土石方施工技術在水利工程中的應用分析

摘要：在科學技術快速發展的當今時代，人類的水利水電事業也得到了突飛猛進的發展，水利水電技術在經過長期的實踐中得到了重大的提升，逐步的走向了成熟階段。文中就某水庫水壩實際狀況做了大致的論述，并提出了土石方開挖和填筑的施工技術。

關鍵詞：水利工程；土石方開挖；填筑技術

一、工程概況

某水庫均質土壩的土石方開挖范圍主要包括導流輸水隧洞、壩基、土料場和溢洪道的土石方，開挖量大概為四十七萬立方米。輸水導流隧洞開挖分為有壓段、豎井閘室段、無壓段和出口消能段的土石方開挖，開挖總量大概為二萬五千立方米；壩基開挖分為左右岸坡和河床開挖，開挖總量大概為三萬五千立方米；土料場開挖分為表層剝離和上壩土方開挖，挖總量大概為三十六萬立方米；溢洪道開挖分為平段和陡槽段開挖，大概為四萬立方米。由地質勘探資料方知，開挖輸水導流隧洞石方的巖石屬于第四系黑云母二長花崗巖，屬于堅硬的巖石，壩基河床開挖方大部分為淤泥，其余開挖方均為黑云母二長花崗巖全風化層。土石方填筑主要包括導流圍堰填筑和壩體填筑兩部分，填筑總量大概為三十五萬立方米。根據設計氣象資料，工程期干季為上年11月至次年4月份，雨季為5月至次年10月份，所以施工的黃金季節為當年的11月初至次年的4月底。

二、土石方開挖

（一）導流輸水隧洞的土石方開挖

導流輸水隧洞的土石方開挖總量大概是二萬五千立方米，其中石方大概占一萬立方米。在工程開工后導流輸水隧洞的開挖工作要迅速啟動，在開挖導流輸水隧洞時，開挖的順序首先開挖隧洞進出口掌子面及閘室豎井平臺，使用反鏟挖掘機，從上至下分層開挖，采用自卸汽車運輸。然后分三個工作面分別進行隧洞進出口和豎井閘室開挖，洞內石方開挖采用預裂爆破防震控制措施，對開挖的輪廓線進行控制，從而使洞壁受爆破的擾動減小，盡量避免出現洞內塌方。開挖保護層時使用小藥量、小孔徑進行，施工形式采用分段起爆，然后一次開挖到建基面的方法。在隧洞開挖掘進的同時，要根據地質情況做好洞壁支護，保證隧洞開挖的安全掘進。開挖時根據隧洞斷面合理配置相關機械，盡量減少人工工作量，加快開挖速度。豎井開挖，由于豎井較深，開挖深度32米，挖掘機無法開挖后，采用人工分段開挖，卷揚機提土，同時分段做好井壁噴錨支護。最后開挖出口消能段，出口消能段的開挖從前往后，采用挖掘機開挖裝車，自卸汽車運輸，一次開挖成型。

（二）壩基土石方開挖

開挖壩基土石方需在河水截流后，導流圍堰填筑時，根據工期按排迅速組織壩基開挖，確保大壩的填筑時間，保證大壩的安全度汛。壩基開挖分為兩個工作面，首先開挖左右岸坡，自上而下，采用反鏟挖掘機開挖裝車，自卸汽車運輸，邊開挖邊削坡，根據設計開挖線，加強測量控制，預防超欠挖。岸坡開挖完成后，依次進行河床開挖，開挖方法從兩岸邊往河中心開挖，采用反鏟挖掘機開挖裝車，自卸汽車運輸。當開挖致持力層建基面時，要根據壩基的出水情況逐步開挖修建集水井和排水溝，同時將水及時抽走，以確保建基面的干燥。

（三）溢洪道土石方開挖

溢洪道土方開挖，根據設計溢道開挖的土方可用于導流圍堰壩體填筑，在導流圍堰填筑時，同時對溢洪道進行開挖，開挖采用挖掘機開挖裝車，自卸汽車運輸。先用挖機對表層腐植土進行剝離運致棄料場后，其余土石方運致導流圍堰壩體填筑。平段開挖采取分層開挖，分層高度宜在2米左右，便于開挖和運輸。陡坡段開挖，自上而下進行開挖。根據設計斷面，邊開挖邊削坡，做到一次成型。

（四）土料場土方開挖

土料場土方開挖。根據設計資料大壩填筑土料場位于壩址右岸坡，距離壩址300米，料場為橢圓形山包。據地勘資料反應，該料場均為花崗巖全風化層，土料含水率偏高。根據大壩填筑時間安排，土料場表層腐植土剝離必須在雨季過后，即10月初動工。通過表層剝離降低土料含水率，達到上壩土料的填筑指標，以備大壩填筑用料。剝離方法，采用推土機從坡頂往下推積，挖掘機配合裝載機裝車，自卸汽車運輸致棄料場堆放。大壩填筑土料的開挖。由于土料場含水率偏高，結合大壩填筑土料的需要，采取自上而下分層開挖，分層厚度不宜超過3米，以控制土料含水率。開挖方式，采用挖掘機開挖，并拌合土料，裝載機裝車，自卸汽車運輸致壩體筑部位。

在土石方開挖之前，要按設計放出開挖邊坡線，從而對開挖量進行控制，以避免出現超挖和欠挖現象。合理設置土石料堆放場，對開挖出來的土石方進行分類堆放，以備后期工程使用，最大限度的減少整個工程的開挖量，做到挖填平衡，具節約投資，又保護了生態環境。

三、土石方填筑

（一）導流圍堰填筑

在導流隧洞具備過水能力后，并進入干季進行截流圍堰填筑。圍堰填筑從河兩岸向中心同時推進，采用自卸汽車運土，按照設計斷面，推土機推送并壓實，待接觸河水時，由于河水不大，大約1.5立方米每秒，用裝載機抬事先準備好的沙袋倒入河中進行截流，截流完成后及時組織機械培厚加高圍堰，直致達到設計高程。

（二）水庫大壩填筑

水庫大壩填筑。按照施工計劃分兩個年度實施，第一年度完成度汛壩體填筑，第二年度完成全部壩體填筑工程。

壩基處理工作完成后，開始進行壩體填筑，直接用自卸汽車運土到填筑點，采用分層填筑和分層壓實的方法，按照設計指標和碾壓實驗成果要求來確定分層厚度和碾壓設備的壓實次數，由推土機進行分層攤鋪，先用振動平碾壓實，在用振動羊角碾進行碾壓創面，使上下兩層填筑緊密結合，每層壩體填筑料碾壓完成后，必須按照規范要求進行取樣試驗，各項指標達到設計標準后方可進行下一層填筑料的施工。

壩體填筑料上壩前必須進行土料含水率和干密度抽樣檢驗，達到設計指標后方能上壩，從而避免填筑料不合格，上壩碾壓后相應指標未能達到設計要求，造成返工現象，俞誤期工期和不必要的經濟損失。

壩面削坡，壩體填筑時要按設計壩面坡比逐級進行上下游壩坡修整，在進行壩坡修整時采用全站儀進行控制，用石灰粉進行放線，用推土機自下而上進行削坡，使超填土料充分得到回收利用。

（三）壩后排水棱體的填筑

壩后排水棱體的填筑要在壩體填筑料與排水棱體接觸部分填筑之前完成。排水棱體填筑采用自卸汽車從石料場運輸石料致排水棱體填筑點，按照設計的位置和斷面，采用人工分層鋪填密實，并對棱體表面進行修鑿平整。

（四）反濾層的填筑

反濾層的填筑包下游壩體與排水棱體接觸面的反濾層填筑和上游壩面的反濾層填筑兩部分。下游壩體與排水棱體接觸面的反濾層填筑要在壩體土料填筑時同時進行，在每層壩料上壩前采用裝載機抬運預先備好的碎石沿排水棱體內坡均勻分倒，在用人工沿排水棱體內坡方向，按設計厚度磊勻碎石填筑層。第二層反濾沙的施工方法與碎石反濾層相同。最后人工鋪設好土工布后即可進行壩體土料填筑，工序依次進行；上游壩坡的反濾層填筑，上游壩坡修整完成后方可進行，施工方法與下游反濾層的施工方法相同，只是先填反濾沙層，后填碎石層，最后填筑壩面防護體。

四、結束語

土石方的開挖和填筑是水利工程項目建設的重要組成部分，在水利工程施工過程中對土石方的開挖和填筑工作管理是否科學，對整個水利工程的投資控制、工程進度和工程質量、安全有著決定性的影響。因此在施工過程中要按設計要求和規范施工，結合工程區的水文、氣象、地質等條件，認真編制施工組織計劃，并在施工過程中加強控制管理，合理組織進行每一項工序的施工，以確保整個水利工程項目建設順利安全的實施。

參考文獻：

[1]周光建.淺論水利水庫工程施工及填筑技術[J].建材發展導向，2011，9（5）：202-204.

[2]湯柱堅.談水利工程土石方開挖及填筑技術[J].科技資訊，2011（23）：50-50.

[3]曾瑩潔 王蓉 陳志強.小議水利工程中土石方回填及干砌石施工[J].建材與裝飾：中旬，2012（5）：149-150.

[4]梁衛東.探討水利工程土石壩施工的技術與趨勢[J].建材與裝飾：上旬，2012（2）：202-203.

[5]鄭方方 王欣晨.水利工程冬雨季施工措施探討[J].山西建筑，2011，37（28）：205-206.