水利工程中土石壩填筑施工技術(shù)分析

鞠劍峰

（黔南州水利設(shè)計(jì)院 貴州都勻 558000）

水利工程中土石壩填筑施工技術(shù)分析

鞠劍峰

（黔南州水利設(shè)計(jì)院 貴州都勻 558000）

土石壩是水利系統(tǒng)不可缺少的一部分，做好土石壩結(jié)構(gòu)改造對(duì)水利調(diào)度具有重要意義。本文介紹了水利土石壩建設(shè)趨勢(shì)，介紹了土石壩填筑施工技術(shù)方案，為水利工程建設(shè)提供科學(xué)的指導(dǎo)依據(jù)。

水利工程；土石壩；填筑施工；技術(shù)

現(xiàn)代水利工程建設(shè)面臨諸多改造趨勢(shì)，重點(diǎn)加強(qiáng)施工階段的技術(shù)改良力度，有助于提高土石壩填筑施工水平。作為施工單位，要結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)施工條件，設(shè)定切實(shí)可行的土石壩施工技術(shù)方案，增強(qiáng)土石壩在水利系統(tǒng)中的抗害能力。

1 水利土石壩建設(shè)趨勢(shì)

土石壩泛指由當(dāng)?shù)赝亮?、石料或混合料，?jīng)過拋填、輾壓等方法堆筑成的擋水壩。水利土石壩工程投資大、周期長(zhǎng)、施工難，每一個(gè)環(huán)節(jié)對(duì)水利設(shè)施性能均會(huì)產(chǎn)生不利影響，設(shè)計(jì)是土石壩建造前期的重點(diǎn)環(huán)節(jié)，注重設(shè)計(jì)工藝改良是必不可少的。針對(duì)傳統(tǒng)設(shè)計(jì)模式存在的不足，要擬定切實(shí)可行的設(shè)計(jì)改革對(duì)策，為水利土石壩建造質(zhì)量提供多方面保障。水利土石壩工程投入大筆資金，在國(guó)家財(cái)政支出中占有較大的比例，對(duì)財(cái)政收入水平產(chǎn)生影響。設(shè)計(jì)是水利建設(shè)的規(guī)劃階段，設(shè)計(jì)方案直接決定著后期施工作業(yè)流程，搞好設(shè)計(jì)工作是工程單位的重要事務(wù)。

2 水利工程中土石壩填筑施工技術(shù)

壩體是土石壩項(xiàng)目施工主要對(duì)象之一，由于地質(zhì)環(huán)境差異性因素，壩體工程施工也面臨著地質(zhì)病害風(fēng)險(xiǎn)。為了進(jìn)一步提高施工質(zhì)量水平，正式動(dòng)工前期需做好地質(zhì)勘查與分析工作，掌握壩體工程地質(zhì)條件及其影響力，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工安排具有指導(dǎo)性作用。對(duì)于現(xiàn)代土石壩體結(jié)構(gòu)來說，壩體在發(fā)揮結(jié)構(gòu)性功能過程中，也面臨著施工質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)，尤其是不同材料成分組合下的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，增加了施工單位控制難度。

2.1 壩面作業(yè)的基本要求

壩面作業(yè)施工程序包括鋪料、整平、灑水、壓實(shí)（對(duì)于黏性土料采用平碾，壓實(shí)后尚須刨毛以保證層間結(jié)合的質(zhì)量）、質(zhì)檢等工序。為了不使各工序之間相互干擾，可按流水作業(yè)進(jìn)行組織單位壓實(shí)遍數(shù)的壓實(shí)厚度最大者，即在滿足設(shè)計(jì)干容重的條件下，壓實(shí)厚度同壓實(shí)遍數(shù)的比值最大者視為最經(jīng)濟(jì)合理的組合。填筑時(shí)做好施工質(zhì)量控制工作，對(duì)土石壩體性能具有多方面保障作用。清理是為了更好地完成施工操作，避免土石壩結(jié)構(gòu)受損引起的異常變形，擴(kuò)大了地基病害范圍，這對(duì)于后期水利是極為不利的，由施工單位安排相關(guān)人員參與清理。

2.2 鋪料與整平

（1）壩體結(jié)構(gòu)中，分區(qū)填筑要考慮結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，從地基構(gòu)造及受力分布來說，對(duì)地基工程結(jié)構(gòu)形成相對(duì)穩(wěn)定的模式，選用配套機(jī)械設(shè)備執(zhí)行操作流程，從而體現(xiàn)了結(jié)構(gòu)深化處理的穩(wěn)定性。鋪料宜平行壩軸線進(jìn)行，鋪土厚度要均勻，超徑不合格的料塊應(yīng)打碎，雜物應(yīng)剔除。進(jìn)入防滲體內(nèi)鋪料，自卸汽車卸料宜用進(jìn)占法倒退鋪土，使汽車始終在松土上行駛，避免在壓實(shí)土層上開行，造成超壓，引起剪力破壞。

（2）按設(shè)計(jì)厚度鋪料整平是保證壓實(shí)質(zhì)量的關(guān)鍵，一般采用帶式運(yùn)輸機(jī)或自卸汽車上壩卸料，采用推土機(jī)或平土機(jī)散料平土。分區(qū)填筑中，要對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行場(chǎng)地勘測(cè)，選擇適合土石壩區(qū)域建造的標(biāo)準(zhǔn)平臺(tái)，如：施工人員根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)假設(shè)機(jī)械碾壓作業(yè)區(qū)，為地基填筑提供技術(shù)平臺(tái)支撐；上、下攤鋪施工階段，控制填料粒徑大小，選擇合適材料參與攤鋪工作。

2.3 碾壓

（1）進(jìn)退錯(cuò)距法。操作簡(jiǎn)便，碾壓、鋪土和質(zhì)檢等工序協(xié)調(diào)，便于分段流水作業(yè)，壓實(shí)質(zhì)量容易保證錯(cuò)距寬度=碾滾凈寬/設(shè)計(jì)碾壓遍數(shù)。軟土層是造成土石壩結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定性的重要因素，由于軟土區(qū)地質(zhì)構(gòu)造易引起混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)不同類型的病害，現(xiàn)場(chǎng)施工必須做好加固處理設(shè)計(jì)與分析。施工單位在選用壩體前期，要嚴(yán)格設(shè)計(jì)配合比標(biāo)準(zhǔn)，通過強(qiáng)度試驗(yàn)方案確定地基結(jié)構(gòu)性能達(dá)標(biāo)。

（2）圈轉(zhuǎn)套壓法。要求開行的工作面較大，適合于多碾滾組合碾壓。其優(yōu)點(diǎn)是生產(chǎn)效率較高，但碾壓中轉(zhuǎn)彎套壓交接處重壓過多，易超壓。施工單位可靈活應(yīng)用預(yù)壓法、攪拌樁法、換填墊層法等，對(duì)軟土區(qū)混凝土結(jié)構(gòu)實(shí)施加固處理，為土石壩基礎(chǔ)或地面結(jié)構(gòu)創(chuàng)造更為穩(wěn)定的地質(zhì)環(huán)境。長(zhǎng)期以來，我國(guó)尤為重視材料工程學(xué)研究，對(duì)土石壩地基結(jié)構(gòu)進(jìn)行深入分析，掌握不同類型地基結(jié)構(gòu)性能。因此，要結(jié)合土石壩工程標(biāo)準(zhǔn)范疇，對(duì)壩體配制與施工方案優(yōu)化設(shè)計(jì)，提出切實(shí)可行的質(zhì)量控制模式。

2.4 接頭處理

在壩體填筑中，層與層之間分段接頭應(yīng)錯(cuò)開一定距離，同時(shí)分段條帶應(yīng)與壩軸線平行布置，各分段之間不應(yīng)形成過大的高差。接坡坡比一般緩于1：3。壩體填筑中，為了保護(hù)黏土心墻或黏土斜墻不致長(zhǎng)時(shí)間暴露在大氣中遭受影響。一般都采用土、砂平起的施工方法。土、砂平起填筑，采用兩種施工方法：①先土后砂對(duì)壩身與混凝土結(jié)構(gòu)物進(jìn)行組合，靠近混凝土結(jié)構(gòu)物部位不能采用大型機(jī)械壓實(shí)時(shí)，可采用小型機(jī)械夯或人工夯實(shí)；②填土碾壓時(shí)，要注意混凝土結(jié)構(gòu)物兩側(cè)均衡填料壓實(shí)，以免對(duì)其產(chǎn)生過大的側(cè)向壓力，影響其安全。

3 土石壩填筑施工注意事項(xiàng)

安全水利是國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)重點(diǎn)，對(duì)提升國(guó)民經(jīng)濟(jì)實(shí)力及水利行業(yè)發(fā)展具有深遠(yuǎn)影響，也是新時(shí)期各個(gè)國(guó)家經(jīng)濟(jì)戰(zhàn)略改革重點(diǎn)。當(dāng)前，施工技術(shù)是影響安全隱患的關(guān)鍵，如何在安全水利轉(zhuǎn)型中發(fā)揮技術(shù)應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，才能占據(jù)市場(chǎng)的主導(dǎo)地位。面對(duì)早期土石壩建設(shè)存在的安全問題，我國(guó)必須堅(jiān)持科技創(chuàng)新與改革思路。“安全”是一種發(fā)展概念，也是經(jīng)濟(jì)戰(zhàn)略中的新思維，實(shí)現(xiàn)安全水利模式才能贏得可持續(xù)發(fā)展利益。

（1）基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)。一般來說，施工人員可選擇高性能防碳化材料，土石壩正式投入使用前多次涂刷，能起到很好的防碳化效果。壩基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)是現(xiàn)代土石壩建造不可缺少的一部分，利用壩基礎(chǔ)可實(shí)時(shí)調(diào)控土石壩結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，為地方水利運(yùn)行創(chuàng)造了有利條件。除了針對(duì)壩基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)采取病害處理方案外，還需擬定切實(shí)可行的病害檢測(cè)方案，增強(qiáng)壩基礎(chǔ)工程的抗害能力。

（2）抗滑結(jié)構(gòu)。土石壩是水利工程改造趨勢(shì)，設(shè)定大跨度空間可增強(qiáng)土石壩結(jié)構(gòu)性能，為區(qū)域水利建設(shè)提供基礎(chǔ)保障。施工單位要及時(shí)擬定邊坡抗滑樁施工方案，從施工工藝、施工操作等方面進(jìn)行控制，具體如下：抗滑樁工程施工工藝：樁基施工→場(chǎng)平土方開挖→錨桿施工→樁間擋板→擋墻，應(yīng)施工完樁后再進(jìn)行場(chǎng)平土方開挖，樁基施工順序必須按逆作法進(jìn)行施工，應(yīng)分層開挖，開挖高度不大于1.0m。

（3）加固結(jié)構(gòu)。土石壩加固是對(duì)原有地基層的優(yōu)化改造，改良工藝設(shè)計(jì)要注重安全需求，以維持土石壩水利安全為中心開展施工活動(dòng)。施工單位可事先進(jìn)行地質(zhì)勘察與分析，對(duì)地基層狀態(tài)提出改造規(guī)劃，以地基標(biāo)準(zhǔn)為參考擬定加固方案。基于加固工藝改良條件下，施工單位要結(jié)合軟土區(qū)特點(diǎn)擬定科學(xué)施工方法，結(jié)合加固工藝提出切實(shí)可行的施工方案。例如，堆載工藝、真空工藝、反壓工藝、強(qiáng)夯工藝等，是軟土土石壩加固改良的幾種常用方式。

4 結(jié)論

總之，土石壩是水利公建設(shè)不可缺少的一部分，對(duì)土石壩填筑施工進(jìn)行技術(shù)改良，可以進(jìn)一步提高工程結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，增強(qiáng)土石壩體的抗害能力。填筑施工工藝設(shè)計(jì)中，要做好前期規(guī)劃與設(shè)計(jì)，對(duì)填筑施工流程及技術(shù)方案進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)交底，確保施工人員嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行操作。對(duì)于土石壩結(jié)構(gòu)潛在的病害風(fēng)險(xiǎn)，要及時(shí)安排人員進(jìn)行預(yù)處理，降低各種病害帶來的風(fēng)險(xiǎn)隱患。

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TV641

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1004-7344（2016）20-0115-02

2016-7-2

鞠劍峰（1975-），男，工程師，主要從事水利工程設(shè)計(jì)工作。