試論水利施工中土石壩技術的應用

侯佳銘 麻勝云

河南國基建設集團有限公司

試論水利施工中土石壩技術的應用

侯佳銘 麻勝云

河南國基建設集團有限公司

土石壩施工技術的優點為施工簡便、節省原材料，為此在水利工程建設施工中該項技術得到了廣泛的應用，但是在應用中逐漸也顯露出了不足之處，如何充分發揮土石壩的優勢，是對土石壩施工技術研究的重點。本文對土石壩在水利工程建設和施工中技術的運用和質量控制進行探討與研究，旨在提升土石壩在水利工程中的應用范圍，提高施工質量。

水利施工；土石壩技術

一、工程概況

以某水庫大壩為粘士心墻壩，壩高49m，壩頂長250m，寬9m，設計正常高水位為100m，校核洪水位為104m，屬二級建筑物。壩址處流域面積2170km2。壩址以下河流全長105km；其中50km為通航河道，常年有載重5t-10t的木船和竹木筏過壩。壩址兩岸系高山，山坡較陡。壩址河谷寬度200m，河底高程20m。兩岸覆蓋層較薄，基巖為石英砂巖（x級）；河床基巖較好，兩岸巖石節理發育，風化較深。河床沙礫覆蓋厚度0—4m，平均2m。壩址上下游均為寬闊沖積臺地，在上下游3km～7km的臺地和河灘上，有滿足筑壩要求的大量沙礫料（Ⅲ類土）。

二、水利工程土石壩筑壩材料

在選壩階段應從空間與時間、質與量等方面進行全面規劃。料場土料的儲量一般要求是設計工程量的1.5～2.0 倍，并要求提供備用料場。粘性土料采用鉆探或坑探取樣。礫類土用坑探取樣，布孔間距50～100m。防滲料的勘探要仔細按深度查明天然含水量。堆石料的勘探可以采用鉆探及洞探。

防滲料：防滲的土料最基本的要求，一是防滲性：滲透系數不大于l×10-5cm/s 時，一般即可滿足要求。二是施工性，土料的天然含水量在最優含水量附近，無影響壓實的超徑材料，壓實后的壩面有較高的承載力。

壩殼料：工程實踐中，堆石、砂礫石及風化料等均可作為壩殼料。

堆石：按其型式可分為拋填、分層碾壓、手工干砌石、機械干砌石等。

砂礫石：碾壓砂礫石壓縮性低，抗剪強度高，但易沖蝕、易管涌。

風化料：屬于抗壓強度小于30mpa 的軟巖類，往往存在濕陷問題。

反濾料和過渡料：反濾料一般要滿足堅固度要求，應盡量避免用純砂做反濾料。

三、水利施工中土石壩施工工藝

1、料場的布置。在布置料場的位置時，應綜合考慮料場所在位置的交通足否便利，填筑料的質敏是否合格，取料的難易程度等因素，同時還應考慮填筑的數量是香滿足壩體填筑的需要。若小能滿足，則需選擇多個料場。本次工程在壩址上下游3km-7km的臺地和河灘上，有滿足筑壩要求的大量沙礫料（Ⅲ類上），因此將料場布置在這個區域，導流隧洞開挖后的碴料也用于壩體填筑。

2、土料加工。由于新開采的土料中含水量均較大，因此在填筑前應控制土料的含水率，保證在填筑壓實時土料的含水率在最優含水率上下2%左右。由于本工程上料均使用臺地和河灘地的土料，因此含水量較高，在加工土料時采用了自然蒸發、翻曬、摻料等方法進行處理，使上料含水量達到了填筑料的標準。在進行壩體填筑前，還應對土料中含有的超徑石進行了清除。

3、壩基與岸坡處理。清理壩基、岸坡和鋪蓋地基時，應將樹木、草皮、樹根、亂石、墳墓以及各種構筑物全部清除，并認真做好水井、泉眼、地道和洞穴等的處理。在本工程中，采用推土機剝離、鋪蓋，裝載機裝自卸卡車出渣。坡面及局部松散浮渣由人工清理，左聯深槽部位清至強風化巖石，并在粘上心墻范圍內回填了低標號混凝上，其他低洼部位分層回填了新鮮石渣。

4、壩體填筑。本工程上石壩填筑前在施工現場進50mm厚。壩殼料由裝載機、自卸汽車開采下壩，進占法卸料，推土機推平，層厚在0.8m—1.0m，震動平碾碾壓6遍～8遍。碾壓砂礫石料時進行了必要的灑水。該工程于2006年3月開工，2008年5月按設計要求完成竣工并交付使用，至今已運行了4年多。目前該水利樞紐一切運行指標良好，壩體未出現滲漏和沉降現象。說明整個工程的施工質量良好。其所采取的施工工藝安全、有效、可行，可在今后的上石壩上程施工中可以大力推廣并應用。

四、水利工程施工質量控制要點

1、施工單位在土石壩施工中積極推行全面質量管理，并加強人員培訓，建立健全各級責任制，以保證施工質量達到設計標準、工程安全可靠與經濟合理。施工人員必須對質量負責，做好質量管理工作，實行自檢、互檢、交接班檢查的制度。施工單位必須建立健全施工質量保證體系，并設立在施工主要負責人領導下的專職質量檢查機構。并不斷檢查質量保證體系落實情況及人員、儀器設備等情況。

2、教育質檢人員和施工人員都必須樹立“預防為主”和“質量第一”的觀點；雙方必須密切配合，控制每一道工序的操作質量，防止發生質量事故。

3、施工單位質量檢查部門應在有業主、監理單位代表參加的驗收小組領導下，參加施工期的分部驗收工作，特別是隱蔽工程，應詳細記錄工程質量情況。在施工過程中，施工單位對每班出現的質量問題、處理經過及遺留問題，在現場交接班記錄本上詳細寫明，并由值班負責人簽字。質量檢驗的儀器及操作方法，應按照規范進行。試驗及儀器使用應建立責任制，儀器應定期檢查與校正 。

4、反濾層、過渡層、壩殼等無粘性土的填筑，除按有關的規定取樣檢查外，主要應控制壓實參數，如不符合要求，施工人員應及時糾正。每層壓實后，即可繼續鋪土填筑，其測定的鋪土厚度、碾壓遍數應經常進行統計分析，研究改進措施。反濾料、過渡料級配應在篩分現場進行控制，填筑時應對接頭、防護措施等加強檢查。現場含水量對粘性土、礫質土以手試測定的同時，應取樣用烘干法或其他方法測定，并以此來校正干容重。取樣所測定的干容重，其合格率應不小于90%，且不合格樣不得集中，不合格干容重不得低于設計干容重的98%。

五、結束語

綜上所述，土石壩技術，就是充分利用當地資源的優勢，包括當地的石料或者其他混合物進行填充和碾壓的一種傳統的施工技術。隨著我國水利工程建設規模的逐步擴大，土石壩技術在水利施工中的應用也越來越多，地位越來越高，對我國水利工程建設和發展起到了十分顯著的作用。

［1］劉則鄒.土石壩施工天氣狀態隨機模擬方法探討［J］. 湖北水力發電. 1989（01）