水利水電工程土石方施工技術探討

田凱翔

［貴州省水利投資（集團） 有限責任公司，貴州 貴陽 550000］

水利水電工程的大力建設對適應當前社會經濟發展對電能的需求有重要作用，同時還能有效保證流域下游安全，是一項關乎民生的重要工程。在實際的水利水電工程建設過程中，土石方施工是一項基本工作，其目的在于為后續各類建筑物的施工建設奠定良好基礎。要想保證土石方施工質量，有必要在明確土石方施工原則和一般規定的基礎上，對相關施工技術進行深入分析與探討，從而明確具體的作業方法及要點所在。

1 土石方開挖基本原則與一般規定

土石方開挖施工中應嚴格遵循下列基本原則：做好分期、分區與分層，并按照從上到下的順序實施；現場開挖施工與總進度計劃和相關要求完全相符；現場的開挖施工順序與方法應和現有作業面良好協調，同時確保現場臨時道路布置科學合理，保持交通通暢；充分利用截流之前的時間對左右岸壩肩進行開挖，以縮短基坑開挖施工的總工期。

土石方開挖中應滿足下列各項一般規定：

（1）除了監理人員提出的特殊指示，需清理場地內的既有植被，應延伸到與施工圖標出的最大開挖邊線相距5m以外的位置。

（2）在開挖施工過程中，應采取必要措施盡量保護周圍天然植被。

（3）表層土開挖施工嚴格按照設計要求的深度進行，開挖產生的土方運輸到指定地點集中堆放，堆放高度不能太高，以免造成沖刷流失。

（4）對爆破材料進行運輸和臨時貯存時都要充分參考安全操作規程，所選爆破材料應與國家相關標準完全相符，用于施工前做好性能檢查。

（5）從施工開始到工程驗收，若開挖邊坡產生坍塌或滑坡，應立即處理因此產生的堆碴，同時注意邊坡處理，使其始終保持在穩定狀態。

（6）爆破不能在灌漿剛結束的區域及其附近實施，若有特殊情況必須爆破，則要經過嚴格的試驗加以論證，得到監理人員的批準后才能開始爆破。

（7）爆破嚴格按照設計要求的參數進行，當有必要時還應做好試驗和調整，確保爆破達到理想效果。

（8）開挖過程中對于壩基開挖完成后露出的破碎帶與軟巖層，需按照施工詳圖提出的要求采取必要措施進行處理。

2 土方開挖施工

壩肩邊坡挖高按照130m控制，開挖借助挖掘機進行，開挖產生的土方由自卸車盡快運輸到指定棄碴場。對于壩基與消力池頂部覆蓋層，主要借助液壓反鏟挖機進行開挖和裝車，開挖產生的土方由自卸車盡快運輸到指定場地，必要時可配備推土機進行集碴，所有廢碴都應運輸到棄料場中。對于永久上壩公路，其土方開挖施工按照縱向全寬進行，借助液壓挖掘機進行開挖和裝車，再由自卸車將開挖產生的土方運輸到指定棄碴場，在地勢較為開闊的地方可采用推土機進行集料，當存在大塊孤石時，需要由人工使用手風鉆進行造孔和爆破處理。

3 石方開挖施工

3.1 控制爆破

（1）對于永久工程，其石方開挖施工以控制爆破為主。項目承包方需要在鉆爆計劃中制定控制爆破實施方案，確定爆破作業的各項設計參數。

（2）為了使石方開挖面與圖紙標出的開挖線完全相符，確保開挖完成后基巖保持完整以及整個開挖面的平整度，建議進行預裂爆破或光爆，在無法進行預裂爆破的位置，應留設適當的保護層。

（3）在石方開挖施工開始前，應先在指定場地內實施控爆試驗，以此確定各項設計參數，包括現場鉆爆布置及裝藥密度，最終的試驗成果需要上交給監理人員。

（4）當在開挖施工中預留保護層時要注意上部炮孔不能從保護層中穿過，在對保護層進行開挖時，無論所用開挖方法如何，都要防止鉆孔從建基面中穿過。

3.2 邊坡開挖

在邊坡開挖施工中應注意以下各項要點：

（1）在邊坡開挖開始前，項目承包方應對邊坡巖石進行調查，確定其是否保持穩定，明確設計開挖線可能對施工造成的影響，當發現不安全因素時，應采取有效措施進行處理與防護。當山坡上存在危石與不穩定巖石時，需及時排除，若有部分巖塊無法撬挖，可以在得到監理人員的允許后進行淺孔松動爆破。

（2）開挖按照從上到下的順序進行，當邊坡高度相對較大時，應進行分段開挖；當開挖深度相對較大時，則需要分層開挖。具體的分段高度與分層深度以所用爆破方法及現有機械設備性能為依據確定。對于垂直邊坡，其梯段高度通常不能超過10m，注意不可按照從下到上的順序開挖。

（3）伴隨開挖高程不斷下降，及時檢測邊坡表面，以免和設計要求的開挖線產生明顯偏離，不可在高邊坡形成之后再予以處理。

（4）如果在開挖完成后出現破碎帶或軟巖層，則需要按照圖紙與監理工程師的要求及時處理，采取必要的排水及堵水方法。

（5）邊坡支護需要在分層開挖時逐層實施，上層支護不能對下層開挖造成影響，如果上層支護沒有完成，則不允許開挖下層。

3.3 基礎開挖

在基礎開挖施工中應注意以下各項要點：

（1）除了特殊位置的開挖，對于永久建筑物，其基礎開挖施工需要在旱地中進行。項目的承包方應采取恰當的措施防止基礎巖面產生爆破裂隙，并防止原構造裂隙或巖體產生惡化。

（2）在與水平基面距離較近的部位應留好保護層，其厚度通過現場試驗明確，同時進行小炮分層爆破，如果使用其他方法進行開挖，則要經過試驗驗證是否可行。

（3）基礎開挖完成后，對于爆破松動的巖石，應及時進行清理，若單塊巖石體積過大，可使用火雷管進行爆破處理。

（4）開挖完成后的巖面應保持潔凈與粗糙，若巖石中存在軟弱夾層或斷層裂隙，則需要將其清除至要求的深度。巖面上不能存在積水，并及時清除松散的碎石。開挖完成后的建基面，其巖石力學強度及完整性都要與圖紙規定相符。

（5）建基面不能存在陡坎尖角與反坡，對于結構面上存在的泥土或銹斑，以及與質量要求不符的巖體，都要由人工及時清理。

（6）對于壩基防滲處與岸坡巖面，其開挖施工時開挖面應保持平順，在開挖過程中優先考慮預裂爆破的方法。開挖到與建基面臨近的位置后注意不可進行爆破，而是要借助人力將其挖除，必要時可進行淺孔爆破。

3.4 爆破作業安全

爆破是一項安全風險很大的施工作業，為保證施工安全，在實際的爆破作業過程中應切實做好安全控制工作，具體包含以下幾方面要點：

（1）項目承包方應切實加強安全管理，編制完善的檢查制度，尤其要重視裝藥量檢查，設立專門的檢查人員，所有爆破作業都要在得到安全員的檢查并確認合格后才能開始爆破。

（2）所有參與爆破施工的作業人員都要嚴格按照行業相關標準進行考核，經考核確認合格后才能正式上崗。

（3）項目承包方要進一步加強材料監管，包括材料采購、檢驗入庫與提領發放等各個環節，以免爆破材料發生丟失。

4 土石方開挖施工質量控制

為保證工程土石方開挖施工質量，在實際的土石方施工過程中應注意以下各項質量控制要點：

（1）對開挖輪廓與斷面尺寸進行嚴格控制，確保開挖面與設計要求完全相符。以合同段中的控制樁為依據，設置必要的水準點，并對建筑物軸線及水準點進行控制，開工前將其埋設到位，確保施工中可以正常使用。

（2）在開挖施工區應做好排水，于開挖線之內利用挖掘機開挖臨時排水溝，確保場地的地面始終干燥，防止開挖產生的土石方被積水浸泡，為其他部位的填筑施工提供良好的回填材料，在有截水溝存在的路段，需要在施工開始前開挖臨時截水溝。

（3）施工過程中要對鉆孔方向、深度與裝藥量進行嚴格控制，保證開挖產生的土石方得以充分利用。在邊坡開挖中應優先考慮預裂爆破方法或光爆方法，以確保邊坡穩定，盡可能減少超欠挖。

（4）棄碴的堆置應達到整齊和穩定，確保排水暢通。

（5）當需要設置上壩公路時，應做好其路基中線的控制，確保路線路基達到相關設計要求。為加強路基保護，對路塹進行開挖施工時，對于和路基設計標高相距1.2m之內的部位應進行淺孔松動爆破。當存在軟弱破碎基礎時，其表面預留的撬挖層需借助人力進行開挖，在開挖過程中做好標高控制，避免出現超欠挖，當檢查發現承載力無法達到要求時，應采用換填的方法處理。

5 結語

綜上所述，土石方施工是水利水電工程建設的主要環節，其施工質量直接決定整個水利水電工程的質量，以上對水利水電工程的土石方施工技術進行了初步分析與總結，提出了具體的施工方法和要點，旨在為其他水利水電工程土石方施工提供技術參考。