水利水電工程中土石壩施工技術研究

陳忠頂

（古田縣卓洋水工混凝土模板施工有限公司 福建古田　352200）

水利水電工程中土石壩施工技術研究

陳忠頂

（古田縣卓洋水工混凝土模板施工有限公司 福建古田352200）

在水利水電工程的施工過程中，土石壩施工技術有著重要地位，由于其操作簡單，取材便捷且成本較低，因此在水利水電工程的具體施工中有著廣泛應用。然而，就目前我國土石壩技術的應用成果進行分析，其在施工中還存在一定的問題，本文將對水利水電工程中的土石壩技術進行探討，旨在能給相關施工人員提供一定的方法借鑒和參考。

水利水電；工程；土石壩；施工技術

引言

土石壩是水利水電工程施工中最廣泛建設的工程之一，其壩型結構簡單、容易施工、節(jié)約建材。隨著近年來施工技術以及機械設備的不斷完善，機械化水平的大大提高促使施工所需人力的下降，因此土石壩在我國水利工程建設中得到了越來越廣泛的應用。因此為了更好地保障水利工程建設的質(zhì)量，要對其施工技術進行深入的研究分析，保證土石壩施工順利的完成。

1　水利水電工程中土石壩施工技術概述

土石壩指的是在水利水電工程建設過程中，利用工程當?shù)氐囊恍┩亮弦约笆系冉?jīng)過一定的加工堆砌而成的擋水壩。這種擋水壩的施工操作較為簡單，材料易得，而且對于施工條件等要求不高。由于土石壩的施工主要以碾壓或者是拋填的方式，因此很容易出現(xiàn)滲漏的現(xiàn)象。因此，在土石壩施工之前，要對當?shù)氐纳笆牧系馁|(zhì)量等進行細致地研究，這樣才能對施工過程中出現(xiàn)的問題進行把握，進而提高土石壩技術的施工水平。從整體上來看，這種施工技術的優(yōu)點較為明顯，主要是節(jié)省材料，就地取材可以有效地降低相應的運輸成本，同時還可以縮短工期。在土石壩投入使用之后，如果出現(xiàn)了一些質(zhì)量問題，可以對其進行及時的檢修和維護。另外，土石壩技術可以充分地利用大型的機械設備來進行，石壩出現(xiàn)位移或者是變形的問題還很少；另一方面，土石壩工程的溢洪和防滲能力較弱，導流不便而且土石材料本身也會受到氣候條件的影響。因此，作為相關的建筑和施工人員，要結合土石壩的優(yōu)點和不足來對其進行全面地掌握，最大限度地提高土石壩的施工質(zhì)量。

2　水利水電工程中采用土石壩施工技術的優(yōu)缺點

2.1土石壩施工的優(yōu)點

當前水利水電工程施工中，采用最廣泛的壩型就是土石壩施工技術，其主要有以下優(yōu)點：

①施工所需材料基本上就是土料或石料，這些材料，當?shù)鼐涂梢匀〉?，這就能在很大程度上節(jié)約所需的鋼材、砂石、水泥、木材等建筑資源，同時減少了在施工過程中進行遠距離材料運輸所產(chǎn)生的費用。②土石壩的結構是土石松散型顆粒結構，其能夠有效的克服變形等問題，在進行土石壩壩基的選擇時，可以降低其對地質(zhì)條件方面的要求。③由于土石壩壩基的建筑結構簡單，因此在其后期的維護和改擴建工程中相對簡單，容易操作。且該壩型施工工序相對較少，對施工的技術要求比較簡單，施工較為簡易。

2.2土石壩施工的缺點

由于土石壩施工技術其自身具有簡單性要求低的特點，導致在其施工中存在一些缺陷，主要表現(xiàn)在以下幾點：

①施工受氣候條件影響比較大，在惡劣氣候如雨季和嚴寒冰凍情況下，填土質(zhì)量難以保證，往往導致施工延期，增加了工程的造價。②由于土石壩壩身自身不能溢流，要求施工期洪水全部通過導流隧洞或涵洞排泄，施工導流并不如硅壩或者漿砌石方便。③壩身一般不允許泄洪，需另建泄洪建筑物，往往給樞紐布置帶來困難。另外，由于結構特性，土石壩容易出現(xiàn)較大的沉陷或是不均勻沉降。

3　土石壩施工技術分析

3.1土石壩筑壩材料

在選壩階段，一定要從時間因素、空間因素及質(zhì)量因素等多種方面進行充分的考慮。料場的土料儲備一般要比標準的儲量高出1.5～2倍，在提供備用料時也應該對備用料的存放場地進行一定的檢查，對黏性土質(zhì)要按照要求進行取樣，布孔之間的間距應該控制在50～100m之間，防滲材料需要經(jīng)過專業(yè)的機構的檢測，對其含水量進行檢測。防滲土料的質(zhì)量主要取決于其防滲性，防滲系數(shù)要符合相關的要求。另外，要滿足施工的要求，土料的含水量應該達到施工要求的最好的標準，同時壓實材料要確保壩面的強度。反濾料和過濾料要能夠確保其堅硬程度能夠滿足施工的要求，在反濾料的制作中不能用砂料做主料，至少還要添加一些起到一定作用的材料。

3.2土石料的開采與加工

在開采前要做好相應的準備工作，對料場進行具體的區(qū)分切且進行清晰的劃分，同時還要將覆蓋層上的雜物進行及時的清理，要按照相關的要求來進行排水設施的建設。為了能夠更好地保證施工的順利進行，還要對施工道路進行合理的布局和修建。一般來說，土料的開采方式可以分為兩種：①立采；②平采。前者比較適合土層相對較厚、原料含水量接近建筑含水量的開采工作，更加適合于土層數(shù)量相對較多，土層的差異性也相對較大的開采；后者就比較適用于土層厚度相對較小土層的數(shù)量也比較少，水分含量比較高需要進行一定的脫水處理的開采，在規(guī)劃的過程中一定要合理地將整個區(qū)域劃分成若干區(qū)域，在不同區(qū)域要采用不同的方式對其進行加工處理。

3.3施工設備選型

①施工設備應該在性能上能夠滿足施工的要求，施工時對施工對象本身的一些特點不會起到負面影響，同時設備本身還要能夠適應整個施工場地，從而在施工當中可以更好地保證施工的效率和質(zhì)量。②施工設備應該具有良好的性能，穩(wěn)定性一定要強，同時還要能更好地保證施工人員在對其進行操作的過程中不會出現(xiàn)安全事故，操作不能太過復雜，結構要相對簡單，這樣才能為其維修和保養(yǎng)提供便利。③在施工過程中，機械之間的協(xié)調(diào)配合也是非常重要的，每一個設備都要充分發(fā)揮其功能，尤其要關注的是關鍵設備的運行狀態(tài)和工作效率。④在進行設備的選購過程中，要對設備自身的費用以及設備在維護當中需要花費的資金都要仔細的考量，在此基礎上還要對設備的性能進行對比，對于在施工當中發(fā)揮著關鍵作用的機械一定要選擇性能好、質(zhì)量也好的類型，這樣才能更好地保障施工的順利進行（具體設備選擇流程如圖1）。

圖1　機械設備選擇流程圖

3.4土石壩填筑與壓實

完成清基后，壩體的填筑工作要從最低洼出開始進行，要想將壩面填平，再將其劃分成幾個區(qū)段，進行流水施工作業(yè)并分層進行填筑工作，用自卸汽車將涂料運送到壩面后，經(jīng)鋪土、平土和壓實等主要工序后，從而完成整個填筑層的施工。

（1）鋪土。鋪土要沿壩軸線的方向進行，土料要鋪填均勻以減少平土的工作量，將超徑、不合格的土塊打碎，石塊剔除。當自卸汽車進到防滲體的填筑區(qū)進行鋪土工作時，采取進占法（具體如圖2）進行倒退鋪土，從而防止土料超過壓實功導致發(fā)生剪切破壞，每隔50m在壩面上設置專用道口，避免汽車因穿越反濾層將反濾料帶入防滲體內(nèi)，導致土料反濾料的邊線混淆，影響壩體質(zhì)量。為保證斷面設計，在進行上下游邊坡的鋪土時，預留1.0m的寬度。

圖2　進占法示意圖

（2）平土。平土要按照設計的厚度進行分層平整，用拉線控制平土的厚度，選用人工或者機械進行平土。自卸汽車進行集中卸料時要用推土機將其平整；塑性心墻壩以及塑性斜墻壩的鋪筑面要向上游傾斜1～2%的坡度，可將其鋪成中部凸起且分別向上下游傾斜1～2%的坡度。在施工期間雨水排泄處的鋪填應保持其土層平整完好，以免因雨后積水影響施工進程。

（3）壓實。保證壓實時碾壓機具的開行方向與壩軸線方向互相平行，采用拖拉機進行碾壓時，碾壓方法要采取進退錯距法；碾壓遍數(shù)要進行嚴格的控制，避免出現(xiàn)漏壓或過壓現(xiàn)象。對于已遭到剪切破壞的“橡皮土”進行全部清除，重新鋪填壓實分段碾壓，并采用小型夯實機具進行夯實。

3.5心墻反濾料的施工

（1）先對反濾料的位置進行確定，采用挖掘機配合人工進行鋪料，反濾料要呈梯形鋪設，保證其上下層搭接的寬度大于等于50cm。先碾壓反濾料及附近的土料，然后再碾壓土及砂殼。在心墻的施工中，要注意保證心墻和砂殼平衡的上升，材料易干裂會影響其質(zhì)量；砂殼若上升的太快，會導致施工困難。

（2）防滲體的土料和反濾料在每次填壓時層厚都不同，因此要采取一定的措施以保證其平起施工。目前，大多土石壩施工采用土砂平起施工法，根據(jù)土料和反濾料填筑的先后順序不同，土砂平起施工法可分為先土后砂和先砂后土法。

（3）塑性斜墻壩的施工，砂殼修筑達到一定高度或達到設計高程之后，再進行斜墻土料的填充，使砂殼有較大的沉陷，從而避免因砂殼的沉陷不均導致斜墻裂縫。對于已筑好的斜墻，要及時在其上游面鋪墊好保護層，保護層隨著斜墻的增高而增高，且其相差的高度不大于2m，從而防止斜墻土料出現(xiàn)干裂。

3.6接縫處理

壩體進行分段分期施工時，壩體內(nèi)將出現(xiàn)橫向和縱向施工接縫，對于接縫面要認真處理，保證結合良好，防止形成滲水通道和因壩體不均勻沉降導致開裂。為了保證防滲體要求的整理性，一般不設縱向接縫。對于橫向接縫，當兩邊壩面高差在1m以上時，其結合坡度不應陡于1：3，并在坡面上加設結合槽，以增加防滲效果，結合槽一般深0.25m，底寬0.5m，兩側邊坡1：1，其間距約5m左右。

4　結束語

綜上所述，水利水電工程對于人們的日常生活有著不可忽視的作用，因此在水利水電工程的施工過程中，一定要充分保證其建造的質(zhì)量，這樣才能不影響人們的日常生活。在水利水電工程施工中，土石壩的施工質(zhì)量對整個工程的安全運行影響非常大，所以在其施工過程中，一定要保證每個施工環(huán)節(jié)都非常的規(guī)范，保證水利工程能夠發(fā)揮積極的作用。

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2015-4-29