水利水電工程中土石方施工技術研究

摘要：隨著我國水利水電建設事業的發展，水利水電土石方工程施工分為水利水電工程施工技術、水利水電工程施工機械化和水利水電施工組織與管理三個方面，對于水利水電工程快速經濟施工來說，三者相輔相成、缺一不可地應對地形險峻、地質復雜、施工難度大的工程中也取得了令人矚目的成就，其中在工程爆破技術、土石方開挖工程機械化等方面已處于國際先進水平

關鍵詞：水利水電工程；土石方；施工技術

一、綜述

土石方施工是水利水電工程施工的重要組成部分，即使是混凝土壩樞紐工程，也有大量的土石開挖和填筑，并且常常成為相當關鍵的施工項目。在上世紀初，發達國家就進入了以機械為主的工程施工，隨著整體科技水平的提高，尤其是工程機械和巖土科學的進步，土石方工程施工水平不斷得到發展。在人類進入21 世紀的今天，土石方工程技術已經發展到一個全新的高度。

在我國，以機械為主的工程施工在20 世紀50 年代開始起步，其后一段時間發展緩慢。進入70 年代，我國在學習國外先進經驗的基礎上，重視了大型施工機械引進開發以及科學研究工作，隨著改革開放的進程，很多施工企業裝備了重型土石方機械及其配套設備，開始了土石方工程發展的新時期。在最近的十余年來，我國在水利水電工程科技領域取得了巨大的進步，土石方工程施工技術也得到了快速的發展，在施工的規模、施工的機械化水平、施工的強度、施工的工期、爆破技術等諸多方面都與當前國際水平基本同步。

二、水利水電工程施工中幾種常見的土石方施工技術

（一）爆破技術：爆破技術是相關研究者對各種先進的技術、設備進行深入研究，并對其本身的施工工藝進行研究而形成的一種新型施工技術。炸藥與起爆器材的日益更新，施工機械化水平的不斷提高，為爆破技術的發展創造了重要條件。多年來，爆破施工從手風鉆為主發展到潛孔鉆，并由低風壓向中高風壓發展，為加大鉆孔直徑和速度創造了條件；引進的液壓鉆機，進一步提高了鉆孔效率和精度；多臂鉆機及反井鉆機的采用，使地下工程的鉆孔爆破進入了新階段。近年來，引進開發混裝炸藥車，實現了現場連續式自動化合成炸藥生產工藝和裝藥機械化，進一步穩定了產品質量，改善了生產條件，提高了裝藥水平和爆破效果。

如三峽永久船閘170m 高邊坡開挖中，船閘直立邊坡最高為68.5m，采取新的爆破技術成功地滿足了爆破對巖體影響、開挖精度等特殊要求。葛洲壩大江上游圍堰混凝土防滲墻水下爆破拆除，采用復式交叉連接的非電起爆網絡，3548 個炮孔分為324 段，總延時8.1s，總裝藥47.7T 一次起爆。三峽二期工程大江圍堰拆除時，對埋有灌漿鋼管的厚80㎝的混凝土防滲墻實施爆破拆除，其中上橫圍堰，長623m，總裝藥16.2T，分為423 段，總延時17.8s 一次爆除；下橫圍堰長980m，總裝藥91.5T，分為327 段，總延時9.5s，一次起爆。廣東珠海炮臺山移山填海洞室大爆破，總裝藥量1.2 萬T，爆破總量達1085萬立方米。此外深孔梯段爆破、洞室爆破開采壩體堆石料技術也日臻完善，既滿足了壩料的級配要求，又加快了壩料的開挖速度。

（二）土石方明挖技術：在現代化社會發展中，微差爆破技術、光面爆破技術、預裂爆破技術等都得到了顯著的發展，在水利水電工程中得到了廣泛的應用。在水利水電工程施工過程中，為了確保土方開挖的準確性，有些施工單位采用的高度邊坡開挖的方式，正因為這種方式的技術相對比較成熟，因此能夠更好地控制其穩定性與土方開挖的準確性。另外，該項技術還能夠對爆破技術加以控制。過去，施工人員在水利水電工程土方開挖的過程中，一般都會采用傳統的分層開挖方式，如今，隨著各種新技術的不斷發展，施工人員開始將小梯段爆破法、光面預裂爆破法等應用在其中，一方面提高了工程的施工效率，降低了施工成本，還確保了工程土方開挖的施工質量，使水利水電工程能夠順利施工。從水利水電工程土石方的平衡方面來講，當施工人員進行土石方開挖之后，可以采取措施提高土石方的利用率，利用各種先進的施工技術將這些應用在大江截流、人工骨料當中，從而降低施工成本，確保工程施工達到經濟性要求。

在對大型的水利水電工程進行施工過程中，對開挖料的利用十分重要，開挖料的利用對保持挖填的平衡起著較為重要的作用，例如在我國長江三峽工程中，有效的利用開挖料來進行大江截留和圍堰填筑、人工骨料等，再如在葛洲壩工程中，開發的土石方體積達7464立方米，開挖料的總利用率高達95%，這些都對保持土石方挖填的平衡做出了貢獻。

（三）土石壩施工技術：土石壩是水利水電大壩工程的一種常見形式，隨著水利水電工程建設規模的不斷擴大，土石壩的數量也越來越多。在實際施工過程中，為了確保其施工質量，施工人員可以將各種先進的技術應用在其中，從而保證土石壩的施工質量。如今，土石壩施工技術已有多種類型，例如心墻土石壩、瀝青混凝土面板堆石壩等。這些技術的造價相對較低，是值得推廣的新技術。

（四）水利水電工程中的地下工程施工措施：在現代化社會發展中，水利水電工程作為一項基礎工程項目，必須要使其具有抗洪減災、灌溉農田、調節地下水與地表水等功能。在水利水電工程施工過程中，地下洞室已經成為不可缺少的一部分，為了確保其施工質量，施工人員將傳統的施工技術轉變為新的技術，提高了技術含量，保證了工程的施工質量。如今，水利水電工程的施工已經積累了豐富的工作經驗，在土石方施工中不斷完善，促使工程順利施工，達到了理想的施工效果。

三、質量安全措施

水利水電工程建設中一是要提高質量安全觀念意識，通過對員工的教育培訓，使之在意識上真正重視質量安全的重要性；二是完善質量安全控制體系，就要有各建設階段的質量安全控制大綱、完善質量安全管理制度體系、健全質量管理組織機構等，三是要嚴格質量安全控制過程，嚴格抓好事前、事中、事后的質量安全，保證工程不留質量和安全的隱患；四是要加大執法監察力度，完善相關政策法規體系、加強政策法規的宣傳普及、依法對工程質量和質量安全管理責任處理兌現、完善舉報制度，充分調動各方力量對工程的質量安全進行監督和舉報，推進我國的法制化進程；五是要提高隊伍整體素質，編制質量安全手冊，進行新進員工的培訓工作，新工程開工前，對新開工工程進行全面技術交底，使作業人員熟知作業內容及質量要求。

四、結語

綜上所述，土石方施工技術在我國雖然取得了長足的進步，但是面對水利水電事業的更大發展，面對我國西部地區建設的重大任務，我們將面臨更加復雜的地形和特殊的地質條件（包括高地震烈度、高地應力、喀斯特巖爆等），施工難度會愈來愈大，將在更不利的環境條件中修建各類更高的壩和規模更大的地下工程，處理更高的邊坡和更深厚的河床覆蓋層。土石方工程技術有些環節還處于新的發展時期，有些問題亟待進一步深入解決。此外還將面臨建設區域人力資源短缺、交通不便和惡劣的自然環境。

總之，水利水電工程技術尤其是土石方工程技術將面臨許多挑戰，研究和實踐的任務仍很艱巨，管理水平還有待進一步提高，很多難題不會在短時期內得到解決。我們相信，通過廣大建設者的共同努力，我國水利水電工程土石方工程施工技術一定能夠在不長時間內躍居國際領先水平。

參考文獻：

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