浅论水利水电工程中土石坝施工技术

李国昌

中国水利水电第十一工程局有限公司，河南郑州 450000

1 水利水电工程中土石坝应用利弊分析

水利水电项目工程中的土石坝施工技术主要指的是在筑坝施工中，因地制宜的利用施工现场周边的石料以及土方等材料进行填筑的施工技术。如果所筑坝是以沙砾以及土方作为主要的坝体材料时，该坝就被称之为土坝；而如果构筑坝体的主要材料是爆破石料、卵石以及石渣时，该坝就可以被称为石坝。如果坝体材料总的石料以及土方比例基本相等时，则将其称为混合土石坝。目前，在全世界范围内的水利水电工程中都广泛的应用土石坝这种坝型结构，其施工技术已经十分成熟。同时我国绝大多数的水利水电项目中的坝体工程也基本都采用的是土石坝。在开展土石坝的施工时，要特别注意保证其断面的充分性，才能使坝体结构的稳定得到可靠的保障。此外还需要做好相关的排水和防渗措施，维护坝基的稳固性。随着我国水利水电项目的不断增加，相关的施工技术也在不断的提高，一些新型的建筑材料和施工设备被投入使用，现代机械化的施工方式不仅极大地减少了施工过程对于人力资源的依赖性，也有效的使工程的造价得到了明显的降低。土石坝的施工技术具有极高的应用价值，具有十分广阔的应用和推广前景。

土石坝的修建一般需要钢筋混凝土之类的大型施工材料，而且可以因地制宜的利用工程当地的材料来进行施工，有效地减少运输的废液。同时土石坝对于施工技术的要求相对较低，其后期的维修保养也相对简单，便于进行改扩建。此外，由于土石坝主要使用石粒结构，其形变问题不明显，能够较好地保证工程的稳定性。土石坝对于地基的要求相对不高，其整体施工比较简便快捷，可以有效地提高施工的进度。但是土石坝主要的问题在于其防洪效果比较差，同时在施工过程中比较容易受到天气等自然因素的影响。

2 水利水电攻城战土石坝的相关施工技术分析

2.1 构筑土石坝所需要的主要建筑材料

在水利水电工程的坝体施工前要进行科学的选址，在设计规划中应全面考虑其空间因素、时间因素以及质量因素。在进行土料的准备工作时，应准备超过两倍标准储量的材料。同时为了便于施工的开展，要对存放场所进行合理的选择和控制。在存放过程中应随时对材料黏性进行抽样检测，尤其是对防渗材料要严格注意检查其含水性。由于土石坝工程的防渗性主要依赖于防渗材料的性能，所以必须保证材料的防渗参数达到设计要求。在施工中要保证压实材料以及土料中所含的水量都达到设计标准，才能保证坝面强度符合施工要求。此外，严格控制过滤以及反滤材料要达到所要求的强度标准。并且在制作材料时可以根据实际情况添加其他材料，从而使材料的强度得到有效的增强。

在规划料场时要注意保护其周边环境的林业以及农业生产，并为后续的坝体施工的质量以及施工进度提供良好的条件。因此，在规划前应实地考察目标地域，从而合理地制定规划方案以及开采计划，既要保证对开采材料的充分利用，也要保证坝体施工的正常开展。

2.2 土石坝施工材料的开采加工技术

对土石料进行开采加工时，要对其作业程序进行严格的管控。开采前应做好充分的准备，对料场进行区分划定后对其表面杂物进行清理。此外，还需要在料场中布置相应的排水设施，以及合理安排物料运输的道路，使开采出来的土石物料能够顺利的运输，防止由于交通不畅而对工程的施工的整体进度造成不利的影响。

在开采土料时主要有两种开采方法，即立采以及平采。立采通常是在对具有较厚土层的区域进行开采的主要方式。利用立采法能够对所开采土料的含水量进行有效的控制，使其更加符合建筑标准。此外，立采法也适用于开采具有较大差异性的土层。而在土层较薄的区域则应主要使用平采的方式来进行开采。但在采用平采法时要注意土层的含水量，因为其土层较薄，因此，一旦出现含水量超出设计要求的情况时就必须采取适当的脱水处理措施。对土料进行开采前应对料场进行合理的划分，并根据土层的实际情况来采取合理的开采方式。

在开采石料时，通常需要通过浅孔爆破以及机械破碎这两种方法对直径超标的石块进行处理。采用机械爆破时主要是通过风动、锤破以及振冲等方式来对超径块石进行破碎。另外，还可以通过吊车来对重锤进行起吊，并利用重锤的下落势能来击碎超径石块；还可以利用风动的手持凿岩设备来通过浅孔爆破的方法破碎超径碎石。

2.3 土石坝在施工过程中主要使用的机械设备

施工时应根据施工的实际需要来选择施工设备，保证施工的效率以及质量。由于施工现场其作业环境往往比较恶劣，因此需要施工设备具有较高的耐受性和稳定性。由于实际进行操作施工的人员技术水平有限，因此所选用的施工设备在操作上应尽量简单易行，以避免由于操作不当而引起安全事故。在施工时，不同的设备间要能够相互配合与协调，各自充分发挥出其性能。同时应对施工设备的运行状态进行实时的监控，保证施工的效率。

2.4 土石坝施工中的填筑以及压实作业

2.4.1 土石坝工程的铺土施工

在铺土作业时应按照轴线方向来开展施工，铺土时要保证铺填均匀，为后续的平土施工创造良好的条件。铺土时应击碎超径石块，同时要对冒出的石块进行剔除。在自卸车进行作业时应采取倒退铺土的方式，以避免土料被过度压实而出现剪切的情况。此外，作业车辆在通过反滤层的时候应尽量防止沾染反滤料，以免其进入到防渗体内，对工程的整体质量和安全造成不利的影响。

2.4.2 土石坝工程的平土施工

完成铺土后就开展平土施工。平土时应根据设计要求的厚度来仔细划分平整层，逐层进行平整施工。通常可以采取拉线的方法来对土层厚度进行合理的控制，并在厚度确定后规划平土施工的具体施工方案。目前在平土施工时主要采用机械作业方式。传统的人工平土不仅效率低，而且受天气的影响比较大，施工的进度难以得到有效的保证。采用机械施工后，不仅施工效率和平整质量比较高，而且受环境因素的影响也比较少。比较常用的平土设备是推土机，其具有良好的应用效果。

2.4.3 土石坝工程的压实作业

对土层进行平整后，还需要进一步压实。辗压机是目前比较常用的压实机械。在进行压实时，辗压机前进的方向应与坝体的轴线方向保持平行。另外，在施工中要对碾压遍数进行科学的控制，既要避免漏压，也要避免过压造成的剪切情况。压实作业应逐段开展，对搭接长度要进行严格的控制，通常应控制在50cm范围内。对于在施工中的接合部分应选用夯实机来进行施工。

2.4.4 土石坝工程的心墙以及反滤料的相关施工技术

在进行心墙部分的施工时要注意心墙与砂壳在上升过程中要保持平衡。心墙如果上升太快，会导致干裂，影响施工的质量。而砂壳如果上升的比较快，也会影响心墙的施工，并对施工的整体进度造成不利的影响。在进行防渗体以及反滤料的施工时，其填压厚度每次都有区别，所以应根据实际的需要来保证达到平起施工的效果，一般常采用土砂平起的施工方式。在实际施工时应根据土料以及反滤料不同的填筑顺序，相应的采取先土后砂或者先砂后土的施工方法。在开展塑性斜墙的施工时，砂壳的修筑高度如果无法达到设计高程的要求时应重新填筑斜墙的土料。施工中应尽量避免砂壳存在质量缺陷而出现沉降不均匀的情况，这会使斜墙出现裂缝，影响整个工程的施工质量和安全。

2.4.5 土石坝工程的组织施工

在开展土石坝的施工时应进行科学的管理，在施工现场有多道施工工序和不同的工种，所涉及的机械设备也比较多，因此需要采取流水作业等组织方式来进行施工作业，并对作业面进行合理的划分，对各个工序的施工队伍进行梯次组织，分别开展施工作业。

3 结语

水利水电项目直接关系到我国的经济发展，因此必须高度重视其施工技术和质量。在工程建设中土石坝的相关施工技术具有比较明显的优势，不仅能充分利用当地的原材料，而且其施工工艺以及后期维护都相对简单，有效地降低了施工的成本。虽然土石坝技术中还存在防渗方面的缺点，但是其仍然是具有较高使用价值的一种坝体构筑方式。因此，需要施工单位和相关的技术人员对现有的施工技术不断完善和创新，解决现有技术中的瓶颈问题，充分发挥其优势。此外，在施工中要科学组织，严格管理，提高施工的质量和效率，从而为水利水电项目的整体工程质量奠定坚实的基础，为我国的经济建设创造良好的基础设施环境。