填埋，盡量降低運倒次數，提升工作效率。第二，控制運輸距離與作業量，科學估算工程量并結合這一預估參數展開后續施工，盡可能縮減土石料運輸距離，控制水利水電工程施工成本造價。第三，還原耕地，避免對耕地造成嚴重破壞，維護耕地質量。第四，統籌管理，從全局角度落實對土石方的合理調配，提升土石料的實際使用率。

2.土石方調配常用方法。第一，直接上壩法。在水利水電工程的規模相對較小時，直接上壩法更加適用，由于該方法可以明顯縮短土石料的運輸距離，因此在施工工期與成本控制方面可以達到更好水平。實踐中，需要相關施工人員對現場實際情況展開全面分析，判斷是否滿足直接上壩要求。第二，料場開采法。在水利水電工程的規模相對較大時，料場開采法更加適用，具體來說，就是在水利水電工程施工現場附近位置選定土石料開采場，在完成開采后直接運輸至工程施工現場。該方法可以更好、更迅速地滿足水利水電工程施工中對于土石料的需求。第三，中轉上壩法。在無法直接上壩的情況下，可以引入中轉上壩法落實對土石方的調配。具體而言，就是在土石方調配路徑中加設中轉站，并在此基礎上將土石方迅速調配至施工位置。此時，在設定中轉站時，要求對成本與施工便捷性進行綜合性考量，并盡可能促使中轉成本下降[1]。第四，中轉以及棄渣處理。土石方上壩后可能會在現場內余留大量土石料，此時，出于對維護施工現場整潔性的考量，必須要將相應土石料全部轉出現場，為其他施工工序的展開提供充足空間。在此過程中，可以使用中轉站對剩余土石進行暫時性保存，隨后根據實際情況做出后續處理，如轉讓或是報廢等等。

（二）土石方明挖技術

展開土石方明挖施工前，必須要對施工現場展開清理，剔除植物與表土，并在指定區域對方挖掘出的有機土壤。在此基礎上，還要引入臨時性排水處理，規劃現場排水路徑措施，同時全面排除基坑積水并降低地下水位。同時，在完成施工測量、高程控制點與位置坐標設立等工作后，即可組織土石方開挖施工。

在進行土方石開挖施工的過程中，需要重點落實“邊開挖邊防護”的處理措施，如果發現開挖區域的邊坡結構存在穩定性偏低的問題，則可以落實間隔分段開挖施工的方法；完成開挖后，針對邊坡位置，應當結合反鏟實施削坡處理。在針對河道兩岸的岸坡組織開挖前，應當預留出保護層（一般為50 厘米），并結合設計要求在邊坡上部位置開設永久性的山坡截水溝；此時，如果不能設置相應截水溝，則需要在相應邊坡面上開設臨時性截水溝，各個截水溝之間的距離為20 米，截水溝的斷面尺寸為30×40 厘米。

出于對維護施工安全性與施工質量的考量，應當在水利水電工程土方石開挖施工中關注以下注意事項的把控：第一，針對容易風化而出現崩解的土層，如果無法在開挖后及時組織回填處理，則要提前預留出保護層[2]。第二，進行壩基開挖時隨時控制坡勢，為現場排水的高質量實現提供更好條件。第三，嚴禁在土方石開挖施工的過程中落實邊填筑邊開挖。第四，針對在壩體底部區域留存的砂礫石層，要結合方格網點的設置取樣檢驗，并綜合現實要求確定留存厚度與范圍，同時及時剔除不需要的部分。

（三）土石方爆破技術

在展開水利水電工程的土石方爆破施工中，必須要合理布設爆破點位，并結合潛孔鉆等設備完成鉆孔，保證整體爆破效果，也避免對其他巖體產生影響。目前，可以在土石方爆破施工中投放混裝炸藥車，促使在現場連續性、自動化的炸藥合成成為現實，以此達到強化土石方爆破成效的目標。

需要注意的是，由于水利水電工程的施工環境復雜程度相對較高，且受到自然、人為等方面因素的影響更加常見，因此必須要在實施土石方爆破施工的過程中重點落實對危險源的全面、及時辨識，為后續土石方爆破施工管控工作的展開提供支持，并達到維護土石方爆破施工安全性與實效性的效果。就當前水利水電工程的土石方爆破施工項目來看，常見的危險源包括物體打擊、車輛傷害、機械傷害、觸電、高處墜落、坍塌、火藥爆炸、其他傷害等等，可以應用LEC 評價法完成對危險源的定性評價。此時，需要結合公式“D ＝L×E×C”完成對辨識出危險源的評價，其中，危險等級評價標準分值使用D 進行表示；發生事故的可能性大小使用L 進行表示；人員暴露于危險環境的頻繁程度使用E 進行表示；發生事故造成后果的嚴重程度使用C 進行表示。同時，若是得到的分值（即危險等級評價標準分值）高于320，判斷該危險源的危險等級為5 級，不可繼續展開爆破作業；若是得到的分值在320 與160 之間，判斷該危險源的危險等級為4 級，需要立即整改并在整改合格后繼續作業；若是得到的分值在160 至70 之間，判斷該危險源的危險等級為3 級，需要在整改合格后繼續作業；若是得到的分值在70 至20 之間，判斷該危險源的危險等級為2 級，要實時關注危險源；若是得到的分值不高于20，判斷該危險源的危險等級為1 級，此時的危險源包含在可以接受的范疇內。

（四）土石方高邊坡加固技術

1.混凝土抗滑結構的應用。在展開滑坡治理工作中，出于對提升治理實效性的考量，可以引入抗滑樁，該樁體結構在針對滑動傾角較緩情況下的治理中能夠發揮出更為理想的作用。實踐中，在混凝土擋土墻的支持下，可以實現對局部滑坡體的受力平衡狀態進行改善，達到控制變形程度的效果；在混凝土框架的支持下，能夠達到對滑坡體表層進行保護的效果，促使其整體性得到進一步增強，規避地表水大量滲入，也可以減少風化。在實際的土石方高邊坡加固施工中，可以利用混凝土抗滑結構配合耕植草本植物的方式，以此收獲更為理想的邊坡治理成效[3]。2.錨固技術的應用。在待加固區域假設預應力錨索，以此實現錨固。相比于其他土石方高邊坡加固技術而言，錨固技術對巖體結構所產生的破壞性程度普遍維持在較低水平，同時承載力、受力的可靠性更高?，F階段，在壩體加固處理、巖體邊坡加固處理等方面，應用錨固技術的常見性更高。3.接茬搭接處理措施的應用。即邊坡與土方填筑中的接茬搭接處理，以此保證邊坡填筑的密實程度始終保持在合格水平，同時邊線精確程度也滿足標準。在進行接茬搭接處理時，要求每層搭建之間要錯開一定距離，同時還需要對接茬位置落實高質量的沖擊碾壓。

（五）土石壩施工技術

土石壩施工技術在當前的水利水電工程中得到廣泛性應用，且整體結構、施工工序簡單，因此有著極高的應用價值，在適應能力方面也表現出理想優勢。通常情況下，可以將土石壩施工技術細化為四方面內容，具體如下：

第一，料場的規劃布置。參考水利水電工程在施工質量、成本造價、工期等方面的要求完成對料場的規劃，盡可能降低土石壩施工對周邊環境造成的負面影響。同時，在構建料場時，還要綜合考量水文地質條件、力學性能等因素，保證現場的布置可以切實滿足水利水電工程施工在土方石儲量、壩體施工等方面的現實需求。

第二，土石料的加工方式。剔除不達標表層土，重點落實對土石料含水量的控制，保證在進行填筑壓實處理中土石料的含水量數值始終維持在可控范圍內。如果含水量較高，則需要引入蒸發、翻曬、烘烤、摻料等方式降低土石料中的含水量[4]；如果含水量偏低，則需要引入加水處理的方式提升土石料中的含水量。

第三，土石料的運輸。及時組織對土石料的運輸處理，確保土石料可以及時進入施工現場，為壩面平料與壓實工序的高效展開提供支持，提升施工效率。實踐中，需要切實參考水利水電工程現場施工條件、設備條件等因素選取合適的土石料運輸方式，并盡量縮減轉運次數，實現為水利水電工程施工不間斷、穩定且充足地提供材料來源。

第四，填筑施工。提前設計施工規劃，并結合流水線施工模式展開土石壩面施工，防止各個分項施工作業之間產生干擾，保持施工速度與質量在理想水平。在此過程中，可引入平起填筑施工處理方法，促使接坡、接縫等工序的展開數量降低；填筑可使用分層夯實的方法完成，設定一定厚度的土石填筑層，逐層夯擊預壓，以此到達增強土石料密實程度與強度的效果，避免土石料發生嚴重變形。

總結

綜上所述，現階段，水利水電工程的復雜程度有所提升，相應工程中的土石方施工技術的系統性、綜合性、復雜性較強，需要進行著重探究與把控，以此實現對水利水電工程土石方施工質量與效率的維護。實踐中，在明確土石方施工主要流程的基礎上，通過對土石方調配處理、土石方明挖、土石方爆破、土石方高邊坡加固、土石壩施工這些施工技術要點的把握與推行，提升了水利水電工程土石方施工的安全性與現實成效，促進了水利水電工程土石方施工的升級。