水利水電工程土石壩施工

祁琳浩

（新疆兵建集團第八建筑安裝工程公司，新疆 烏魯木齊 830000）

水利水電工程土石壩施工

祁琳浩

（新疆兵建集團第八建筑安裝工程公司，新疆 烏魯木齊 830000）

本文主要講述水利水電工程土石壩施工的過程，料場的規(guī)劃，填筑過程壓實度的控制標準，最終取得一個既能保證實體質量，又滿足經濟效益的成果。

水利；水電；水工建筑物；土石壩；施工

1 料場規(guī)劃

土石壩施工中，料場的合理規(guī)劃和使用，是土石壩施工中的關鍵技術之一，它不僅關系到壩體的施工質量、工期和工程造價，甚至還會影響到周圍的農林業(yè)生產。施工前，應配合施工組織設計，對各類料場作進一步的勘探和總體規(guī)劃、分期開采計劃。使各種壩料有計劃、有次序地開采出來，以滿足壩體施工的要求。

選用料場的物理性質，應滿足壩體設計施工質量要求，勘探中的可供開采量不少于設計需要量的2倍。在儲量集中繁榮主要料區(qū)，布置大型開采設備，避免經常性的轉移；保留一定的備用料場的近料場，作為壩體合龍以及搶筑攔洪高程用。在料場的使用時間及程序上，應考慮施工期河水位的變化及施工導流使上游水位抬高的影響。供料規(guī)劃上要近料、上游易淹料先用；遠料，下游不淹料后用。含水量高料場夏季用；含水量低料場雨季用。施工強度高時利用近料，強度低時利用遠料，平衡運輸強度，避免窩工。對料場高程與相應的填筑部位，應選擇恰當，布置合理，有利于重車下坡。作到就近取料，低料低用，高料高用；避免上下游料過壩的交叉運輸，減少干擾。

充分合理地利用開挖棄渣料，對降低工程造價和保證施工質量具有重要的意義。作到棄渣無隱患，不影響環(huán)保。在料場規(guī)劃中應考慮到挖、填各種壩料的綜合平衡，作好土石方的調度規(guī)劃，合理用料。減少料物堆存、倒運，作好料場的防洪、排水、防止料物污染和分離。不占或少占農業(yè)耕地，作到占地還地、占田還田。

總之，在料場的規(guī)劃和開采，考慮的因素很多而且又很靈活。對擬定的規(guī)劃、供料方案，在施工中不合適的即使進進行行調整，以取得最佳的技術經濟效果。

2 土石料開挖運輸

土石壩施工中，從料場的開挖、運輸，到壩面的平料和壓實等各項工序，都可由互相配套的工程機械來完成，構成“一條龍”式的施工工藝流程，即綜合機械化施工。在大中型土石壩，尤其在高土石壩中，實現綜合機械化施工，對提高施工技術水平，加快土石壩工程建設速度方面有著十分重要的意義。

2.1 開挖

開挖分為立面開挖、平面開挖。

2.2 運輸

壩料的運輸，是保證上壩強度的重要環(huán)節(jié)之一。運輸方案，主要具壩體結構布置特點、壩料性質、填筑強度、料場特性、運距遠近、可供選擇的機械型號等多種因素，綜合分析比較確定。土石壩施工中開挖運輸方案主要有以下幾種。

正向鏟開挖，自卸汽車運輸上壩；正向鏟開挖、膠帶機運輸；斗輪式挖掘機開挖，膠帶機運輸，轉自卸汽車上壩；采砂船開挖，有軌機車運輸，轉膠帶機（或自卸汽車）上壩。

3 土料壓實

土石料的壓實，是土石壩施工質量的關鍵。維持土石壩自身穩(wěn)定的土料內部主力（粘結力和摩擦力）、土料的防滲性能等，都是隨土料密實度的增加而提高。

3.1 土料壓實特性

土料壓實特性，與土料自身的性質，顆粒組成情況、級配特點、含水量大小以及壓實功能等有關。對于粘性土和非粘性土的壓實有顯著的差別。一般粘性土的粘結力較大，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，所以很難達到固結壓實。而非粘性土則相反，它的粘結力小，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，能很快達到壓實。

上料顆粒粗細作成也影響壓實效果。顆粒愈細，空隙比就愈大，所以含水量礦物分散度愈大，就愈不容易壓實。所以粘性土的壓實干表觀密度低于非粘性土的壓實干表觀密度。顆粒不均勻的砂礫料，比顆粒均勻的細砂可能達到的干干表觀密度要大一些。土料的含水量是影響壓實效果的重要因素之一。用原南京水利實驗處擊實儀（南實儀）對粘性土的擊實試驗，得到一組擊實次數、干表觀密度與含水量的關系曲線。

非粘性土料的透水性大，排水容易，壓實過程快，能夠很快達到壓實，不存在最優(yōu)含水量，含水量不做專門控制。這是非粘性土料與粘性土料壓特性的根本區(qū)別。壓實功能大小，也影響著土料干表觀密度的大小，擊實次數增加，干表觀密度也隨之增大而最優(yōu)含水量則隨之減小。說明同一種土料的最優(yōu)含水量和最大干表觀密度并不是一個恒定值，而是隨壓實功能的不同而異。

一般來說，增加壓實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。

3.2 土石料的壓實標準

土料壓實得越好，物理力學性能指標就越高，壩體填筑質量就越有保證。但土料的過分壓實，不僅提高了壓實費用，而且會產生剪力破壞，反而達不到應有的技術經濟效果。可見對壩料的壓實應有一定的標準，由于壩料性質不同，因而壓實的標準也各異。

4 壩體填筑

土石壩填筑必須嚴密組織，保證各工序的銜接，通常采用分段流水作業(yè)。分段流水作業(yè)，是根據施工工序數目，將壩面分段，組織各工種的專業(yè)隊伍，依次進入各工段施工。進行流水作業(yè)，有利于施工隊伍技術水平的提高，保證施工過程中人、地和機具的充分利用，避免施工干擾，有利于壩面連續(xù)有序的施工。

4.1 卸料及平料

通常采用自卸汽車、卸料，由推土機平鋪成要求的厚度。為配合碾壓施工，防滲體土料鋪筑應平行于壩軸線方向進行。

4.2 碾壓方法

壩面的填筑壓實，應按一定的次序進行，避免發(fā)生漏壓與超壓。防滲體土料的碾壓方向，應平行壩軸線方向進行，不得垂直于壩軸線方向碾壓，避免局部漏壓形成橫穿壩體的集中滲流帶。碾壓機械行駛的行與行之間必須重疊20～30cm左右，以免產生漏壓。此外，壩料分區(qū)之間的邊界也容易成為漏壓的薄弱帶，必須特別注意要互相重疊碾壓。羊腳碾、氣胎碾可采用進退錯距法或轉圈套壓法兩種。

5 雨季施工

土石壩防滲體土料，在雨季施工總的原則是“避開、適應和保護”。一般情況下應盡量避免在雨季進行土料施工；選擇對含水量不敏感的非粘性土料適應雨季施工，爭取小雨日施工，以增加施工天數；運輸道路也是雨季施工的關鍵之一。一般的泥結碎石路面，當遇雨水侵泡時，路面容易破壞，即使天晴壩面可復工，但因道路影響了運輸而不能即時復工，不少工程有過此教訓。所以應加強雨季路面維護和排水措施，在多雨地區(qū)的主要運輸道路，可考慮采用砼路面。

6 冬季施工

寒冷地區(qū)，當日平均氣溫低于0°C時，粘性土料按低溫季節(jié)施工。日平均氣溫低于-10°C時，一般不宜填筑土料。冬季施工的主要問題在于；土的凍結使土體強度增高，不易壓實；而凍土的融化卻使土體的強度和土坡的強度和土坡的穩(wěn)定性降低；處理不好，將使土體產生滲漏或塑流滑動。

7 結束語

隨著大型高效機具的采用，壩體防滲結構和材料的改進，施工人數的大量減少，施工工期的進一步縮短以及施工費用的顯著降低等，土石壩的發(fā)展前景極為廣闊。土石壩不僅在當今國內外中低壩廣泛采用，而且興建的高土石壩也越來越多。砼面板堆石壩的經濟性和快速施工，已成為壩工建設中具有很強競爭力的一種新壩性，更是使土石壩“錦上添花”。土石壩的多重優(yōu)越性以使其在當今的水利水電項目中站穩(wěn)了腳跟，已被社會所公認。

[1]郭宗彥.多建土石壩加快我國水利水電建設[J].水利水電技術，1986-07-30.