水利水電工程中的土石壩施工技術(shù)研究

熊振宇 向守亮 樊冰

浙江省疏浚工程有限公司 浙江湖州 313000

在我國(guó)的長(zhǎng)期發(fā)展中，對(duì)水利工程的研究從未停止過。水利工程能造福大眾，對(duì)我們的日常生活影響深遠(yuǎn)。在施工中，土石壩主要由土石材料組成，碾壓后疊加形成支護(hù)壩。土石壩建材可在附近采購(gòu)、地質(zhì)條件和水文環(huán)境要求較低、總體效果較簡(jiǎn)單、施工縫不復(fù)雜、可有效減少施工時(shí)間、降低成本，確保項(xiàng)目的穩(wěn)步進(jìn)行，因此有必要推廣土石壩在水利項(xiàng)目中的應(yīng)用，同時(shí)對(duì)其工程的質(zhì)量進(jìn)行優(yōu)化。

1 水利水電工程中的土石壩施工技術(shù)應(yīng)用

1.1 土石壩施工中料場(chǎng)物料

為了保證工程的整體質(zhì)量，必須保證材料在運(yùn)輸和儲(chǔ)存過程中的質(zhì)量控制，這也是前期工作中的一個(gè)重要因素，也是一個(gè)非常關(guān)鍵的工作環(huán)節(jié)，應(yīng)該得到相關(guān)部門和施工公司的高度重視。巖壩建材儲(chǔ)藏區(qū)的設(shè)計(jì)與實(shí)施會(huì)不斷影響現(xiàn)場(chǎng)施工的進(jìn)展，所以應(yīng)該因地制宜，制定有針對(duì)性的施工方案，按照施工和設(shè)計(jì)要求布置材料存放區(qū)域，保證材料的便捷使用與安全存放。此外，建材的力學(xué)、經(jīng)濟(jì)、質(zhì)量等方面的指標(biāo)都對(duì)物料管理起到關(guān)鍵作用，應(yīng)加強(qiáng)施工現(xiàn)場(chǎng)的抽樣檢測(cè)頻率，保證土石壩使用材料的合格，這對(duì)于其最終驗(yàn)收與使用質(zhì)量具有重要的作用[1]。

1.2 土石壩施工中壩基處理

①壩基土石方開挖：壩基清理后，采用預(yù)裂爆破進(jìn)行巖石開挖，即沿設(shè)計(jì)開挖輪廓線鉆一排預(yù)裂爆破孔，先爆破，從而獲得預(yù)裂裂縫，可用于防止或減弱開挖區(qū)爆破振動(dòng)向開挖輪廓線以外巖體的傳播。達(dá)到保護(hù)開挖線以外或鄰近建筑物免受爆破破壞的目的。施工過程中，為防止基巖產(chǎn)生或增大裂隙和分化，嚴(yán)格控制預(yù)裂炮孔的角度與開挖輪廓邊坡坡度一致，部分地段一次鉆到設(shè)計(jì)深度，且至設(shè)計(jì)開挖面預(yù)留一定的安全距離；同時(shí)開挖至基巖面0.5-1.0m時(shí)，采用手風(fēng)鉆鉆孔，小藥量爆破；開挖遇到易風(fēng)化的頁(yè)巖、黏土巖時(shí)，預(yù)留20-30cm的保護(hù)層，待澆筑混凝土前再挖除，開挖后及時(shí)采用噴砂漿和混凝土保護(hù)，防止基巖分化變質(zhì)。②壓漿蓋板混凝土澆筑：為了將心墻防滲體直接坐落在基巖弱風(fēng)化層上，在心墻下部覆蓋層全部挖除后，心墻底部設(shè)置35cm厚C20混凝土基礎(chǔ)蓋板，同時(shí)帷幕灌漿頂設(shè)1.0m厚C20混凝土基座作為灌漿壓漿板，單排帷幕灌漿段基座底寬4.0、三排帷幕灌漿段基座底寬6.0m。③帷幕灌漿：帷幕灌漿施工前，先要進(jìn)行灌漿試驗(yàn)，確定灌漿相關(guān)參數(shù)。采用孔口封閉、孔內(nèi)循環(huán)、自上而下的分段帷幕灌漿方法，施工過程中按分序加密的原則施工，單排帷幕分3序進(jìn)行灌漿，三排帷幕分2序進(jìn)行灌漿，并按先下游排、后上游排、再中間排，每排先1序孔，后2序孔再3序孔的施工順序進(jìn)行。同一排上相鄰兩次序孔之間，以及不同排相鄰兩次序孔之間，鉆孔灌漿的間隔高差不得小于15m。灌漿流程為鉆孔—鉆孔沖洗、壓水試驗(yàn)—制漿、灌漿—封孔—布置檢查孔—整理灌漿資料—竣工驗(yàn)收[2]。

1.3 壩基處理

如果覆蓋層比較淺，在開挖之前，需要進(jìn)行挖截溝，壩體回填和防滲應(yīng)采用相同的涂料；如果覆蓋層比較深，主要采用的是灌漿方法。但是，對(duì)于斷層、破碎帶、節(jié)理裂隙等問題，需要針對(duì)具體情況制定相關(guān)措施對(duì)其進(jìn)行修復(fù)，提高壩基的安全性和穩(wěn)定性，確保工程質(zhì)量。

1.4 土石壩的填筑與壓實(shí)

填方施工主要涉及攤鋪、壓實(shí)、質(zhì)量檢驗(yàn)等相關(guān)工序。開工前，必須根據(jù)各施工工序的各種特點(diǎn)，做好實(shí)際準(zhǔn)備，確保高質(zhì)量的填筑。在工程實(shí)踐中，一般使用土與砂子進(jìn)行回填，這可以縮短施工工期，同時(shí)對(duì)于高質(zhì)量完成施工工藝具有重要作用。同時(shí)，高水平機(jī)械的引進(jìn)也是提升施工質(zhì)量與效率的重要因素。分層填筑是目前常用的施工工藝手段，該過程可以有效地確保土壤和巖石填充物的實(shí)際厚度和密度，使用功率較低的振動(dòng)壓路機(jī)進(jìn)行預(yù)壓縮，然后使用功率較高的振動(dòng)壓路機(jī)進(jìn)行再壓縮。土石壩施工工藝相對(duì)比較復(fù)雜，在工程進(jìn)行中需要引進(jìn)大量的先進(jìn)機(jī)械。很多項(xiàng)目因?yàn)榈刭|(zhì)條件影響，工作面窄，有多種施工方案可以選擇。確保只有進(jìn)行充分的準(zhǔn)備并設(shè)計(jì)合理的施工計(jì)劃，這對(duì)于保證土石壩施工質(zhì)量具有重要作用。通過先進(jìn)的施工組織技術(shù)如流水施工等，提升現(xiàn)場(chǎng)施工組織水平，加快工程進(jìn)度，保證工程在有效工期內(nèi)高質(zhì)量實(shí)施。在具體施工過程中，應(yīng)將壩面分為若干部分，并應(yīng)依據(jù)工程實(shí)際組織專業(yè)力量全力進(jìn)行工程施工。為了提升工程質(zhì)量、成本、工期等方面的問題，可以使用不透水土方的工藝進(jìn)行施工，同時(shí)重點(diǎn)控制工藝要點(diǎn)，注重施工方法對(duì)土壤和沙土進(jìn)行平整。推土機(jī)是工程中使用的主要設(shè)備，對(duì)工程質(zhì)量和進(jìn)度都有很大的影響。通常，可以使用反向方法來有效地分離和減少材料并保證壓實(shí)度，當(dāng)工程實(shí)踐需要加快施工進(jìn)度時(shí)，可以使用混合鋪料的工藝，按照工程計(jì)劃嚴(yán)格實(shí)施。土石方壓實(shí)土石壩施工不僅要有新技術(shù)的應(yīng)用，還要重視土石方的壓實(shí)等方面的工藝，這決定著土石壩工程的最終質(zhì)量。為了施工工藝能夠保證壩體穩(wěn)定與整體性以及巖石壩的總滲透能力和粘結(jié)率，必須注意巖石材料的整體壓實(shí)。當(dāng)土方的密度提高，壩體的摩擦力也會(huì)提高，同時(shí)也會(huì)增加其防滲性能。土方本身就能夠進(jìn)行較好的壓實(shí)，具有很好的可塑性。土壤材料本身的水分含量和顆粒的組合也對(duì)土壤材料的壓實(shí)度有很大的影響。還必須注意土石材料的厚度，需要對(duì)壓實(shí)度進(jìn)行合理控制。如果內(nèi)部出現(xiàn)了較多的空隙，這樣對(duì)于地質(zhì)內(nèi)的物質(zhì)含量就會(huì)出現(xiàn)變化，對(duì)于土石方壓實(shí)工作會(huì)造成影響。因此，必須嚴(yán)格控制土壤水分和影響因素。常用的土壤和巖石壓實(shí)機(jī)包括爪式壓路機(jī)、充氣輪胎壓路機(jī)、振動(dòng)壓路機(jī)和壓實(shí)機(jī)。在壓實(shí)土石材料時(shí)，應(yīng)控制每一層堆石的厚度和夯擊力的能量，以便可以顯著提高壩體的密度以及壩材料的強(qiáng)度和模量[3]。

2 結(jié)語

進(jìn)入新時(shí)代，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，水利工程也在發(fā)生著日新月異的變化。土石壩作為常見壩型，可就近購(gòu)買，地質(zhì)條件和水文環(huán)境要求低，整體效果簡(jiǎn)單，施工縫不復(fù)雜，可有效減少施工時(shí)間，降低成本，確保項(xiàng)目的穩(wěn)步進(jìn)行。在水利工程土石壩的建設(shè)中，有關(guān)建設(shè)公司必須選取高水平機(jī)械設(shè)備，重點(diǎn)對(duì)施工工藝進(jìn)行有效控制，同時(shí)采取有效的成本控制手段，實(shí)現(xiàn)工程的可持續(xù)發(fā)展。