水利水電工程土石方調(diào)配及施工工藝

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摘要：隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，人民生活水平的日益提高，水利水電這類民生工程的作用越來(lái)越重要?？v觀我國(guó)近幾年水利水電工程項(xiàng)目的建設(shè)情況，無(wú)論是工程規(guī)模、機(jī)械化水平，還是項(xiàng)目管理、工藝創(chuàng)新等方面都有了長(zhǎng)足的發(fā)展，取得了巨大的成就。尤其是在應(yīng)對(duì)自然條件復(fù)雜、施工難度較大的工程中探索出許多卓有成效的工藝技術(shù)，積累了豐富的施工經(jīng)驗(yàn)。土石方施工是水利水電工程最重要的施工內(nèi)容之一，對(duì)工程建設(shè)質(zhì)量、項(xiàng)目成本等均會(huì)產(chǎn)生直接的影響。現(xiàn)在多數(shù)施工單位已經(jīng)認(rèn)識(shí)到土石方施工的意義，正逐漸加強(qiáng)對(duì)于水利水電工程中土石方調(diào)配方法及施工工藝的研究，在實(shí)際的工程項(xiàng)目中結(jié)合具體情況，嚴(yán)格把控土石方工程的施工技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，為后續(xù)的項(xiàng)目建設(shè)奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：水利水電工程；土石方；調(diào)配方法；施工工藝

改革開(kāi)放以來(lái)，我國(guó)的經(jīng)濟(jì)建設(shè)快速發(fā)展，尤其是在城鎮(zhèn)化和工業(yè)化進(jìn)程逐步加快的背景下，人們對(duì)于水資源和電力資源的需求量呈現(xiàn)出逐年增加的態(tài)勢(shì)，因此積極探索水利水電工程事業(yè)的可持續(xù)發(fā)展尤為重要。水利水電工程是一項(xiàng)規(guī)模龐大、環(huán)節(jié)眾多、工藝復(fù)雜的系統(tǒng)工程，施工單位在統(tǒng)籌項(xiàng)目建設(shè)時(shí)必須對(duì)核心環(huán)節(jié)加大關(guān)注力度。土石方施工不僅是水利水電工程建設(shè)的基礎(chǔ)性施工，也是核心施工環(huán)節(jié)，直接關(guān)系到工程項(xiàng)目的建設(shè)品質(zhì)。盡管多數(shù)施工單位已經(jīng)注意到土石方施工的重要性，然而水利水電工程施工場(chǎng)地自然環(huán)境復(fù)雜、工程進(jìn)度緊張、施工人員的素質(zhì)良莠不齊，常常會(huì)影響到土石方的調(diào)配，進(jìn)而影響到工程的成本。因此，水電項(xiàng)目工作人員有必要深入研究土石方的調(diào)配方法及其施工工藝，從而有效提高施工品質(zhì)，并能夠更加精準(zhǔn)地控制項(xiàng)目成本。

1水利水電工程中土石方施工的技術(shù)特點(diǎn)

1.1土石方工程量和施工難度較大

作為水利水電工程建設(shè)的核心環(huán)節(jié)，土石方施工的工程量和施工難度都是極大的。土石方施工環(huán)節(jié)在整個(gè)水利水電工程建設(shè)中占有很大的比例，涉及的施工人員、材料、機(jī)械設(shè)備都很多，需進(jìn)行科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)恼{(diào)度，且極易受天氣環(huán)境和地質(zhì)條件的影響，在較長(zhǎng)的施工周期中常常會(huì)發(fā)生難以預(yù)料的變故。

1.2土石方施工在水利水電工程建設(shè)中普遍存在

土石方施工是一項(xiàng)常見(jiàn)的施工內(nèi)容，不管是多大規(guī)模的水利工程中都會(huì)有土石方施工，可見(jiàn)，土石方施工在水利工程中有著非常重要的地位，土石方施工質(zhì)量會(huì)直接影響到水利工程的整體結(jié)構(gòu)與質(zhì)量。目前在水利工程中對(duì)土石方施工的設(shè)計(jì)、規(guī)劃以及施工進(jìn)展等方面有著嚴(yán)格的要求，控制土石方施工進(jìn)展與質(zhì)量對(duì)提高水利工程經(jīng)濟(jì)效益也有很明顯的效果，采用科學(xué)的調(diào)配方法還能夠減少土石方施工對(duì)周邊環(huán)境的影響與破壞程度，促進(jìn)社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、生態(tài)共同發(fā)展的實(shí)現(xiàn)。

1.3環(huán)境將受到施工的明顯影響

水利水電工程中的土石方施工常常受制于周邊的自然環(huán)境，同時(shí)也會(huì)對(duì)周邊的自然環(huán)境造成影響，嚴(yán)重污染、破壞生態(tài)環(huán)境。傳統(tǒng)的土石方施工會(huì)產(chǎn)生大量粉塵，改變施工地及周邊地區(qū)的地表形態(tài)，影響地質(zhì)穩(wěn)定性，污染水質(zhì)，且會(huì)有明顯的施工噪音。目前施工單位已經(jīng)普遍意識(shí)到這個(gè)問(wèn)題，正在逐步完善土石方調(diào)配方法及其施工工藝，盡量將施工對(duì)周邊環(huán)境的影響降到最低，保持地質(zhì)、水土、植被的健康穩(wěn)定狀態(tài)。

2水利水電工程中土石方的調(diào)配原則

2.1開(kāi)挖填埋同步進(jìn)行

開(kāi)挖和填埋是土石方施工中最基礎(chǔ)的兩項(xiàng)作業(yè)環(huán)節(jié)，一般情況下這兩項(xiàng)作業(yè)都是同步進(jìn)行的，通過(guò)科學(xué)合理的調(diào)度，可以減少施工過(guò)程中的倒運(yùn)次數(shù)，減輕工作人員的工作量，有效提高工作效率，進(jìn)而減少施工總量，有利于控制項(xiàng)目成本。

2.2科學(xué)地控制運(yùn)輸距離、土方作業(yè)量范圍

土石方的開(kāi)挖和填埋必然涉及運(yùn)輸問(wèn)題，科學(xué)測(cè)算運(yùn)輸距離、選擇合理運(yùn)輸路線、調(diào)整優(yōu)化運(yùn)輸方案，對(duì)控制工程成本具有重要意義，因此在進(jìn)行土石方開(kāi)挖和填埋方案設(shè)計(jì)時(shí)，需要綜合考慮多方面因素，結(jié)合施工地的實(shí)際情況和以往的施工經(jīng)驗(yàn)，擬定開(kāi)挖和填埋量，確定運(yùn)輸路線。

2.3最大程度還原耕地

為實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)健康發(fā)展，土石方施工過(guò)程中必須時(shí)時(shí)注意保護(hù)生態(tài)環(huán)境。如果施工侵占現(xiàn)有耕地，必須調(diào)整施工方案，最大程度保持現(xiàn)有耕地的面積和質(zhì)量。對(duì)于已經(jīng)產(chǎn)生破壞的耕地，需在有關(guān)專家指導(dǎo)下，對(duì)耕地進(jìn)行針對(duì)性的補(bǔ)償性建設(shè)。

2.4全局性原則

需要按照水利水電工程建設(shè)的整體需要來(lái)進(jìn)行科學(xué)調(diào)配，保持調(diào)配平衡，杜絕盲目進(jìn)行土石方作業(yè)產(chǎn)生的浪費(fèi)，通過(guò)科學(xué)調(diào)配來(lái)提高生產(chǎn)利用率。

3水利水電工程土石方調(diào)配方法

3.1直接上壩法

在水利水電工程的土石方調(diào)配方法中，最常用的是直接上壩法，在工程的建設(shè)中，對(duì)土石方的處理需要分成多個(gè)步驟，在土石方的處理中需要用到的材料較多，采用直接上壩法能夠有效地減少運(yùn)輸?shù)臅r(shí)間和成本，是土石方調(diào)配中最簡(jiǎn)單和便捷的一種施工方法。在水利水電工程前，需要根據(jù)具體的開(kāi)挖情況進(jìn)行施工，如果土石方能夠滿足上壩需求，就可以采用直接上壩法。

3.2料場(chǎng)開(kāi)采法

雖然直接上壩法應(yīng)用范圍廣泛，但是也存在一定的局限性，一般只應(yīng)用于中小規(guī)模的水利水電工程中。規(guī)模較大的工程多采用料場(chǎng)開(kāi)采法，即選擇水利水電工程項(xiàng)目附近的土石料場(chǎng)開(kāi)采土石。料場(chǎng)開(kāi)采法對(duì)于開(kāi)采速度和開(kāi)采數(shù)量有一定的要求，同時(shí)還需要運(yùn)用其他土石方調(diào)配方法對(duì)其進(jìn)行有效補(bǔ)充。

3.3中轉(zhuǎn)上壩法

土石方調(diào)配會(huì)受到水利水電工程中各種因素的限制，使得在土石方的調(diào)配中無(wú)法直接上壩，這時(shí)候首先需要考慮到的就是中轉(zhuǎn)上壩法，在土石方調(diào)配的過(guò)程中設(shè)置中轉(zhuǎn)站，而中轉(zhuǎn)站的大小以及位置需要進(jìn)行科學(xué)的確定，既要考慮到工程施工的便捷性，同時(shí)也需要考慮到施工的成本性，盡可能的降低中轉(zhuǎn)成本。在中轉(zhuǎn)上壩法中可以選定多個(gè)中轉(zhuǎn)場(chǎng)，然后根據(jù)具體的施工過(guò)程以及工程需求，按照就近原則選擇合適的中轉(zhuǎn)站。

3.4中轉(zhuǎn)以及棄渣處理

水利水電工程建設(shè)中，土石方的挖掘量巨大。在施工之前，需詳細(xì)了解項(xiàng)目施工方案和進(jìn)度安排。在具體施工過(guò)程中，要根據(jù)施工進(jìn)度合理調(diào)配土石方，盡量避免因調(diào)配不當(dāng)導(dǎo)致土石方在中轉(zhuǎn)站存儲(chǔ)和管理。同時(shí)還必須考慮到調(diào)配過(guò)程中可能產(chǎn)生的不達(dá)標(biāo)的棄渣問(wèn)題，對(duì)于這類棄渣可以返回原地、轉(zhuǎn)賣，也可以進(jìn)行二次處理。

4水利水電工程施工工藝的特點(diǎn)

4.1工程系統(tǒng)性、綜合性強(qiáng)

一般情況下，水利水電工程中的土石方工程可以看做是該工程范圍內(nèi)某流域中一項(xiàng)獨(dú)立的土石方項(xiàng)目，整個(gè)水利工程就是由這樣一個(gè)個(gè)既各自獨(dú)立又相互聯(lián)系的土石方項(xiàng)目組成的統(tǒng)一整體。這類土石方項(xiàng)目在施工范圍、施工進(jìn)度、工作量等方面都不亞于一項(xiàng)獨(dú)立工程，其系統(tǒng)性和綜合性都比較強(qiáng)，對(duì)施工地周邊的自然環(huán)境、居民生活、經(jīng)濟(jì)發(fā)展都會(huì)產(chǎn)生深刻的影響。因此，在進(jìn)行相關(guān)施工前必須對(duì)施工地進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)考察，了解當(dāng)?shù)氐乃摹⒌刭|(zhì)、氣候條件，結(jié)合實(shí)際情況作出科學(xué)詳盡的規(guī)劃設(shè)計(jì)，并組織行業(yè)專家、當(dāng)?shù)叵嚓P(guān)部門工作人員對(duì)施工方案進(jìn)行全面的論證，確保施工方案的合理性、可行性，從而盡可能減少項(xiàng)目施工對(duì)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)、居民生活的影響。

4.2規(guī)模龐大、難度較高

施工單位在建設(shè)水利水電工程土石方工程時(shí)，首先需要開(kāi)展大規(guī)模的挖掘工作，一般情況下該環(huán)節(jié)施工活動(dòng)周期較長(zhǎng)，并且多數(shù)情況下都是在露天環(huán)境下開(kāi)展的。再加上該項(xiàng)目本身的特殊性，工程所在區(qū)域都是較為偏遠(yuǎn)的地區(qū)，地質(zhì)狀態(tài)不佳，容易受到惡劣地理環(huán)境的干擾，最終為土石方施工活動(dòng)的順利開(kāi)展造成阻礙。此外，大部分土石方工程都處于濕度較大的地區(qū)，一旦出現(xiàn)雷暴雨天氣，極有可能引發(fā)較為嚴(yán)重的地質(zhì)災(zāi)難，從而影響了土石方工程建設(shè)活動(dòng)的順利開(kāi)展。

5水利水電工程土石方施工關(guān)鍵技術(shù)要點(diǎn)把控

5.1土石方爆破技術(shù)

水利水電工程中的土石方爆破是指在工程施工過(guò)程中，使用炸藥雷管等爆破材料對(duì)土石方進(jìn)行爆破，以達(dá)到開(kāi)挖目的的一種廣泛應(yīng)用的施工方法。土石方爆破是土石方施工中最重要的工藝之一。土石方爆破工程必須由具有相應(yīng)爆破資質(zhì)和安全生產(chǎn)許可證的企業(yè)承擔(dān)。爆破作業(yè)人員應(yīng)取得有關(guān)部門頒發(fā)的資格證書(shū)，做到持證上崗。爆破工程作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)由具有相應(yīng)資格的技術(shù)人員負(fù)責(zé)指導(dǎo)施工。爆破前應(yīng)對(duì)爆區(qū)周圍的自然條件和環(huán)境狀況進(jìn)行調(diào)查，了解危及安全的不利環(huán)境因素。采取必要的安全防范措施。爆破警戒范圍必須在設(shè)計(jì)時(shí)明確劃定，危險(xiǎn)區(qū)邊界需設(shè)立明顯標(biāo)志，安排工作人員進(jìn)行警戒。爆破警戒時(shí)，應(yīng)確保指揮部、起爆站和各警戒點(diǎn)之間有良好的通信聯(lián)絡(luò)。爆破后應(yīng)檢查有無(wú)盲炮及其他險(xiǎn)情。

5.2土石方明挖施工技術(shù)

現(xiàn)代水利水電工程土石方建設(shè)過(guò)程中，微差爆破技術(shù)、預(yù)裂爆破技術(shù)以及光面爆破技術(shù)是其明挖技術(shù)施工的三種重要形式；其在施工效果控制的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)了工程效益的合理提升。具體而言，在明挖技術(shù)應(yīng)用過(guò)程中，施工人員應(yīng)注重以下要點(diǎn)把控：其一，合理利用爆破技術(shù)確保明挖土方的作業(yè)精度和質(zhì)量。其二，注重施工工序的合理搭配，進(jìn)而提升工程整體建設(shè)效率的提升。其三，注重分析項(xiàng)目平衡方法的科學(xué)應(yīng)用，進(jìn)而在施工技術(shù)、施工理念優(yōu)化的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)土石方使用率的提升和施工成本的節(jié)約。

5.3土石方平衡施工技術(shù)

隨著我國(guó)城鎮(zhèn)化、工業(yè)化水平越來(lái)越高，對(duì)于水資源、電力資源的要求也越來(lái)越高，水利水電工程的建設(shè)規(guī)模和數(shù)量呈現(xiàn)逐年遞增的趨勢(shì)。土石方類的項(xiàng)目數(shù)量在水利水電工程中占據(jù)相當(dāng)大的比重，因此控制好土石平衡是極其必要的。所謂土方平衡，即通過(guò)“土方平衡圖”計(jì)算出工程中需要從高處挖出的土方量和需要向低處填進(jìn)的土方量，從而大致掌握計(jì)劃外運(yùn)進(jìn)、出的土方量。在計(jì)劃基礎(chǔ)開(kāi)挖施工時(shí)，盡量減少外運(yùn)進(jìn)、出的土方量的工作，不僅關(guān)系到土方項(xiàng)目的工程成本，而且對(duì)現(xiàn)場(chǎng)平面布置有很大的影響。土方平衡工作是決定進(jìn)度計(jì)劃、征地、運(yùn)輸方案等工作的重要一環(huán)，然而大部分施工單位并未對(duì)此加以足夠的重視，技術(shù)人員僅憑經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行估算，多年未有進(jìn)步。土方平衡的錯(cuò)誤計(jì)算能夠?qū)е鹿こ淘靸r(jià)的增加，因此要用專門的算法來(lái)進(jìn)行計(jì)算。

5.4土石壩施工技術(shù)

土石壩是指施工地的土料、石料或混合料，經(jīng)過(guò)拋填、輾壓等工藝處理后，在充分混合的基礎(chǔ)上方堆筑而成的擋水壩。土石壩主體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作工藝簡(jiǎn)單靈活，對(duì)于地基的要求低，便于修建和維護(hù)；就地取材，節(jié)省了鋼材、水泥、木材等重要建筑材料，減少了筑壩材料的遠(yuǎn)途運(yùn)輸。基于上述優(yōu)點(diǎn)，土石壩是目前水利水電建設(shè)中應(yīng)用最廣、發(fā)展最快的壩型。但是，在廣泛應(yīng)用的同時(shí)，其施工質(zhì)量卻參差不齊。為確保水利水電工程土石方施工質(zhì)量，施工單位需從以下方面加強(qiáng)質(zhì)量控制：（1）合理選擇及應(yīng)用土石壩施工材料；（2）充分考察施工地的地形地貌，并以此為依據(jù)設(shè)計(jì)土石壩的應(yīng)用形式；（3）嚴(yán)格按照施工技術(shù)規(guī)范展開(kāi)操作，密切關(guān)注施工情況，隨時(shí)調(diào)整施工技術(shù)、完善施工方案。

5.5土石方地下施工技術(shù)

水利水電工程是一項(xiàng)龐大的系統(tǒng)工程，其施工范圍往往延伸至地下。雖然在工程開(kāi)展之前會(huì)對(duì)地下地形、水文條件進(jìn)行了解，并制定對(duì)應(yīng)的施工方案。但是實(shí)際施工時(shí)，地下結(jié)構(gòu)的處理經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)各種各樣的意外，施工人員在具體的操作中應(yīng)視具體的情況靈活運(yùn)用地下施工技術(shù)，保障水利水電工程地基的穩(wěn)定性和嚴(yán)密性。水利水電工程不僅對(duì)水量存貯進(jìn)行有效調(diào)節(jié)，更需在水力發(fā)電、農(nóng)田灌溉方面發(fā)揮重要作用。地下工程直接影響水利水電工程的水源調(diào)節(jié)功能，施工單位和個(gè)人應(yīng)該加強(qiáng)重視，確保水利水電工程服務(wù)社會(huì)、實(shí)現(xiàn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展的功能得到有效發(fā)揮。

6結(jié)束語(yǔ)

以目前我國(guó)水利水電工程項(xiàng)目的建設(shè)情況來(lái)看，土石方施工仍然是其重點(diǎn)施工環(huán)節(jié)，對(duì)整體工程的建設(shè)進(jìn)度、建設(shè)周期、建設(shè)質(zhì)量和成本造價(jià)都會(huì)產(chǎn)生重要影響?，F(xiàn)在大多數(shù)施工單位都能夠從工程項(xiàng)目的整體情況出發(fā)，嚴(yán)格控制土石方建設(shè)活動(dòng)，在優(yōu)良的傳統(tǒng)施工技術(shù)基礎(chǔ)上，積極探索更加科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)耐潦秸{(diào)配方法及其施工工藝，使得土石方調(diào)配能夠發(fā)揮其應(yīng)用的作用，為水利水電工程項(xiàng)目后期應(yīng)用提供保障。

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作者：莊桂亮 單位：黑龍江省水利水電集團(tuán)有限公司直屬公司