水利水電工程中的土石壩施工技術(shù)探討

劉曉琳

摘要：土石壩是水利水電工程中應(yīng)用較為廣泛的壩體類型，具有施工操作便捷、施工周期較短、物料消耗較低等顯著優(yōu)勢。雖然土石壩技術(shù)是水利水電工程施工中的基本技術(shù)，但依然需要把握土石壩施工技術(shù)要點(diǎn)，注重質(zhì)量管理?；诖?，文章從土石壩筑壩材料選擇及加工、設(shè)備選型、壩體填筑及壓實(shí)三個方面探究水利水電工程中的土石壩施工技術(shù)，以供參考。

關(guān)鍵詞：水利水電工程;土石壩;施工技術(shù)

土石壩以土料及石料為壩體填筑材料，一般遵循就地取材的基本原則，省去了材料異地運(yùn)輸?shù)臅r間與成本，因此具有施工材料易獲取、成本低廉的優(yōu)勢。與此同時，土石壩結(jié)構(gòu)較為簡單，包括碾壓土石壩、堆石壩等多種類型，適用于不同的水利水電工程建設(shè)，且強(qiáng)度與剛度、應(yīng)變形能力、防滲性能等都能達(dá)到水利水電工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)。土石壩的特點(diǎn)及優(yōu)勢決定其在水利水電工程中具有廣泛的應(yīng)用空間，但在實(shí)際的工程建設(shè)中依然需要把握好土石壩施工技術(shù)要點(diǎn)，注重對關(guān)鍵及特殊工序的施工質(zhì)量控制，在能夠最大化發(fā)揮土石壩施工技術(shù)的應(yīng)用效果。

一、水利水電工程中土石壩筑壩材料選擇及加工技術(shù)

水利水電工程中土石壩筑壩材料包括防滲料、壩殼料、反濾料及過渡料，在筑壩材料選擇上需根據(jù)材料使用的部位及功能確定材料的各項(xiàng)參數(shù)與質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。如防滲料的防滲性能需達(dá)到設(shè)計(jì)要求，并且具備良好的施工性與經(jīng)濟(jì)性;再如壩殼料的選擇以堆石、砂礫石及風(fēng)化料為宜;此外反濾料及過渡料的選擇需要滿足堅(jiān)固性的要求[1]。

土石壩筑壩材料選擇完成且質(zhì)量檢驗(yàn)達(dá)標(biāo)后，需要對料場進(jìn)行開采并對筑壩材料進(jìn)行進(jìn)一步加工。首先，在筑壩材料開采上需要根據(jù)土層厚度、材料含水量、土層層次等選擇合適的開采方式。通常情況下如果土層較厚、土料層次較多且各層次土料之間的物理學(xué)性能、質(zhì)量特性等相差較大，宜采用立面開采工藝，反之則適用平面開采工藝。其次，在筑壩材料加工中，需要根據(jù)筑壩材料所處的水文環(huán)境、實(shí)際指標(biāo)等確定加工方法。一般情況下，如果筑壩材料天然含水量遠(yuǎn)高于設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，在開采階段便需要通過自然烘干、翻曬或烘烤的方式降低土料含水量;如果筑壩材料的開采涉及到水下開采，則需要預(yù)先設(shè)置好排水措施排除多余的水分，監(jiān)測土料含水量后確定是否需要翻曬或烘烤。同時，對于超粒徑塊石的處理可以采用兩種技術(shù)措施：針對大體積且強(qiáng)度較高的巖石，可以采用風(fēng)動鑿巖機(jī)在巖石表面進(jìn)行鉆孔爆破處理;針對體積大但強(qiáng)度較低的巖石可以采用機(jī)械破碎技術(shù)，以吊錘重力雜碎塊石，使石料粒徑滿足設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。

二、水利水電工程中土石壩施工設(shè)備選型技術(shù)要點(diǎn)

水利水電工程中土石壩施工設(shè)備選型技術(shù)主要針對筑壩材料開挖及運(yùn)輸設(shè)備。設(shè)備選型的主要依據(jù)為土石壩施工現(xiàn)場場地特點(diǎn)、機(jī)械性能、工作效率、通用性、經(jīng)濟(jì)性及配套性。通過梳理土石壩施工資料可以發(fā)現(xiàn)，當(dāng)前土石壩施工中設(shè)備的選型與工藝組織形式主要包括四種類型：①正向鏟+自卸車。以正向鏟作為開挖設(shè)備，以自卸車直接運(yùn)料上壩，具有設(shè)備通用性強(qiáng)、管理簡單的優(yōu)勢，但運(yùn)輸距離限于10m以內(nèi);②正向鏟+膠帶機(jī)。在前述設(shè)備組織模式的基礎(chǔ)上，將自卸車改為膠帶機(jī)，相對于自卸車來說，膠帶機(jī)可以實(shí)現(xiàn)材料的即挖即輸，省去了材料裝卸時間與工序，具有機(jī)械自動化程度高的優(yōu)勢，但在運(yùn)輸距離上也具有較大的限制性。為此，在實(shí)際應(yīng)用中通常以膠帶機(jī)與自卸車配合，可以延長運(yùn)輸距離，并且顯著降低筑壩材料運(yùn)輸成本;③斗輪式挖掘機(jī)+膠帶機(jī)+自卸車。相對于正向鏟來說，斗輪式挖掘機(jī)適用于大體量筑壩材料的開挖作業(yè)，具有工作效率高、機(jī)械連續(xù)作業(yè)的優(yōu)勢，配合膠帶機(jī)與自卸車也能夠?qū)崿F(xiàn)筑壩材料的直接上壩;④采砂船+有軌機(jī)車+膠帶機(jī)（自卸車）。適用于開采水下筑壩材料，可以直接對超粒徑土料進(jìn)行篩選。同時，有軌機(jī)車運(yùn)行更加平穩(wěn)，配合自卸車或者膠帶機(jī)可以直接上壩。但該設(shè)備組合成本較高，在實(shí)際應(yīng)用中還需對其技術(shù)性、經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行綜合考量[2]。

三、水利水電工程中土石壩壩體填筑及壓實(shí)施工技術(shù)

水利水電工程中土石壩壩體填筑施工工序較為復(fù)雜，包括筑壩材料的攤鋪、碾壓、壓實(shí)與質(zhì)量檢驗(yàn)。因此在實(shí)際施工中一般采用流水線施工作業(yè)組織形式，首先對壩面進(jìn)行分段，各專業(yè)根據(jù)分段計(jì)劃進(jìn)入實(shí)際施工中;其次，同一工段的施工隊(duì)伍按照相應(yīng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)計(jì)規(guī)范等進(jìn)行連續(xù)作業(yè)，該工段施工結(jié)束后進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)，重點(diǎn)檢查壩體材料的壓實(shí)度、含水量等;最后，剩余專業(yè)施工隊(duì)伍依次連續(xù)施工，施工結(jié)束后對土石壩進(jìn)行總體校驗(yàn)及檢查[3]。此種施工作業(yè)組織方式可實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化施工，且各個工段的專業(yè)施工隊(duì)伍擁有自己的物料堆放場地、施工機(jī)械設(shè)備等，各個工段之間互補(bǔ)干擾，并且可以實(shí)現(xiàn)物料及設(shè)備資源的充分利用。

結(jié)束語

水利水電工程中，土石壩是一種常用的施工技術(shù)，其具有成本低、施工簡單、物料消耗少等顯著優(yōu)勢。在土石壩施工中需綜合考慮筑壩材料的質(zhì)量特性、施工性與經(jīng)濟(jì)性，材料選擇并檢驗(yàn)合格后對其進(jìn)行加工處理，保證材料含水量及各項(xiàng)物理學(xué)性能指標(biāo)達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。接下來進(jìn)行材料開挖及運(yùn)輸，需根據(jù)施工場地特點(diǎn)、機(jī)械設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)需求等確定設(shè)備組合形式。最后，采取流水線施工作業(yè)組織形式進(jìn)行土石壩壩體填筑，在保證施工質(zhì)量的基礎(chǔ)上解決施工成本、提升施工效率。

參考文獻(xiàn)

[1]曹向榮，張國銀.水利施工中土石壩施工技術(shù)的應(yīng)用探討[J].低碳世界，2021，11（04）：126-127.

[2]袁鳳裕.水利水電工程中的土石壩施工技術(shù)研究[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2021（11）：161-163.

[3]劉顯興.淺議水利土石壩工程筑壩施工技術(shù)要點(diǎn)[J].珠江水運(yùn)，2021（05）：48-50.