水利工程土壩設計及施工技術分析探討

劉 陽

（吉林省水利水電勘測設計研究院，吉林長春 130012）

1 土壩施工條件

1.1 地質條件

在水利工程土壩施工前，一定要由建設單位、設計部門和監理單位采取一些可行的措施，共同進行研究與探討在土壩施工時，可能出現的一些異常情況，避免造成一些不必要的損失。還要對設計文件中的壩基地質構造進行熟悉和了解。

1.2 氣象條件

在秋季和春季進行施工時，要對氣象條件進行充分的考慮。盡管所在地的地區氣溫較為適宜，但在編制土壩施工進度計劃時，為了應對各種因素對施工的影響程度，就要適當地加快土壩的施工進度，有利于進行碾壓的工作。在這兩個季節中粘土的含水量較低，仍然需要將降水和氣溫等因素發生的天數進行統計，并進行連續的長期觀測。

2 土壩施工技術處理措施

要對土壩施工中的技術問題進行處理。

2.1 壩基

為了有效地防止壩體的滲漏，要徹底地清除壩基位置的樹根、樹枝、腐殖土和彈簧土?？傊痪湓捫枰獙ν翂蔚膲位M行技術處理。

2.2 粘土料場選擇及保護

為防止降水和地下水進入到料場中，在雨季來臨之前，要將料場的排水條件進行適當的改善，阻止土料的含水量增加。為了使物理性能夠符合壩體用料的各種要求并滿足壩體填筑的需求，在對粘土料進行選擇時，要有一定的備用料，貯量要相對集中一些，且粘土料的質地要均勻，總體的貯量要夠。還需要了解與分析粘土料的物理性。要盡量不占用耕地，并且方便開采和運輸。在寒冷的地區可以利用樹葉和干草、積雪等保暖措施進行覆蓋，保證料場第二年施工不會被耽誤。

2.3 筑壩

施工盡量安排在少雨的季節，由于含水量高的土料抗剪強度較低，容易產生出光滑的土層接觸面。在筑壩時含水量高的土料無法對其進行碾壓，因此要禁止含水量過高或是超標的粘土料進入到壩體的建筑中。要嚴格地按照有關規定來進行設計，如果發現彈簧土，就要將其進行徹底的摳出。要根據有關規定進行取樣并測試。在筑壩過程中，并要對土壩填土時的鋪土厚度進行嚴格的控制。另外，要多注意當地的天氣預報和雨情，且要采取一些防雨措施，盡量使作業面上不會出現積水等情況。

3 土壩施工設計實例分析

四川將樂高唐水電站是金溪流域的第七級水電站，將樂高塘水電站位于將樂縣高唐鎮上游2.5 km處，是一座具有防洪灌溉等綜合效益的中型水利工程，以發電為主，主要組成部分為左岸擋水壩、右岸擋水壩、發電廠房、開關站和泄洪閘等，上游距離將樂城關約14 km。將樂高唐水電站始建于2005年6月，歷時2 a建造完成。

3.1 土壩施工取料

征求設計單位的意見后，四川將樂高塘水電站全部采用外購的方式。對于其中含有草根等雜物，進行徹底的清除。對于土壩工程中的碎石和排水棱體塊石碴，挑選符合標準的碎石和排水棱體塊石碴。利用挖掘機進行挖取，并運到現場，用壓路機進行碾壓后即可投入到工程中。土壩施工取料時使用的回填用粘土來自右岸粘土料場，并交由監理工程師進行審查，確認土料符合土壩填筑標準的，方可使用。

3.2 土料實驗

在土壩填筑施工前，需要對一些業主規劃的取土場土料進行擊實試驗，由閩江局中心實驗室的實驗人員和高唐項目部的工地實驗人員進行土壤容重實驗，在監理工程師的監督下，得到土料最佳含水量和最大干密度后，對取土場土料的最佳含水量和最大干密度進行確定。

3.3 土壩施工

首先，在土壩建筑之前，嚴格地按照設計要求進行壩基范圍內覆蓋層的清除工作。利用挖掘機按照自左向右的順序進行，然后全站儀通過小紅旗幟做醒目標志，由測量人員提供樣單，壩基的開挖范圍進行實地放樣。采用人工清理的方法清理局部難以清理的地方。其次，在基礎挖掘結束后，將樂高塘水電站采用18 t振動式壓路機，進行施工前的基礎壓實工作，走“s”形的路線，按照設計的土壩基礎來進行，使每塊的碾壓遍數都不小于5遍。在行走的時候開動振動碾，分別埋在壩右側0+131和壩右側0+203的兩個斷面的基礎上進行壩基觀測儀器的預埋。再次，采用人工堆砌的棱體進行排水棱體塊石堆筑，每塊棱體之間沒有水平通縫，厚度不大于1m。在進行砂碎石排水體施工時，不能有垂直相接。碎石料全部從外部采購，用較細的碎石鋪灑在表面。在砂碎石排水體堆砌完成后，在壩體粘土填筑之前，嚴格按照設計的要求，在內側面上包上一層土工布，鋪攤的工作由工作人員組織人力來完成。排水棱體前的砂碎石排水體也利用人工進行堆砌。這期間的間隔要盡量縮短，堆砌完成后，進行粘土建筑。如果無法及時地進行，為了防止日光照射，要嚴格按照工藝流程采用塑料薄膜在表面進行覆蓋保護。還要進行土料實驗，對土料廠進行選擇，并報給監理進行審批，并將實驗的數據進行整理。最后進行填筑料的運輸和碾壓等工作。所進行取樣的實驗，對實驗數據進行整理記錄，報給監理工程師進行審批，即可進行填筑取樣工作和土壩上游坡面的施工，也就是下一層的建筑施工，然后進行護面的施工。在達到壩體填筑設計高程后，進行壩頂施工。順序為澆筑防浪墻、澆筑排水溝、澆筑混凝土路面，主要項目包括防浪墻和排水溝、混凝土路面的施工。完成后進行包括草皮護坡和素混凝土鑲邊，以及排水棱體坡腳排水溝的土壩下游的施工，主要在植草皮之前進行澆筑素混凝土方格網及素混凝土鑲邊，用人工挑運到現場，用人工來開挖基礎，用自卸汽車將混凝土運輸到壩后卸料在壩頂。下游的排水棱體腳的排水溝在完成排水棱體堆砌后開始進行，在混凝土澆筑的5 d后，進行回填工作，利用人工挖掘基礎。其混凝土澆筑的方法和其他部位是相同的。

3.4 壩體構造

根據當地材料情況，以及考慮到大壩建成后的交通問題，路面下游側埋設厚0.4 m、高0.2 m的路肩緣石。壩頂材料用瀝青鋪設路面，上游側設1.2 m防浪墻,厚度為0.2 m，壩頂向下游側傾斜3%，下游設草皮護坡。另外墻體可用混凝土澆筑，壩頂防浪墻施工時，墻底與壩身的防滲體要連接好，嚴防漏水。

4 結語

可以看出，通過對將樂高唐水電站的闡述，使人們認識到：要嚴格按照有關規定開展各項施工程序。在土壩的施工過程中，土壩施工的原材料、風化土含量、有機物含量、礫石含量從將樂高唐水電站建設的檢測結果來看都符合相關的標準和要求。在水利工程土壩施工設計時，通過上文對水利工程土壩施工條件和技術處理的研究和分析，要與施工的實際情況進行結合，要嚴格遵守國家的相關規定和標準，才能夠發揮出土壩施工設計的價值。總之，由于土石壩設計和施工技術的發展，土石壩歷史悠久，使土石壩具有許多獨特的優越性，在施工與設計中已積累了豐富的經驗，可以就地、就近取材，幾乎任何土石均可筑壩。節省大量水泥、木材和鋼材，放寬了對筑壩材料的要求，減少工地的外線運輸量。再加上最近幾十年來新的筑壩理論和施工技術的高速發展，土石壩已經成為世界壩工建設中應用最廣泛、發展最快的一種壩型。

[1]周耀剛.淺議水利工程土壩設計及工作特點[J].科技創新與應用,2013，(12):142-143.

[2]劉菊.淺談水利工程土壩防滲加固技術[J].祖國：建設版,2012，(12):12.

[3]趙宏波.淺議水利工程土壩設計及工作特點[J].大科技：科技天地，2011，(19):358-359.