水利水電工程中土石壩施工技術(shù)探討

李子輝

（廣西斌豪建設(shè)發(fā)展有限公司，廣西 南寧 530001）

土石壩在壩工建設(shè)中有著悠久的歷史，隨著社會的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，土石壩以全新的觀念和技術(shù)躍居壩工建設(shè)的榜首。因土石壩的施工所用材料一般采用就地開采，同時在施工中充分利用各種開挖料，包括當(dāng)?shù)赝亮?、石料或混合料，土石壩的施工即是將這些材料經(jīng)過拋填、輾壓等方法堆筑成的擋水壩，故土石壩又稱作當(dāng)?shù)夭牧蠅?，對于壩體材料以土和砂礫為主時，稱土壩；以石渣、卵石、爆破石料為主時，稱堆石壩；當(dāng)兩類當(dāng)?shù)夭牧暇枷喈?dāng)比例時，稱土石混合壩。

根據(jù)不同的施工方法可以將土石壩分成以下幾種類型，分別是：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。碾壓式土石壩由于其對于基礎(chǔ)的要求不高并且能夠適應(yīng)基礎(chǔ)變形的優(yōu)點(diǎn)，是施工中最常用的壩型。根據(jù)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(jù)土料在壩體中的分配與防滲體的材料又可以分為均質(zhì)壩、土質(zhì)心墻壩、土質(zhì)斜墻壩以及人工材料心墻壩等多種類型。

1 土石壩的優(yōu)點(diǎn)及缺點(diǎn)分析

1.1 土石壩的優(yōu)點(diǎn)

土石壩工程都是就近取材或者就地取材，大大節(jié)省了鋼材、水泥和木材等建筑材料，減少了運(yùn)輸費(fèi)用，減少了工程的成本。

土石壩結(jié)構(gòu)簡單，建成以后維修比較簡單，在原有的壩建基礎(chǔ)上進(jìn)行加高和擴(kuò)建比較容易進(jìn)行。

由于土石壩的壩身是土石散粒結(jié)構(gòu)，它適應(yīng)變形的特點(diǎn)非常突出，因此在選擇搭建壩基時，對低級的要求很低。

土石壩的施工還有技術(shù)簡單，工序少，組合機(jī)械能很快施工的優(yōu)點(diǎn)。

1.2 土石壩的缺點(diǎn)

對于排洪方面由于壩頂不能溢洪，一般要另外設(shè)計(jì)溢洪道。

由于土石壩的材料很大一部分都是黏性的土料，因此它的填筑會因氣候的變化而受到影響。散粒結(jié)構(gòu)的壩身容易導(dǎo)致壩體沉陷和不均勻沉陷。

2 土石壩施工技術(shù)探討

2.1 料場規(guī)劃

土石壩施工中，料場的合理規(guī)劃和使用，是土石壩施工中的關(guān)鍵技術(shù)之一，它不僅關(guān)系到壩體的施工質(zhì)量、工期和工程造價，甚至還會影響到周圍的農(nóng)林業(yè)生產(chǎn)。

空間規(guī)劃。系指對料場位置、高程的恰當(dāng)選擇，合理布置。時間規(guī)劃，是要考慮施工強(qiáng)度和壩體填筑部位的變化。質(zhì)與量的規(guī)劃，應(yīng)對地質(zhì)成因、產(chǎn)狀、埋深、儲量以及各種物理力學(xué)指標(biāo)進(jìn)行全面勘探和試驗(yàn)。不僅應(yīng)使料場的總儲量滿足壩體總方量的要求，而且應(yīng)滿足施工各個階段最大上壩強(qiáng)度的要求。料盡其用，充分利用永久和臨時建筑物基礎(chǔ)開挖碴料。

2.2 土石料加工與運(yùn)輸

清除表層及不合格料后的上山料場的土料均可上壩填筑，但由于粘土顆粒小,比表面積大，親水性強(qiáng)，水對土料工程性能影響大,填筑壓實(shí)有最佳狀態(tài)的最優(yōu)含水率問題,鑒于有此特點(diǎn)，要求對土料的含水率進(jìn)行控制，必要時按規(guī)范進(jìn)行水份調(diào)節(jié)處理，保證在填筑壓實(shí)時含水率在最優(yōu)含水率±2%左右為合格料。調(diào)整土料含水量有兩種方法：第一，降低土料含水量的方法有挖裝運(yùn)卸中的自然蒸發(fā)、翻曬、摻料、烘烤等方法。第二，提高土料含水量的方法有在料場加水，料堆加水，在開挖、裝料、運(yùn)輸過程中加水。礫土中超徑石含量不多時，常用裝耙的堆土機(jī)先在料場中初步清除，然后在壩體填筑面上進(jìn)行填筑平整時再作進(jìn)一步清除；當(dāng)超徑石的含量較多時，可用料斗加設(shè)蓖條篩(格篩)或其他簡單篩分裝置加以篩除，還可采用從高坡下料，造成粗細(xì)分離的方法清除粗粒徑。粗粒徑較大的過渡料宜直接采用控制爆破技術(shù)開采，對于較細(xì)的、質(zhì)量要求高的反濾料，墊層料則可用破碎、篩分、摻和工藝加工。

在土石壩的施工過程中，從料場開挖開始到運(yùn)輸?shù)纫徽麄€環(huán)節(jié)的各個工序，都可以由一個互相配套的程序來機(jī)械性的完成。這樣就可以形成一個完整的施工流程，也就是綜合性的機(jī)械化施工流程。尤其是對于那些大型的土石壩工程中實(shí)現(xiàn)綜合機(jī)械化的施工，就可以更好的提高施工水平和技術(shù)，有效的提高土石壩工程的建設(shè)速度。

2.3 填筑施工

土石壩壩面作業(yè)施工程序包括鋪料、攤鋪、灑水、壓實(shí)、質(zhì)檢等工作。壩面作業(yè)，工作面狹窄，工種多，工序多，機(jī)械設(shè)備多，施工時需有妥善的施工組織規(guī)劃。為避免壩面施工中的干擾，延誤施工進(jìn)度，土石壩壩面作業(yè)宜采用流水作業(yè)施工。流水作業(yè)施工組織應(yīng)先按施工工序數(shù)目對壩面分段，然后組織相應(yīng)專業(yè)施工隊(duì)依次進(jìn)入各工段施工。

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(zhì)量；第二就是保證了有盡可能大的碓石的填筑面，這樣有利于大型的機(jī)械進(jìn)行施工；第三就是有利于在繼續(xù)填筑的時候布置到防滲區(qū)的道路中；有利于減少料屆的偏差以及相鄰料的平起填筑的時候的跨縫碾壓等。

土石壩分層強(qiáng)夯填筑時，應(yīng)控制每層土石填筑厚度，在10m～20m之間;采用大能量的夯擊動力預(yù)壓，以提高土石料的密度，消除土石料的變形；分層鋪筑分層夯實(shí)，在夯擊后的土石層中填筑新的土石層，再進(jìn)行新的夯擊，直至達(dá)到壩體需要的高度?？刂泼繉油潦钪穸扰c采用夯擊動力的能量，使壩體密度、壩料的強(qiáng)度和模量顯著提高，施工工程量和工程造價大大降低，使土石料的密度達(dá)到最大，填筑完成后壩體的沉降明顯減少。

2.4 結(jié)合部位施工

土石壩施工中，壩體的防滲土料不可避免地與地基、岸坡、周圍其他建筑的邊界相結(jié)合：由于施工導(dǎo)流、施工方法、分期分段分層填筑等的要求，還必須設(shè)置縱橫向的接坡、接縫。這些結(jié)合部位會影響到整個壩體的整體性以及質(zhì)量，因?yàn)榻悠乱约敖涌p如果過多的話，還會對整個壩體的填筑強(qiáng)度產(chǎn)生影響，尤其是影響到機(jī)械化的施工。所以對于施工所以說對于壩體的結(jié)合部位的施工，一定要采取合理并且可靠的技術(shù)措施，同時還要加強(qiáng)對質(zhì)量的控制和管理，一定要確保壩體的質(zhì)量能夠符合預(yù)先的設(shè)計(jì)要求。

2.5 反濾層的施工

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(yīng)機(jī)械化施工，填筑強(qiáng)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。根據(jù)防滲體土料和反濾層填筑的次序，搭接形式的不同，可分為先土后砂法和先砂后土法。

無論是先砂后土法或先土后砂法，土砂之間必然出現(xiàn)犬牙交錯的現(xiàn)象。反濾料的設(shè)計(jì)厚度，不應(yīng)將犬牙厚度在內(nèi)，不允許過多削弱防滲體的有效斷面，反濾料一般不應(yīng)伸人心墻內(nèi)，犬牙大小由各種材料的休止角所決定，且犬牙交錯帶不得大于其每層鋪土厚度的 1.5～2 倍。

在近幾年來，由于土石壩在經(jīng)濟(jì)以及施工上的優(yōu)越性和速度上的便捷，都讓其再建設(shè)工程中受到越來越多的重視，具有了更強(qiáng)的競爭力。土石壩的施工技術(shù)對于土石壩的建設(shè)有著重要的意義，正確選擇施工方法與良好的控制施工質(zhì)量對于土石壩的穩(wěn)定性起著非常大的作用，因此在實(shí)際施工中，要注意從科學(xué)的角度合理的分析施工的工期，制定好施工計(jì)劃，嚴(yán)格按照計(jì)劃按期完成目標(biāo)，使各種材料以及施工都人員能夠得到充分的發(fā)揮，相互配合，使土石壩建設(shè)工程日趨完善。

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