论述水利工程建设中土石坝技术的运用

李俊超/河南省安阳县水务局

论述水利工程建设中土石坝技术的运用

李俊超/河南省安阳县水务局

本文首先探讨了土石坝的种类和其在水利工程建设中应用的优缺点，并对土石坝施工技术在水利工程建设中的应用要点进行分析，最后给出了水利工程建设中土石坝技术的应用策略，为水利工程建设土石坝技术的应用提供资料参考。

水利工程；土石坝；施工技术；运用

水利工程项目作为一项系统性工程，有着施工量大、工程难度高、工期长的特点。随着我国社会和经济的不断发展，水利工程作为重点民生项目，其建设质量日益受到人们重视。水利工程建设中的土石坝技术是项目建设顺利开展的基础，其技术应用水平不仅影响水利工程施工质量，还关乎水利工程的施工安全。虽然近年来水利工程施工建设技术进步显著，但在水利工程建设中，尤其是土石坝施工中仍然存在着一些问题。如何解决这些问题，发挥土石坝的技术优势，提高水利工程建设质量，已经成为现代水利工程施工企业和相关科研单位重点研究和实践的课题。

一、土石坝施工技术概述

1.土石坝的种类。

由于土石坝在水利工程建设中应用适应性强，加之投资量小、节约资源，该技术得到了广泛的发展和应用。我国水利工程土石坝的种类很多，不同种类的土石坝技术适用于的情境、流量、技术要求不同。按照坝体的高度，可以分为高、中、低三种土石坝。按照施工方法则可以分为碾压土石坝、定向爆破堆石坝、冲填土石坝、水中填土坝等。在这些不同的土石坝种类中，其中应用最广泛的就是碾压式土石坝，碾压土石坝施工简单，并且对筑坝原材料要求不高，容易满足质量要求。

2.土石坝的优点和缺点。

土石坝作为一种比较成熟的挡水坝施工技术，其虽然有着比较广泛的实用性和很多优点。但在水利工程建设项目难度和规模越来越大的今天，也体现出一些问题和不足。在实际水利工程建设中，土石坝技术的优缺点主要体现在以下方面。

首先，土石坝技术相比于混凝土坝、金属坝等挡水坝施工技术，其坝体建设对原材料要求不高，可以就近选择碎石、砂石、土、卵石、风化岩等材料。由于挡水坝工程需要消耗大量的材料，能够实现材料的就地取材，不仅有助于控制挡水坝施工成本，还能够实现资源和能源的节约。而其他种类的挡水坝，则需要大量水泥、钢材、木材等材料，这些材料不仅造价和成本较高，其运输成本也较大。除此之外，土石坝相比于混凝土坝和其他挡水坝，由于其结构比较简单，因而容易维修和加高扩建，能够满足水利工程施工对挡水坝的动态需求。除此之外，土石坝相比于其他挡水坝，由于对地基要求低，因而具有较好的适应性，能够应设计要求灵活的进行变形建设。除此之外，土石坝建设技术简单、工序少、便于机械化快速施工，这能够极大的提高挡水坝的施工效率，有助于保证水利工程建设的工程进度。

虽然土石坝具有上述诸多优点，但在大型水利工程建设中，也有一定的缺点和不足。首先，土石坝相比于混凝土坝，其坝身不能溢流，施工导流不如混凝土坝方便。其次，土石坝的结构强度受材料影响，会随气候、温度和水温条件发生变化，这会加大挡水坝的出现问题几率，反复维修加固容易影响工期。最后，土石坝需要定期开展维护与保养，对于工期长的大型水利工程而言，其运行管理费用开支较大。

二、水利工程建设中土石坝施工的技术要点

土石坝施工技术虽然比较简单，但想要提高土石坝施工质量，确保水利工程建设有安全有序开展，也要科学的对待土石坝技术的应用。为了提高土石坝施工质量，确保土石坝的安全性和可靠性，在土石坝施工中需要注意以下技术要点。

1.做好料场的规划工作。

土石坝施工需要大量的筑坝材料，为了降低土石坝材料成本，较少材料运输开支，一定要做好材料场地的选择和规划。由于土石坝建设所需材料量比较庞大，如果不做好料场的规划和选择，还可能影响附近的生态和农林业生产，因此在土石坝施工前应该对料场的选址和规划进行综合性勘测。勘测工作完成后，根据土石坝建设原材料需求量，制定合理的分期开采计划，确保各类坝料能够有计划、有次序的开采出来，满足坝体施工的要求。由于土石坝材料含水率会对筑坝难度和筑坝质量有所影响，因而还要对土石坝料场进行开采计划设计，当雨季来临时，开采含水量低的料场，而在旱季来临后，开采含水量较高的料场。这能够有效的避免因为原材料质量问题导致的窝工，并平衡运输难度和强度。除此之外，料场的高程和筑坝高度还要布置合理，实现就近取料，避免上下游料过坝的交叉运输，较少干扰。

2.土料加工技术要点。

由于新开采的土料中含水量均较大，因此在填筑前应控制土料的含水率，保证在填筑压实时土料的含水率在最优含水率上下2％左右。由于本工程土料均使用台地和河滩地的土料，因此含水量较高，在加工土料时采用了自然蒸发、翻晒、掺料等方法进行处理，使土料含水量达到了填筑料的标准。在进行坝体填筑前，还应对土料中含有的超径石进行了清除。由于土料中的超径石不多，因此在清除时简单使用装耙的堆土机在料场实施清除。对于未清除干净的超径石，可在坝体填筑面进行填筑平整时作进一步清除。

三、水利工程建设中土石坝施工技术的运用

1.土石坝坝面作业施工程序。

水利工程建设中土石坝施工的施工环境比较复杂，并且需要大量人员和设备参与建设，为了保证施工有序开展，必须做好土石坝施工程序设计。首先土石坝坝面作业施工，影响着土石坝的施工质量和施工进度。坝面施工有着工作面窄、工种多、工序复杂、设备多的特点。由于施工环境受季节和水文影响较大，因而其施工组织与管理工作尤其重要。如果坝面施工违背施工程序，必然会导致施工现场出现混乱，影响施工质量和施工进度。现代的水利工程土石坝施工中，一般会采用流水作业施工。通过科学的施工组织按工序对坝面分段，并依此组织施工。这种施工方法能够避免坝面不同工种和工段的施工冲突，提高坝面施工秩序，确保施工安全和施工质量。

2.平面施工技术分析。

土石坝施工一般对基础要求不高，因此在水利工程土石坝施工中，经常会采用平起施工的方法。平起施工不仅施工难度低、工期短、施工效率高，而且还能够减少接缝、接坡等工序，能够有效提高筑坝质量。除此之外，平起施工还能够最大化的利用堆石填筑面，降低施工难度并提高施工质量。在平起施工中，要注意防渗涂料和反滤过渡料的关系控制，想要实现对施工进度和土石坝边界的有效控制，可以采用先砂后土的施工方法。为了提高施工质量而对工期要求不严格，则可以采用先土后砂的施工方法。

3.土石坝强夯填筑施工技术。

强夯填筑施工是确保坝体的稳定性和渗水性符合要求的关键工序，现代水利工程建设中土石坝施工一般采用分层填筑的方法。在强夯填筑施工中，要做好单层土石填筑厚度的控制，该厚度可以根据施工材料和坝体施工质量要求进行设计，一般在10米到20米之间。采用大能量的夯击动力预压，以提高土石料的密度，消除土石料的变形；分层铺筑分层夯实，在夯击后的土石层中填筑新的土石层，再进行新的夯击，直至达到坝体需要的高度。

综上所述，土石坝施工技术的进步和发展，对我国水利工程领域建设起到了极大的推动作用。随着现代水利工程建设规模越来越大，对施工安全和施工质量要求越来越高，在土石坝施工中一定要把握好施工要点，并做好施工技术的应用，提高土石坝的施工质量、施工效率，并实现对土石坝建设成本和施工进度的有效控制，为我国水利工程的建设和社会发展做出应有的贡献。

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