水利工程施工中土方填筑施工技術的實踐探討

劉樂偉

河南省水利勘測有限公司 河南 鄭州 450003

引言

多年來我國的水利事業保持穩步發展狀態，國家和地方政府陸續投資興建了各種規模及類型的水利工程，這些工程建成投入使用后創造了較大的經濟與社會效益。但水利工程建設的復雜性高，為提高施工水平，工程人員需規范施工路徑，特別是在土方填筑施工中不僅需選擇恰當的填筑材料，還需做好攤鋪、碾壓等工作，保障填筑施工效果。

1 水利工程中土方填筑施工原則

1.1 挖填結合原則

水利工程項目涉及了各種類型的施工技術，任何一項施工技術的應用效果都關乎水利工程的建設質量與效益。土方填筑僅為水利工程項目中的一個部分，這一環節對施工技術的要求較高，為達到質量目標，現場應遵循挖填結合原則，盡可能保持土方平衡狀態。施工人員在土方填筑作業中還需關注項目的空間規劃、進度安排，合理安排土方開挖與填筑的施工任務[1]。由于水利工程現場環境的復雜性，土方填筑期間應避免二次倒運，最大化保障開挖料的綜合利用率。不論從施工便捷性還是施工技術性出發，施工作業前期相關人員應做好充分準備，從總體規劃與細節優化著手，按照土方填筑的施工要求，明確規定每一區域、不同環節的用料量，協調開挖與填筑工序，確保在土方開挖結束后能快速進入回填施工階段。

1.2 就近取料原則

水利工程的土方填筑作業中，施工材料的性質是需要關注的重點部分，如土方填筑材料的質量不達標，再規范的施工操作也難以保障施工效果。為符合土木工程的施工要求，在選材方面應遵循就近取料原則，從水利工程項目所在地選出符合要求的材料，降低材料的運輸成本。結合水利工程土方填筑施工情況，許多工程企業缺乏對材料的有效管理，選擇的材料雖能滿足施工中的用料需求，但在材料運輸方面的耗時長、成本高，不利于實現項目的經濟效益。為提高水利工程的質量與效益，有關人員在選擇填筑材料時應按照就近原則，在近距離范圍內選擇材料，合理規劃運輸路線，使材料能在規定的時間內運到施工場地，發揮材料在土方填筑中的作用。

1.3 分層填筑原則

土方填筑施工中應堅持分層性要求，合理控制每一分層的填筑厚度，以確保填筑施工的壓實度與施工要求相一致。依據行業內對水利工程土方填筑的規定，填筑的土方不僅要均勻，還需完全壓實，以確保填筑后的土方有較強的承載能力，能有效應對各種作用力。分層填筑施工中，關鍵應執行攤鋪與碾壓施工規定，確保這些環節的操作規范、參數達標。為此，現場填筑施工之前有關人員需整合已有的工程數據，清晰填筑施工任務，合理確定分層填筑時的深度，將每層的攤鋪厚度保持在0.3m上下。

2 水利工程中土方填筑施工技術要點

2.1 施工準備

土方填筑為水利工程建設的重點，其施工效果和結構穩定與安全存在直接關系，如土方填筑效果不佳，將無法保障結構承載力。為確保土方填筑施工效果，有關人員需做好充分的準備工作，綜合水利工程的結構受力特點，準備階段不僅需選擇高性能回填材料，還需要做好技術、人員等準備工作。首先，技術準備時，工程企業需安排專業人員進入現場進行實地調研，了解工程現場的地質水文等基本情況，在此前提下確定土方填筑技術類型及路徑，形成詳細的技術方案，做好不同部門和崗位人員之間的技術交底[2]。其次，人員準備，就是要根據土方填筑對人員的施工要求，合理調配人力資源，并做好崗前培訓，使這些人員熟悉土方填筑的相關要求，可在后續施工建設遇到問題時及時處理。

2.2 測量放線

測量放線由專人負責，他們需借助專業化測量儀器與工具按照施工方案的要求完成測量任務，依據規范化作業獲取完整且準確的測量數據，將此數據作為土方填筑施工的關鍵。測量放線的技術難度較大，如存在操作不當等現象，測量結果與實際的誤差較大，無法將結果用于土方填筑。為此，測量放線期間有關人員需全面分析設計圖紙，依據圖紙規定確定測量內容，選定測量方法。比如，以打樁作業為例，測量放線需了解水準點位置，施工人員應以圖紙為參考在現場準確施測，得到每一樁的點位信息[3]。為降低測量誤差，不僅需保障參與到作業中的人員熟悉測量放線規定與技術標準，更需要使這些人員執行測量規范，合理選擇測量儀器、工具與技術，在每次的測量任務結束后都需做好相應的記錄與標記。

2.3 地基清理

土方填筑作業前期相關人員需按照規定處理地基，具體的工作中就是需確定影響水利工程地基穩定性的因素，并針對這些因素制定防控措施。比如，地基上如有石頭、樹根、垃圾等雜物，將很難保障地基的穩定性，填筑土方之前應及時清理雜物。在清理地基時施工人員需嚴格遵守有關的設計要求，一旦工程現場有淤泥、腐殖土、軟土，也需要及時清除。對于新堤和老堤的連接部位應采取刨毛方式，具體的操作中同樣需遵守施工規則，保障刨毛面的各項要求達到標準。堤基結合處表面受到溫度影響，易發生凍脹，如未及時關注這一方面，施工人員需立即處理，否則，如凍脹未消除，嚴禁直接在上面進行土方填筑與碾壓。一些水利工程的建設中，堤壩地基基坑范圍內有泉眼，為避免其影響正常的施工作業，施工人員需率先分析泉眼原因，采取恰當的封堵措施，與此同時排除坑洼內的積水。

2.4 攤鋪

土方填筑作業中攤鋪難度大，也是最容易出現問題的環節。在攤鋪施工期間需結合攤鋪材料的類型，優化攤鋪材料的性能，以預防材料問題導致的結構病害或者其他風險。正是因為材料類型及性能對攤鋪施工的直接影響，在工程現場相關人員需遵循行業要求試驗檢測填筑材料，依據試驗檢測結果，分析材料是否具有可用性。一般的水利工程項目中針對土方填筑作業，選擇材料時遵循就近原則，部分工程企業為追求自身的經濟效益或者加快施工進度，往往選擇了與實際要求不一致的填筑材料，有關人員在作業過程中應通過試驗檢測來確定這些材料，用高性能材料替換。填筑材料的試驗檢測過程中，施工人員主要需分析材料的含水量、透水性、強度等性能，只有各項指標均符合要求時方可允許材料進場和使用。為提高攤鋪施工質量，正式施工之前有關人員也需要開展模擬試驗，分析攤鋪材料的厚度等，合理安排卸土量，保持不同作業的協調性。對于水利工程的堤防攤鋪作業，進占法相對常用，為避免發生質量問題，有關人員在施工作業中都需執行操作標準，不僅要保障鋪料位置的正確性，還需嚴格把控每一部位的鋪料量。在邊緣等特殊位置，應由專人負責修整工作。分層填筑期間每層的分層厚度需保持在0.3m左右，當攤鋪作業全面結束后再進行平整、碾壓，只有上層的攤鋪驗收通過后再開始下一層攤鋪。

2.5 碾壓

攤鋪工作結束后開始碾壓，碾壓施工中不僅需保障均勻性，也需確保全面性，避免有漏壓現象。考慮到水利工程項目的特點，碾壓施工中可通過平行線碾壓行走方式確保現場碾壓的完全性。許多水利工程的規模龐大，碾壓工作量大、耗時長，為達到碾壓施工效果，施工人員需合理分段，通過分段碾壓來組織施工作業，但需控制每一分段的長度。一般來說，碾壓施工應借助專業化設備來實現，施工人員需根據工程量及碾壓施工要求，選擇特定型號的推土機和壓路機。許多水利工程均選擇的是10～15t重型振動壓路機，在合理設置了該設備的參數后，基本能確保碾壓施工效果[4]。壓路機碾壓期間，為確保壓實度與施工要求相一致，施工人員應通過現場試驗合理確定碾壓遍數、車輛行駛速度，大部分情況下需碾壓4～6遍，行駛速度應保持在2km/h以內，整個碾壓期間應確保壓路機勻速行駛，避免突然前進或者停止。施工人員在確定碾壓參數時不僅要參考水利工程的各方面情況，還需在工程現場組織相應的試驗，選定試驗路段開展碾壓施工，依據施工過程及結果，優化碾壓參數。如在現場的碾壓施工中存在中斷碾壓情形，施工人員需在土層表面灑水，保持表面濕潤度，保持土層良好的性能，為后續的碾壓施工創造良好條件。

2.6 土方施工結合面預處理

土方填筑作業中常常涉及結合面，此部位的施工要求高，主要需注意以下方面：①如施工地面的地形高低不一，應做好水平分層工作，逐層填筑，按照從低到高的要求，分層填土，在碾壓期間不得有界溝。②鄰近施工段的土方填筑作業中應盡可能均衡上升，如不同段之間無法徹底消除高差，可設置斜坡面，保持不同施工段之間的自然銜接，但在此過程中需合理控制坡度，一般可選擇1∶3或者1∶5的坡度。斜坡面結合部位的處理應執行行業規定，通過刨毛鋪土、跨縫搭接、碾壓平整，達到施工目標。③堤身斜坡的土方填筑中應特別關注坡面條件，如橫斷面的坡度陡峭，坡度為1∶5，地面坡度也應與此坡度一致，保持兩個坡之間的合理銜接[5]。對于多削坡，地形地質對其施工處理的干擾較大，為克服不利地質條件的影響，施工人員需將堤身斜坡開鑿成階梯狀。④下層填料的填筑施工中應依據前期所確定的技術方案和參數組織作業，由專人檢查填料質量，當填料符合要求后開始全面填筑。上層新料鋪設之前，施工人員應刨毛處理壓實層表面，在此結束后在表面灑水養護，確保分層結合部位的施工效果。⑤碾壓施工期間應堅持分段、分區規定，相鄰作業區域內的平面搭接碾壓寬度符合要求。

2.7 削坡及整形

土方填筑作業完成后，削坡與整形也十分關鍵。施工人員需根據邊坡特點，選擇恰當的削坡方式，并修整邊坡，比如可利用液壓反鏟完成削坡，當初次平整后再掛線，由專人修整邊坡，確保邊坡穩定性。

3 土方填筑施工的重點工作

3.1 重視填土區域的排水工作

土方填筑施工作業中雖有相應的技術規定，但現場作業中有關人員需在符合質量要求的條件下，密切關注填土區域內的排水狀況。在水利工程現場專業人員需全面調查現場的水文特性，分析土層的滲透力，測試土層的承壓力，依據測定結果判定現場環境中存在的風險，與技術人員協商優化現有的施工方案。如填土區域內的含水量較高，施工人員應分析其水位、水量對土方填筑的不利影響，制定應急預案，在恰當的位置布設排水設施，完成排水工作。

3.2 重視施工現場的安全問題

水利工程土方填筑作業期間，因為現場環境的復雜性和多變性，為減少施工安全事故，工程人員需重視現場的安全管理，采取新理念、新方法實施現場監督，及時發現和處理安全風險。如在施工作業中識別到現場存在安全風險，不同崗位人員之間需加強合作，針對當下的施工情況及風險類型，判定風險對施工作業的影響程度，制定可行的安全工作方案，并引導每一施工人員學習此方案中的安全操作方法及要點。在工程企業內需成立安全管理部門，由該部門統籌土方填筑中的安全工作，他們在前期的工作中需與技術人員等全面交流，參考工程設計圖紙分析后續施工建設期間可能發生的問題，適當修改土方填筑的施工路徑與方法，在后續的施工建設中加強現場安全監督，在有異常情況時立即停工商討解決方案。

4 結束語

水利工程建設中土方填筑十分重要，此環節的施工作業需與其他作業相互配合，以達到工程的質量、安全目標。但土方填筑的難度較大，施工人員需遵循技術規范，并根據現場情況，合理創新施工工藝，形成科學的技術體系。