水利工程土石壩施工的技術(shù)分析

饒鋒

（重慶恒瑞建筑工程有限責(zé)任公司，重慶 409000）

0 引言

水利工程施工建設(shè)中，土石壩施工主要強(qiáng)化就地取材的施工方式，應(yīng)用施工區(qū)域的石料和土方進(jìn)行回填，并對(duì)回填區(qū)域和材料進(jìn)行碾壓夯實(shí)。土石壩施工技術(shù)屬于相對(duì)傳統(tǒng)的施工技術(shù)之一，在新時(shí)代背景下，水利工程中土石壩施工技術(shù)也需要強(qiáng)化技術(shù)的革新與進(jìn)步。因此本文針對(duì)水利工程施工中土石壩施工技術(shù)進(jìn)行著重分析有重要的實(shí)踐意義和應(yīng)用價(jià)值。

圖1 施工流程

1 水利施工中土石壩施工特點(diǎn)及原則

1.1 施工特點(diǎn)

土石壩施工技術(shù)相對(duì)傳統(tǒng)，是在水利工程施工建設(shè)中由前輩工程師傳承和應(yīng)用下來(lái)的，在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中優(yōu)勢(shì)明顯，特別是與其他類型的擋水壩相比，土石壩施工技術(shù)成本更低，程序更簡(jiǎn)單。土石壩施工技術(shù)的主要優(yōu)勢(shì)集中于取材方便和施工成本低廉，應(yīng)用此類施工技術(shù)受周邊自然環(huán)境或其他條件影響較少，且施工技術(shù)更加簡(jiǎn)便，利于操作，這些優(yōu)勢(shì)同樣也使土石壩施工技術(shù)在水利工程施工建設(shè)中應(yīng)用越發(fā)廣泛，備受青睞。因?yàn)橥潦瘔问┕に鶓?yīng)用的材料取決于施工區(qū)域或當(dāng)?shù)卮祟愂吓c土料在運(yùn)輸成本方面更低廉，且針對(duì)水利工程堤壩進(jìn)行運(yùn)營(yíng)和養(yǎng)護(hù)更加便捷。但不容忽視的是，應(yīng)用土石壩施工同樣也存在諸多缺點(diǎn)，例如導(dǎo)流效果差，土石壩黏聚力較小甚至?xí)嬖趫?jiān)固程度不足而出現(xiàn)沉降、滲漏等諸多問(wèn)題，一旦發(fā)生洪澇災(zāi)害則會(huì)面臨泄洪的風(fēng)險(xiǎn)，不僅造成水利資源的浪費(fèi)，同樣也嚴(yán)重危及人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全。

1.2 施工原則

水利施工中應(yīng)用土石壩技術(shù)需要始終堅(jiān)持三大原則，分別為穩(wěn)定性、科學(xué)性和經(jīng)濟(jì)與質(zhì)量性原則。首先在穩(wěn)定性原則中，主要體現(xiàn)為土石壩施工擋水效果較好，且整體壩體相對(duì)穩(wěn)定且牢固，在水利工程施工中能夠有序開展和應(yīng)用。其次，在科學(xué)性原則中，更加集中于水利施工應(yīng)用相關(guān)施工技術(shù)需要以科學(xué)合理為前提，不可直接簡(jiǎn)單馬虎地應(yīng)用土料和石料進(jìn)行填充，要始終保持水利工程施工建設(shè)的安全性和穩(wěn)定性。最后在經(jīng)濟(jì)與質(zhì)量性原則中，需要保障水利工程施工建設(shè)的整體質(zhì)量水平，并在此基礎(chǔ)上有效降低施工建設(shè)成本，更好地實(shí)現(xiàn)水利工程施工建設(shè)的良好經(jīng)濟(jì)效益。在進(jìn)行水利工程施工中，所堅(jiān)持的土石壩施工原則能夠有效保障施工安全和高質(zhì)量化，促進(jìn)施工順利開展。

2 水利土石壩工程筑壩施工技術(shù)要點(diǎn)

2.1 土石壩填筑施工前期的質(zhì)量控制

大壩正式建設(shè)準(zhǔn)備工作前的工作必須做好充分準(zhǔn)備。每個(gè)建筑都必須以建筑計(jì)劃為基礎(chǔ)，建筑計(jì)劃的要求當(dāng)然不能由設(shè)計(jì)師自己承擔(dān)。相反，機(jī)械工程師必須徹底檢查施工現(xiàn)場(chǎng)，以查明大壩可能存在的問(wèn)題。根據(jù)實(shí)證測(cè)量設(shè)計(jì)大壩，結(jié)合當(dāng)前的技術(shù)經(jīng)濟(jì)形勢(shì)。與大壩的其他特性相比，所使用的充填材料是可以現(xiàn)場(chǎng)提取的材料。為此，員工必須在施工準(zhǔn)備前就材料進(jìn)行協(xié)商，以避免出現(xiàn)所選材料不能處理的材料或不能作為水壩建造材料的問(wèn)題。除了以前的設(shè)計(jì)和物料短缺外，在施工過(guò)程中定期進(jìn)行質(zhì)量和工程檢查，監(jiān)測(cè)和及時(shí)解決施工過(guò)程中的質(zhì)量問(wèn)題。大壩建筑的位置也需要事先明確，確保大壩工程順利進(jìn)行。

2.2 運(yùn)輸和挖掘

土方工程開挖時(shí)，需要一種基于建筑面積地質(zhì)特征和土金屬分布的適當(dāng)開挖方法。運(yùn)輸方式取決于自動(dòng)排水運(yùn)輸方式，或者也可以通過(guò)膠帶豐子材料運(yùn)輸石料到水電站現(xiàn)場(chǎng)。地面沉降有兩種方法：淺挖和三維挖。一種從建筑的現(xiàn)實(shí)世界中挖掘的方法，或兩種形式的天然氣挖掘的組合，從土塊需求和土質(zhì)分布中最佳選擇機(jī)械模式，圖2為土方開挖施工。

圖2 土方開挖施工

2.3 填料鋪筑

在填料鋪筑環(huán)節(jié)中，首先需要進(jìn)行卸料與平料，該環(huán)節(jié)需要用到自卸汽車，其會(huì)采用進(jìn)占法卸料的方式，具體來(lái)說(shuō)，就是讓載滿砂料的汽車在平整好的松土層上行進(jìn)，一邊行進(jìn)一邊卸料，保證施工各區(qū)域都可以有滿足施工要求的砂料，然后按照設(shè)計(jì)厚度，利用推土機(jī)向前進(jìn)路來(lái)平料。在實(shí)際施工中還需要注意以下幾個(gè)方面的問(wèn)題：①作業(yè)方向，需要保持汽車行進(jìn)的方向與壩軸線平行的方向保持一致，按照“隨卸、隨平、隨檢”的原則進(jìn)行施工，按照相關(guān)的設(shè)計(jì)要求，砂料的鋪筑厚度需要保持均勻，且向上游設(shè)1%~2%的坡度，期間要觀察是否有粒徑超標(biāo)的石料，將其打碎再平整即可；②在防滲體內(nèi)進(jìn)行填料鋪筑作業(yè)的時(shí)候可以采用進(jìn)占法倒退鋪料，這樣汽車始終處于松土層上行進(jìn)，可以避免汽車對(duì)壓實(shí)土層造成剪力破壞的問(wèn)題，除此以外，還應(yīng)該設(shè)置專用“路口”，避免汽車在行進(jìn)過(guò)程中將反濾料帶入防滲體，保證防滲體的使用性能不受影響；③在作業(yè)最后還需要用推土機(jī)進(jìn)行平料，保證壩面起伏保持均勻，嚴(yán)禁存在坑洼不平的情況。

2.4 土石壩填筑施工過(guò)程中過(guò)渡層建筑的質(zhì)量控制

能改善大壩的施工，保證大壩的使用壽命。在設(shè)計(jì)地層時(shí)使用的材料是由泥土構(gòu)成的，因此還需要加強(qiáng)以確保材料密度符合規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)，以確保地層不會(huì)被水穿透和破壞。與防過(guò)濾層一樣，在展開過(guò)程中還需要大型機(jī)械工具和精心應(yīng)用的材料來(lái)完成建筑師的圖紙?jiān)O(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)與過(guò)渡層不同的層時(shí)，將根據(jù)無(wú)法合并的數(shù)據(jù)使用不同的工具擠壓材質(zhì)。大壩的每一步都需要進(jìn)行詳細(xì)的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量，使施工人員能夠在設(shè)計(jì)圖紙之后立即工作，以保證大壩的質(zhì)量。保護(hù)大壩不受水的影響，保護(hù)大壩。

2.5 碾壓施作

填筑鋪料環(huán)節(jié)完勝以后就需要進(jìn)行碾壓施工，嚴(yán)格按照施工流程，避免出現(xiàn)漏壓、超壓等情況。碾壓機(jī)器在行進(jìn)的時(shí)候還需要注意與壩軸線平行，在邊界處還要處理好接頭工作，通過(guò)重復(fù)碾壓，每行重疊量為20~30cm，這樣可以防止漏壓。在碾壓作業(yè)中，設(shè)備選型至關(guān)重要，其關(guān)系到壓實(shí)作用力的發(fā)揮，因此應(yīng)該綜合考慮設(shè)備的碾壓施工強(qiáng)度及壓實(shí)要求，以便設(shè)備可以與作業(yè)面相適應(yīng)。在筑壩施工中使用的碾壓方式也不同，一般是根據(jù)碾壓設(shè)備的不同來(lái)選擇，有進(jìn)退錯(cuò)距法和圈轉(zhuǎn)套壓法兩種碾壓方式，其中進(jìn)退錯(cuò)距法的操作更加簡(jiǎn)單，在分段流水作業(yè)中可以得到有效應(yīng)用；而圈轉(zhuǎn)套壓法的作業(yè)效率比較高，一般用于工作面要求較大的情況下，但是該方式在轉(zhuǎn)彎交界處容易出現(xiàn)超壓的情況，轉(zhuǎn)彎的四角出還容易漏壓，所以壓實(shí)質(zhì)量得不到保障。

2.6 不斷優(yōu)化土石壩施工結(jié)構(gòu)

在水利工程土石壩施工中，施工人員始終是重要的部分和關(guān)鍵環(huán)節(jié)，施工人員的專業(yè)技能水平和技術(shù)要素能夠直接影響和決定土石壩的質(zhì)量。因此實(shí)現(xiàn)土石壩施工結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，需要從施工人員的角度和施工技術(shù)方面進(jìn)行著重提升。在進(jìn)行水利工程施工時(shí)，建設(shè)方需要科學(xué)選擇施工團(tuán)隊(duì)，避免直接選用缺少必要的施工資質(zhì)的團(tuán)隊(duì)進(jìn)行建設(shè)。其次要選派專業(yè)技術(shù)人員對(duì)施工人員進(jìn)行技術(shù)上的專業(yè)指導(dǎo)與培訓(xùn)，確保施工人員的技術(shù)水平與土石壩施工相適應(yīng)。此外，在實(shí)際施工開展進(jìn)程中，也要強(qiáng)化對(duì)施工人員技術(shù)水平和工作情況進(jìn)行有針對(duì)性的監(jiān)督與考察，特別是在施工過(guò)程中存在的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，要重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)強(qiáng)化現(xiàn)場(chǎng)督導(dǎo)，避免出現(xiàn)施工失誤問(wèn)題，影響水利工程施工建設(shè)的有序開展。值得注意的是，在進(jìn)行土石壩施工時(shí)，針對(duì)土料和石料的開采和運(yùn)輸有時(shí)會(huì)應(yīng)用到爆破技術(shù)及各類新型技術(shù)設(shè)備，因此爆破技術(shù)人員和專業(yè)器械設(shè)備的操作人員技術(shù)水平需要不斷提升，對(duì)此建設(shè)團(tuán)隊(duì)可以選派專業(yè)的技術(shù)人才進(jìn)行操作，并鼓勵(lì)專業(yè)人員進(jìn)行技術(shù)學(xué)習(xí)與革新，確保土石壩施工過(guò)程更加高效有序。

2.7 加強(qiáng)土石壩施工管理

水利工程大多工期較長(zhǎng)，規(guī)模較大，且水利工程的施工建設(shè)過(guò)程相對(duì)復(fù)雜，因此應(yīng)用土石壩施工技術(shù)時(shí)需要嚴(yán)格規(guī)范施工管理細(xì)節(jié)。在具體管理操作過(guò)程中可以選派專業(yè)管理團(tuán)隊(duì)進(jìn)行有序管理，特別是在水利工程中涉及的土石壩施工流程進(jìn)行嚴(yán)格規(guī)范，打造組織力強(qiáng)、紀(jì)律性強(qiáng)的科學(xué)施工隊(duì)伍。而管理部門也要對(duì)各個(gè)施工流程進(jìn)行有序的考察與監(jiān)督，及時(shí)發(fā)現(xiàn)土石壩施工過(guò)程中存在諸多問(wèn)題和風(fēng)險(xiǎn)隱患，確保第一時(shí)間進(jìn)行排查和解決，避免對(duì)土石壩施工以及水利工程建設(shè)造成嚴(yán)重影響。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在城鎮(zhèn)化發(fā)展背景下，水利工程項(xiàng)目增多。土石壩施工技術(shù)屬于我國(guó)水利工程施工建設(shè)中的主要技術(shù)，對(duì)工程施工質(zhì)量產(chǎn)生不同程度的影響，必須從土石壩施工的整體情況出發(fā)，明確土石壩技術(shù)在規(guī)劃階段、運(yùn)輸和挖掘階段、壓實(shí)階段及筑壩階段的施工要點(diǎn)，明確具體的施工流程和施工方式，規(guī)避施工過(guò)程中可能發(fā)生的問(wèn)題，把握工程建設(shè)的整體工序和流程，提升土石壩技術(shù)的壓實(shí)程度，優(yōu)化防滲漏措施處理，不斷提高土石壩的施工質(zhì)量。