摘要：隨著我國大規(guī)模的水利工程建設(shè)，水利工程施工的新技術(shù)、新工藝、新裝備廣泛應(yīng)用，土石壩施工技術(shù)取得了長足發(fā)展，已成為目前壩工建設(shè)工程中應(yīng)用最為廣泛和發(fā)展最快的一種壩型。文章介紹了土石壩的分類,重點(diǎn)闡述了水利水電工程中土石壩施工的技術(shù)要點(diǎn)和質(zhì)量控制管理要求, 旨在與同行交流，共同提高。

　　關(guān)鍵詞：水利水電工程,土石壩,施工技術(shù)

　　土石壩泛指由土料、石料或混合料, 經(jīng)過拋填、輾壓等方法堆筑成的擋水壩。與其他水壩相比土石壩施工具有就地取材、機(jī)構(gòu)簡單、對壩基地質(zhì)條件要求不高、便于施工、節(jié)約三材等優(yōu)點(diǎn)。隨著大型高效機(jī)具的采用,壩體防滲結(jié)構(gòu)和材料的改進(jìn),施工人數(shù)的大量減少,施工工期的進(jìn)一步縮短以及施工費(fèi)用的顯著降低等，為土石壩的發(fā)展開辟了廣闊前景。

　　一、土石壩的分類

　　根據(jù)施工方法的不同，土石壩可分為：充填式土石壩、碾壓式土石壩、定向爆破堆石壩和水中填土壩等，其中以碾壓式土石壩被廣泛采用。

　　按照土料在壩身內(nèi)的配置和防滲體所用的材料種類,碾壓式土石壩可分為以下幾種主要類型:均質(zhì)壩、土質(zhì)心墻壩、土質(zhì)斜墻壩、多種土質(zhì)壩、人工材料心墻壩、人工材料面板壩。

　　根據(jù)土石壩壩高的不同，土石壩可分為:低壩、中壩和高壩。低壩高度小于30m，中壩高度在30-70m之間，高壩高度大于70m。

　　二、土石壩施工技術(shù)

　　1.料場的規(guī)劃布置

　　料場是土石壩材料的聚集地，是土石壩后勤保障的大本營。料場的選址和規(guī)劃布置，直接關(guān)系著施工的進(jìn)度、質(zhì)量。因此，必須高度重視料場的合理規(guī)劃和使用。在施工前，從時(shí)間、空間、質(zhì)與量等方面做好全面科學(xué)的規(guī)劃布置。一是做好料場的時(shí)間規(guī)劃。應(yīng)充分考慮料場與施工強(qiáng)度、壩體填筑部位變化之間的相互影響;二是做好空間規(guī)劃布置,指合理選擇料場位置和高程,并進(jìn)行合理的布置;三是做好料場質(zhì)與量的規(guī)劃布置,應(yīng)全面勘探地質(zhì)結(jié)構(gòu)、埋深、儲量及各種地質(zhì)力學(xué)指標(biāo)，進(jìn)行相關(guān)試驗(yàn)。確保料場的總儲量能夠滿足壩體總方量的需求, 而且應(yīng)滿足各個階段施工上壩強(qiáng)度的最大要求，做到料盡其用,充分利用永久性和臨時(shí)性建筑物基礎(chǔ)進(jìn)行碴料開挖。

　　2.土石料開挖運(yùn)輸

　　運(yùn)用相互配套的的工程機(jī)械完成了從料場的開挖、運(yùn)輸,到壩面的平料和壓實(shí)等土石壩施工的各項(xiàng)工序。這種一站式的施工工藝流程被稱之為綜合機(jī)械化施工。在大中型土石壩,尤其在高土石壩中,實(shí)現(xiàn)綜合機(jī)械化施工，對提高施工技術(shù)和機(jī)械化水平,加快上石壩工程建設(shè)速度,具有十分重要的意義。土石壩施工中開挖運(yùn)輸方案主要有以下幾種:一是正向鏟開挖,自卸汽車運(yùn)輸上壩。二是正向鏟開挖、膠帶機(jī)運(yùn)輸。三是斗輪式挖掘機(jī)開挖,膠帶機(jī)運(yùn)輸,轉(zhuǎn)自卸汽車上壩。四是采砂船開挖,有軌機(jī)車運(yùn)輸,轉(zhuǎn)膠帶機(jī)上壩。在多種壩料開挖運(yùn)輸方案的選擇上要充分結(jié)合工程施工的具體條件,使機(jī)械利用率充分發(fā)揮，減少壩料的轉(zhuǎn)運(yùn)次數(shù)，各種壩料鋪筑方法及設(shè)備應(yīng)盡量一致,減少輔助設(shè)施，充分利用地形條件,統(tǒng)籌規(guī)劃和布置。

　　3.土石料加工

　　由于新開采的土料中含水量均較大.因此在填筑前應(yīng)控制土料的含水率，保證在填筑壓實(shí)時(shí)土料的含水率在最優(yōu)含水率上下2%左右。由于本工程土料均使用臺地和河灘地的土料，因此含水量較高，在加工土料時(shí)采用了自然蒸發(fā)、翻曬、摻料等方法進(jìn)行處理，使土料含水量達(dá)到了填筑料的標(biāo)準(zhǔn)。在進(jìn)行壩體填筑前，還應(yīng)對土料中含有的超徑石進(jìn)行了清除。由于土料中的超徑石不多，因此在清除時(shí)簡單使用裝耙的堆土機(jī)在料場實(shí)施清除。對于未清除干凈的超徑石，可在壩體填筑面進(jìn)行填筑平整時(shí)作進(jìn)一步清除。

　　4.土石料壓實(shí)

　　土石料的壓實(shí),是土石壩施工質(zhì)量的關(guān)鍵。維持土石壩自身穩(wěn)定的土料內(nèi)部粘結(jié)力和摩擦力、土料的防滲性能等,都是隨土料密實(shí)度的增加而提高。

　　1)土料壓實(shí)特性

　　土料壓實(shí)特性,與土料自身的性質(zhì),顆粒組成情況、級配特點(diǎn)、含水量大小以及壓實(shí)功能等有關(guān)。對于粘性土和非粘性土的壓實(shí)有顯著的差別。一般粘性土的粘結(jié)力較大,摩擦力較小,具有較大的壓縮性,但由于它的透水性小,排水困難,壓縮過程慢,所以很難達(dá)到固結(jié)壓實(shí)。而非粘性土則相反,它的粘結(jié)力小,摩擦力大,具有較小的壓縮性,但由于它的透水性大,排水容易,壓縮過程快,能很快達(dá)到壓實(shí)。一般來說,增加壓實(shí)功能可增加干表觀密度,這種特性,對于含水量較低(小于最優(yōu)含水量)的土料比對于含水量較高(大于最優(yōu)含水量)的土料更為顯著。

　　2)土石料的壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)

　　土料壓實(shí)得越好,物理力學(xué)性能指標(biāo)就越高,壩體填筑質(zhì)量就越有保證。但土料的過分壓實(shí),不僅提高了壓實(shí)費(fèi)用,而且會產(chǎn)生剪力破壞,反而達(dá)不到應(yīng)有的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果。可見對壩料的壓實(shí)應(yīng)有一定的標(biāo)準(zhǔn),由于壩料性質(zhì)不同,因而壓實(shí)的標(biāo)準(zhǔn)也各異。

　　5.壩體填筑

　　土石壩填筑前在施工現(xiàn)場進(jìn)行了碾壓試驗(yàn)，用不同料場、土料和機(jī)械組合，求出了符合設(shè)計(jì)要求的施工碾壓參數(shù)，用以指導(dǎo)和控制施工。心墻填料為粘土料，由推土機(jī)、裝載機(jī)和自卸汽車開采上壩，分段、分層填筑，左接頭深槽采用人工鋪土填筑至60 m高程以下，層厚15 cm，手扶碾壓6-8遍。60 m以上至壩頂，采用自卸汽車直接進(jìn)入壩面卸料，推土機(jī)推平進(jìn)占法鋪土。汽車在虛土上的行駛軌跡盡可能不重疊。60 m-70 m層段厚20 cm-25 cm，采用蛙式打夯機(jī)夯壓3-5遍;70 m以上至壩頂，鋪土厚35 cm-50 cm，采用凸塊振動碾碾壓6-8遍。所有邊角部位由人工夯實(shí)，手扶碾和蛙夯壓實(shí)面由人工刨毛。心墻反濾層的填筑是和粘土心墻同步上升的，并做到了“先砂后土”。下游壩殼土質(zhì)基礎(chǔ)均設(shè)水平反濾層，粗砂和中、小石各50 cm厚。壩殼料由裝載機(jī)、自卸汽車開采上壩，進(jìn)占法卸料，推土機(jī)推平，層厚在0.8 m-1.0 m，震動平碾碾壓6-8遍。碾壓砂礫石料時(shí)進(jìn)行了必要的灑水。

　　三、土石壩施工質(zhì)量控制

　　1.夯實(shí)壩體地基，滿足一定的承載和防滲要求

　　一是對壩體基礎(chǔ)進(jìn)行處理，使其具有足夠的承載力。在完成基礎(chǔ)處理工作后，才能實(shí)施填筑施工;二是對于在覆蓋層較深的地方修建工程，其基礎(chǔ)處理的工程量比較大，應(yīng)根據(jù)需要采用振沖、防滲墻、固結(jié)灌漿、帷幕灌漿等方式對地基進(jìn)行綜合性處理，夯實(shí)壩體地基。

　　2.注重水文對施工的影響，根據(jù)季節(jié)特點(diǎn)安排工期

　　土石壩施工受季節(jié)性水文氣象的影響非常敏感，因此必須高度重視水文氣象對施工的影響。一是在多雨季節(jié)，對土料的含水量影響很大，嚴(yán)重制約著大壩的填筑，施工強(qiáng)度也會受到較大的影響;二是在氣溫較低的冬季，土料易凍，需要采取積極措施，才能進(jìn)行填筑，若遇冬天雨季時(shí)進(jìn)行填筑施工，投入比平時(shí)要高，而產(chǎn)出則比平時(shí)要低;三是當(dāng)要在度汛期進(jìn)行施工時(shí)，應(yīng)針對度汛期的特殊性編制具體的施工方案。土石壩工程施工時(shí)，一般能出現(xiàn)漫頂過流的現(xiàn)象，因此土石壩 “施工高峰期”必須控制在截流后第一個汛期到來前的這一階段;四是在北方地區(qū)進(jìn)行冬季施工時(shí)，更應(yīng)提高月填筑施工的強(qiáng)度，嚴(yán)格按照安全度汛的要求達(dá)到攔河高程。

　　3.合理進(jìn)行壩面分區(qū)，是確保填筑工作施工順利完成

　　一是由于土石壩體型比較大，給壩面分區(qū)流水作業(yè)帶來了方便，因此必須對壩面進(jìn)行合理的分區(qū)，嚴(yán)格按照填筑工序進(jìn)行作業(yè)，切實(shí)做好鋪料、攤鋪、灑水、壓實(shí)和質(zhì)檢等工作;二是應(yīng)根據(jù)填筑的需要進(jìn)行防滲土料的選擇和施工，并應(yīng)根據(jù)實(shí)際需要合理地劃分填筑區(qū)域，實(shí)施流水作業(yè)，對機(jī)械設(shè)備和填筑情況等適時(shí)進(jìn)行必要的調(diào)整;三是對采用臨時(shí)斷面填筑與平起填筑土石壩工程，必須保證機(jī)械化的正常作業(yè)，以確保填筑工程的質(zhì)量，決不能因?yàn)橐晃兜刈非笈R時(shí)斷面的填筑量的最小化而影響機(jī)械化的正常施工。

　　四、結(jié)束語

　　在土石壩施工中，采取以上施工技術(shù)，可以保證土石壩保質(zhì)保量地完成施工，并能節(jié)約工程投資，縮短施工工期，具有廣泛的推廣價(jià)值。

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