談水利水電工程中的土石壩施工技術(shù)

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摘要：水利水電工程是我國(guó)的一項(xiàng)重要基礎(chǔ)設(shè)施，也是利國(guó)利民的一項(xiàng)工程項(xiàng)目。隨著社會(huì)的發(fā)展和進(jìn)步，人們?cè)絹?lái)越重視水利水電工程。要想確保水利水電工程的施工質(zhì)量和施工進(jìn)度，施工中就要應(yīng)用先進(jìn)的技術(shù)，其中一項(xiàng)就是土石壩施工技術(shù)，也是施工中重點(diǎn)和難點(diǎn)作業(yè)項(xiàng)目。文章將分析水利水電工程中土石壩施工技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)，同時(shí)闡述其實(shí)際的應(yīng)用，提升土石壩施工技術(shù)水平，確保水利水電工程項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益雙贏。

關(guān)鍵詞：水利水電工程；土石壩施工；施工要點(diǎn)

引言

現(xiàn)階段，隨著經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)，社會(huì)的發(fā)展，水利水電工程項(xiàng)目發(fā)揮著重要的作用，不僅承擔(dān)著農(nóng)業(yè)的發(fā)展，同時(shí)也起到了水利發(fā)電、抗洪等作用。水利水電工程在社會(huì)穩(wěn)定中發(fā)揮著重要的價(jià)值，對(duì)于施工質(zhì)量的要求也越來(lái)越高。為此，要想提升施工質(zhì)量，就要應(yīng)用先進(jìn)的施工技術(shù)。在水利水電工程項(xiàng)目施工中，土石壩技術(shù)是應(yīng)用率較高的一項(xiàng)技術(shù)，主要是將石料等多種材料混合并進(jìn)行壓實(shí)形成的一種大壩，從技術(shù)以及經(jīng)濟(jì)角度上分析都是最可行的措施。

1水利水電工程中的土石壩施工技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)

1.1施工成本低

在土石壩施工過(guò)程中，施工的材料基本都是選擇當(dāng)?shù)氐牟牧希突炷潦┕みM(jìn)行對(duì)比，不僅節(jié)省了大量的施工材料，同時(shí)也降低了施工成本。另外，就地取材，還防止了施工中浪費(fèi)材料以及運(yùn)輸過(guò)程的施工成本，是目前水利水電工程中最為經(jīng)濟(jì)的一項(xiàng)施工技術(shù)。

1.2操作較為簡(jiǎn)單

土石壩施工技術(shù)中包含很多內(nèi)容，其中有材料的采集、壩基的處理以及石料固定等，實(shí)際的操作過(guò)程中沒(méi)有難度和精度高的作業(yè)，同時(shí)材料都是就地取材的方式，都是施工設(shè)計(jì)人員可以完全地掌握。為此，和其他的施工技術(shù)進(jìn)行比較，應(yīng)用土石壩施工中，作為施工單位不需要有專(zhuān)業(yè)的技術(shù)性人才，可以控制施工中的人工成本。

1.3施工周期短

應(yīng)用土石壩施工技術(shù)最大的優(yōu)勢(shì)就是可以就地選材，為此不需要提前進(jìn)行施工前提工作。另外，壩體中也沒(méi)有較為復(fù)雜的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作。實(shí)際施工中，貫穿始終的就是大型的機(jī)械設(shè)備，和混凝土施工對(duì)比，應(yīng)用該技術(shù)可以節(jié)省施工時(shí)間，與此同時(shí)，應(yīng)用該技術(shù)承擔(dān)主力的大型的機(jī)械設(shè)備，施工人員作為操作者，也確保了施工的安全。

1.4施工過(guò)程更便捷

分析土石壩施工技術(shù)，主要是通過(guò)石料和土料進(jìn)行堆積形成，不僅結(jié)構(gòu)上簡(jiǎn)單，同時(shí)內(nèi)部受力也較為均勻。如果后期因?yàn)楣こ绦枨笠约碍h(huán)境上帶來(lái)的變化，僅僅可以將結(jié)構(gòu)向上調(diào)整，確保了土石壩施工的質(zhì)量。另外，如果工程要進(jìn)行調(diào)整，破壞局部的壩體，也不會(huì)影響整個(gè)壩體的穩(wěn)定性。

2水利水電工程總土石壩施工技術(shù)的缺點(diǎn)

2.1壩體自重很大

土石壩技術(shù)是一種傳統(tǒng)的技術(shù)，主要是堆砌之后形成的壩體，壩體的體積和功能有著直接的聯(lián)系。目前，水利水電工程都是大型的施工項(xiàng)目，土石壩的自重很大。另外，土石壩施工中，地基的深度不會(huì)做出處理，施工完工后，由于自重土石壩就會(huì)出現(xiàn)沉降等問(wèn)題。

2.2規(guī)模大、施工難度高

通常情況下，進(jìn)行水利水電土石壩施工過(guò)程中，要提前進(jìn)行大面積的挖掘，并且前期耗時(shí)耗人工，同時(shí)都是在露天作業(yè)，施工難度很大。另外，水利水電項(xiàng)目都是在自然條件較為的惡劣的環(huán)境下，一般都是山區(qū)，地質(zhì)條件不佳，極易遭到外界因素的影響，會(huì)導(dǎo)致項(xiàng)目的進(jìn)度和施工質(zhì)量低于預(yù)期。與此同時(shí)，很多的施工現(xiàn)場(chǎng)氣候都較為潮濕，會(huì)出現(xiàn)短時(shí)間的雷雨天氣，很容易引發(fā)自然災(zāi)害，例如洪水，山體滑坡等，就影響了土石壩施工的正常開(kāi)展。除此之外，因?yàn)樗姽こ添?xiàng)目的周期很長(zhǎng)，無(wú)法有效的控制不確定因素，施工質(zhì)量缺乏保障，也增加了施工中的各項(xiàng)成本。

2.3施工受氣候影響大

應(yīng)用土石壩施工技術(shù)在操作上較為簡(jiǎn)單，但是會(huì)有外界的因素的影響。開(kāi)展土石壩施工環(huán)節(jié)，在南方的梅雨季節(jié)要盡量不進(jìn)行土石壩施工，防止材料中含水量較高會(huì)給土石壩結(jié)構(gòu)造成安全方面的影響。另外，在北方土壤的冬季時(shí)期，也不能進(jìn)行土石壩施工。主要是因?yàn)橥寥婪鈨鰰?huì)造成材料的采集過(guò)程難度高。還有冷凍的土料和石料都是不規(guī)則的體積，等待春季天氣轉(zhuǎn)暖之后就會(huì)出現(xiàn)滲水等問(wèn)題，無(wú)法發(fā)揮出壩體的作用。

2.4影響較為嚴(yán)重

進(jìn)行水利水電工程項(xiàng)目中，會(huì)提前選擇水量比較充足的地區(qū)進(jìn)行土方的挖掘，其中挖掘工作會(huì)給四周的環(huán)境和生態(tài)造成干擾等。挖掘中不但會(huì)影響到水源的質(zhì)量和污染，同時(shí)四周的土壤和植被也會(huì)遭到破壞。例如，挖掘土方中，會(huì)有大量的廢水產(chǎn)生，廢水會(huì)直接流入到河流中，會(huì)污染到河水資源；同時(shí)建筑的廢棄物會(huì)出現(xiàn)隨意的丟棄，導(dǎo)致當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境遭到了破壞。另外，在附近的居民，土方挖掘中會(huì)產(chǎn)生大量的噪音污染，會(huì)影響到四周的居民生活。為此，要想確保工程項(xiàng)目的順利開(kāi)展，就要合理地選擇土方石施工技術(shù)。

3水利水電工程中的土石壩施工技術(shù)應(yīng)用

3.1土石壩施工中料場(chǎng)物料

土石壩施工過(guò)程中，料場(chǎng)的選擇需要全方面的考慮，料場(chǎng)的設(shè)置最好選擇在作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的附近，具體的物料位置要按照規(guī)定和標(biāo)準(zhǔn)，綜合性地分析。第一，要分析材料的性能。土石壩建設(shè)施工技術(shù)比較簡(jiǎn)單，但是會(huì)受到不同的環(huán)境的影響，選擇的材料要按照具體的施工的要求，區(qū)分土石壩。例如，在徑流較小地區(qū)，就可以應(yīng)用比較簡(jiǎn)單的防水壩體，其中可以選擇沙粒和土壤結(jié)合的方式；但是對(duì)于洪水暴發(fā)頻繁的地區(qū)，要想確保整個(gè)壩體的安全和穩(wěn)定性，就需要在材料中加入適量的石料。第二，因?yàn)闀?huì)受到氣候和季節(jié)的影響，材料的使用上也會(huì)有差異。為此，對(duì)于料場(chǎng)的選擇要充分地考慮施工環(huán)境，同時(shí)要制定出合理地用料防范。對(duì)于料場(chǎng)的空間選擇也同樣需要重視。料場(chǎng)的空間要從以下幾個(gè)方面入手。（1）選擇料場(chǎng)，要確保不會(huì)給四周的建筑物帶來(lái)影響。通常情況下建筑物的外輪廓在300m外，目的是防止取土中會(huì)給建筑物的地基，尤其是防水造成影響。另外，材料開(kāi)挖中，要使用爆破的方式，如果四周有居民，妥善安排好居民。（2）選擇料場(chǎng)，要考慮到材料的運(yùn)輸?shù)谋憷浴２粌H要符合距離上的要求，同時(shí)料場(chǎng)要比施工現(xiàn)場(chǎng)更大更平整，主要是防止材料在運(yùn)輸中出現(xiàn)顛簸，或者是陡坡給運(yùn)輸工作帶來(lái)難度，防止發(fā)生后翻斗等問(wèn)題，還能確保施工的安全。要想確保施工的整體效率，不僅要設(shè)置主料場(chǎng)地，還需要有輔料場(chǎng)地，地點(diǎn)的選擇要在上下游地區(qū)，因?yàn)閴误w的施工不同會(huì)出現(xiàn)上升，防止施工內(nèi)部會(huì)出現(xiàn)互相干擾。另外，料場(chǎng)的數(shù)量和質(zhì)量需要進(jìn)行合理地規(guī)劃。其中料場(chǎng)的質(zhì)量，主要是材料的采集工作。料場(chǎng)選擇之前，首先要進(jìn)行前期的勘察，勘探主要有地質(zhì)的情況、埋藏的深度等方面，確保主料場(chǎng)的材料采集工作正常的開(kāi)展，同時(shí)材料采集中不能出現(xiàn)大范圍的地質(zhì)擾動(dòng)行為，確保施工的安全和施工效率。另外，要分析材料的物力性質(zhì)，其中有石料的成分，土壤材料的含水量以及滲透系數(shù)等方面，確保材料采集的質(zhì)量，符合施工要求。除此之外，要重視主料場(chǎng)的儲(chǔ)藏量。要有應(yīng)對(duì)突發(fā)事件的能力，和輔料場(chǎng)地進(jìn)行對(duì)比，主料場(chǎng)的儲(chǔ)量要高出兩倍。在選擇中，主料場(chǎng)要防止壩體的水位上升出現(xiàn)淹沒(méi)等情況，滿(mǎn)足施工的需求。料場(chǎng)的選擇要按照土石壩施工過(guò)程中具體情況，同時(shí)要多備幾個(gè)輔料場(chǎng)，才能確保資源的合理應(yīng)用以及施工效率和進(jìn)度，其中輔料場(chǎng)地也需要前期的合理規(guī)劃，以下是具體的要求。第一，要選擇不會(huì)輕易受到淹沒(méi)的地區(qū)，防止料場(chǎng)使用之前會(huì)出現(xiàn)淹沒(méi)情況，造成材料供應(yīng)不足等問(wèn)題。第二，要選擇上游的料場(chǎng)，同時(shí)不會(huì)影響到下游的料場(chǎng)使用。因?yàn)橥潦瘔问┕?huì)給上游環(huán)境造成影響，要確保上游的料場(chǎng)不會(huì)給當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境和居民造成影響。第三，選擇距離遠(yuǎn)的料場(chǎng)。主要是確保在近距離的材料豐富。進(jìn)行土石壩施工中，后期施工的難度會(huì)很大，儲(chǔ)量的物料和供料是確保工程順利開(kāi)展的一項(xiàng)重要保障。在大壩合攏環(huán)節(jié)，更要確保材料的供應(yīng)充足。第四，按照季節(jié)合理地配置。壩體施工過(guò)程中，在梅雨季節(jié)要提前將物料準(zhǔn)備充足。優(yōu)先地選擇含水量較高的物料場(chǎng)所，不僅能夠確保土石壩施工的質(zhì)量，同時(shí)也給順利施工奠定了基礎(chǔ)。

3.2土石壩施工中壩基處理

進(jìn)行土石壩施工中，壩基的處理過(guò)程比較簡(jiǎn)單，同時(shí)主要在表層的土壤挖掘階段。因?yàn)樗こ讨袎位际窃诤影?，?huì)有石料、水井以及雜草等，同時(shí)表面的土壤中有機(jī)質(zhì)含量比較豐富，很多的地區(qū)地下土壤都是排水通道作用，如果不能深度地挖掘，土石壩進(jìn)行修建之后，無(wú)法確保穩(wěn)定和防水性，同時(shí)施工的質(zhì)量也無(wú)法得到保障。以下是壩基處理的重點(diǎn)內(nèi)容（見(jiàn)圖1）。（1）進(jìn)行壩基的挖掘施工中，一般會(huì)選擇自上到下的順序展開(kāi)挖掘工作。利用這種方式主要是因?yàn)椋旱谝唬┕ぶ胁粫?huì)導(dǎo)致土壤的塌陷，同時(shí)還能確保施工人員的人身安全；第二，如果從下部的位置進(jìn)行挖掘工作，就會(huì)給施工的內(nèi)部造成干擾，上部的土壤就會(huì)將下部已經(jīng)挖掘的區(qū)域掩蓋，缺乏確保下部的挖掘，另外，上部土壤就會(huì)出現(xiàn)自行的下落，導(dǎo)致后期的岸坡處理難度很大。（2）岸坡處理。第一，對(duì)于岸坡的處理首先要確保深度符合規(guī)定，也就是挖掘中要能看到不透水層，避免壩體的深度太淺，還要預(yù)留出滲水的通道，就會(huì)無(wú)法確保土石壩防水的整體效果。第二，岸坡的坡度控制。岸坡坡度是確保壩體和防滲的一項(xiàng)重要保障，也是土石壩施工技術(shù)的一項(xiàng)重要施工要點(diǎn)。坡度的選擇和土壤有著直接的聯(lián)系，要按照實(shí)際情況采取針對(duì)性的處理。其中岸坡主要是巖石材料，坡度不能超過(guò)1：0.75，同時(shí)不能結(jié)合巖石和防滲技術(shù)，此時(shí)要在連接的位置加入漿液，才能確保土石壩的整體質(zhì)量；另外，岸坡土壤如果是粘土，坡度要控制在1：1.5以下，按照規(guī)定調(diào)整岸坡，確保表面的平整；如果岸坡不是粘土壤，要按照當(dāng)?shù)氐臉?biāo)準(zhǔn)確定，但是高度不能高于當(dāng)?shù)氐耐寥里柡妥畲笃露龋ㄒ?jiàn)圖2）。3.3壩基處理如果覆蓋層很淺，通常開(kāi)挖就要挖成截水槽，同時(shí)回填和壩體的防滲體要采用同一種涂料；如果覆蓋層較深，要使用灌漿法。在面對(duì)斷層、破碎帶、節(jié)理裂隙等一些特殊問(wèn)題，就要利用針對(duì)性的措施進(jìn)行修復(fù)，才能確保壩基的安全和穩(wěn)定性，工程的質(zhì)量才能得到保障。

3.4土石壩的填筑與壓實(shí)

第一，土料的鋪筑環(huán)節(jié)。進(jìn)行土料鋪筑過(guò)程中，要利用壩體水平軸線(xiàn)的平鋪方式，核心是壩體中心水平線(xiàn)，鋪設(shè)施工要向四周平推。進(jìn)行施工中，土料中體積如果較大，土質(zhì)結(jié)構(gòu)要利用人工粉碎的方式，但是要將固化石塊的剔除，確保壩體的施工質(zhì)量；自卸車(chē)鋪土施工中，要按照道行車(chē)的鋪土作業(yè)方式，均勻地進(jìn)行鋪土，才能防止車(chē)輛因?yàn)橥亮辖Y(jié)構(gòu)造成損傷，確保壩體工程的質(zhì)量。第二，壓實(shí)環(huán)節(jié)。進(jìn)行鋪土與平土施工中，對(duì)于地表要進(jìn)行壓實(shí)作業(yè)。壓實(shí)中，確保碾壓機(jī)的壩體水平軸均勻，嚴(yán)格地控制壓實(shí)力度，要符合施工的要求和標(biāo)準(zhǔn)，提升壓實(shí)的施工成效，避免漏壓與過(guò)壓等問(wèn)題。另外，對(duì)于因?yàn)閴簩?shí)過(guò)程中會(huì)造成的失誤出現(xiàn)剪切問(wèn)題要做好及時(shí)地清理土體，并且要進(jìn)行反復(fù)的回填和壓實(shí)作業(yè)。進(jìn)行壓實(shí)中，需要分段地進(jìn)行壓實(shí)，要提前掌握分段壓實(shí)的重疊部分，確保銜接的連貫性和完整性，防止影響壓實(shí)的效果。第三，心墻反濾料施工技術(shù)。心墻反濾料施工過(guò)程中，需要應(yīng)用混凝土施工技術(shù)和土砂平起施工技術(shù)相結(jié)合的方式，確保心墻和砂殼同步，要防止不會(huì)出現(xiàn)差異性，才能確保心墻的質(zhì)量。

4結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，在我國(guó)水利水電工程建設(shè)過(guò)程中，土石壩技術(shù)是一項(xiàng)應(yīng)用十分廣泛的技術(shù)，我國(guó)的壩體90%以上都是應(yīng)用該技術(shù)。應(yīng)用土石壩技術(shù)不但確保了我國(guó)水利水電工程的質(zhì)量，同時(shí)施工中需要設(shè)計(jì)和施工人員按照不同的環(huán)境制定出施工方案以及材料，要確保土石壩施工能夠起到防洪、防滲的效果和作用，才能促進(jìn)我國(guó)水利水電工程的健康發(fā)展。

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[3]葉林華.水利水電工程中土石壩施工技術(shù)探討[J].城市建設(shè)理論研究（電子版），2017（10）：206.

作者：袁鳳裕 單位：沂水縣水利局四十里堡水利服務(wù)中心