水利水電工程土石壩施工技術研究
前言：想要寫出一篇引人入勝的文章？我們特意為您整理了水利水電工程土石壩施工技術研究范文，希望能給你帶來靈感和參考，敬請閱讀。
【摘要】本文對現階段我國土石壩施工技術進行了分析，詳細論述了此技術的優點及缺點，并對土石壩施工進程中對工程質量及工程進度影響較大的料場選取與壩基處理開展探討，旨在促進我國土石壩施工不斷向科學化、嚴謹化方向發展，提升我國水利工程質量。
引言
土石壩施工具有工程技術簡單、工期短、工程成本低等優點，雖存在一定功能上的缺陷，但在我國水利工程中仍得到了廣泛的應用。對土石壩施工技術進行詳細的分析，利于施工團隊更加合理的選取施工方案，具有重要的現實意義。
1水利水電工程中的土石壩施工技術的優點
1.1施工成本較低
土石壩施工進程中，施工原料主要在施工地采集而得，相較于混凝土施工節省了大量的原材料購買成本。此外，由于就地采集原材料，避免了大型施工中原材料的運輸而產生的巨大成本。是防水壩修建進程中經濟效益較高的技術方案[1]。
1.2工程技術簡單
土石壩施工技術僅包含原料采集、壩基處理、石料拋填及固定等，施工中無精度或難度較高的步驟，且原料地的選取與采集方式的選擇均由施工設計人員控制。因此，在土石壩技術施工進程中，相較于其他施工技術，施工單位不必雇傭大量的技術型人員，可節省工程建設的用人成本。
1.3施工時間較短
土石壩施工技術因其就地采集原料的特點，常無需大量的前期準備工作。同時，施工技術決定了壩體中無法進行復雜的結構設計，在土石壩施工中，大型機械設備可以貫穿工程的始終，工程時間相較于混凝土等其它施工方案有明顯的優勢。另外，由于設備擔當施工的主力，施工人員的安全也能得到保障。
1.4改建過程較為便捷
從施工技術上進行分析，土石壩為土料、石料等簡單堆積而成，結構較為簡單，內部受力均勻。后期因環境變化或者工程需求進行擴建時，僅需以現有結構為基礎向上或者兩側繼續延伸，土石壩整體施工質量依舊可以得到保證[2]。此外，如工程需要，對壩體進行局部的破壞，其穩定性也不會受到較大的影響。
2水利水電工程總土石壩施工技術的缺點
2.1壩體自重較大
如圖1所示，土石壩為傳統技術堆砌而成的壩體，其功能與壩體的體積有直接關聯，因此現階段水利工程中的土石壩均具有自重較大的特點。且土石壩施工進程中往往不會對地基進行深度處理，在施工結束后一段時間內，土石壩會發生一定的沉降。
2.2無溢洪功能
受施工原料與施工技術簡單的影響，土石壩結構較為單一，常在溢洪功能上由較大的缺失，需在工程后期修建專業的溢洪通道確保其洪水攔截功能的完善性。
2.3工程受氣候影響較大
由于施工技術的簡單，其常不具備排除外界干擾的能力。尤其在土石壩施工階段，其受氣候控制明顯，如南方梅雨時期常不會進行土石壩施工，避免大量降水使原料的含水量過高而影響土石壩的穩定性。在北方土壤封凍時期，土石壩施工也無法正常開展：①土壤封凍使原材料采集較為困難；②冷凍的石料與土料均會產生不規則的體積變化，此時修建土石壩在氣候轉暖時會出現明顯的滲水現象，壩體將無法正常發揮其效用，如圖1所示。
3水利水電工程中的土石壩施工技術應用
3.1土石壩施工進程中料場的分析
3.1.1料場的選擇土石壩施工進程中，料場常設置在作業現場的周邊。但距離并非料場位置選擇的唯一標準，要綜合考慮多方面因素進行選取[3]。首先，原材料性質的考量。土石壩建設雖然施工技術較為簡單，但其依據不同的施工環境，會選取不同種類的材料且建設性質存在一定區別的土石壩。如在徑流較小，僅用于簡單防水的壩體會選取土壤與沙粒進行修建；而針對于有洪水暴發可能的區域，為保證壩體的穩定性，常會在原材料中加入大量的石料。此外，因季節與氣候的不同，原材料使用也存在差異性。因此，在料場選取的進程中，需要優先對施工環境進行分析，并制定完善的用料計劃。其次，料場空間選擇。料場空間選擇需要注重的因素較多，通常可從以下幾個方面進行分析：①料場選擇進程中要保證其對周邊已有建筑物無影響。一般處于建筑物輪廓線的300m之外，避免取土進程中破壞建筑物原有的地基防水措施。此外，因材料開掘進程中，常采用爆破手段，若周邊存在居民區，需保證爆破對居民正常生活無影響。②料場選擇過程中，應充分考慮原材料運送的便捷性。除較為常規的距離控制外，料場要通常要具有比施工地點更大的高程，避免質量較大的原材料運輸時在陡坡出現運輸困難，甚至出現后翻的現象，最大程度保證施工的安全。為保證施工效率，除主料場外，上下游及兩岸都需選取輔料場，確保不同施工段壩體同步上升，避免工程內部相互干擾的情形出現。最后，料場的質量與數量規劃。料場的質量主要指原材料采集的難易程度，料場選取前，需要先進行詳細的勘探，勘探內容包括地質成因、產狀、埋藏深度等，保證主料場原材料采集的便捷，并且原材料開采進程中不會造成大規模的地質擾動，保證施工效率與施工安全性。對原材料的物理性質進行分析，包括石料的成分、凝聚力，土壤材料的含水量、滲透系數等，保證原材料滿足工程質量的要求。此外，要對主料場的儲藏量開展分析。常規施工進程中，為保證突發事件的應對能力，主料場的儲量應在工程使用總量的兩倍以上。主料場選取進程中還應避免過早被壩體修建造成水位上升淹沒，保證其滿足施工全程的需求。
3.1.2料場的使用時間規劃土石壩施工進程中常會準備多個輔料場，為保證資源的最大使用效率與工程的順暢開展，輔料場使用時間上也要有詳細的規劃，常見的規劃原則有：（1）優先使用較易被淹沒區域的料場，避免料場在使用之前已經被淹沒。從而導致最終原材料不足。（2）優先使用上游的料場。土石壩施工進程中對上游環境影響較大，避免上游料場在使用之前已經遭受破壞。（3）優先使用距離較遠的料場。該措施主要為保證近距離料場儲備的豐富，在土石壩修建進程中，越到后期，施工強度越大，此時近距離料場充足的儲備與及時供料就成了工程順利實施的保障，尤其在大壩合龍階段，必須保證原材料的充足供給。（4）合理季節性調配。當壩體修建部分時間處于雨季時要預備充足的干料，即優先使用含水量較高的料場，確保土石壩施工的質量。
3.2土石施工進程中壩基處理
土石壩施工進程中，壩基的處理較為簡單，更多的集中于表層土壤挖掘。由于水利工程中壩基常位于河岸，其上通常含有較多的雜草、樹根、亂石、水井等，表面土壤有機質較為豐富，甚至部分地區存在大量地下土壤表層排水通道，如不進行深入挖掘，土石壩在修建完成后難以具備較高的防水性質與穩定性，工程質量無法得到保證。壩基處理進程宏通常要注重以下幾點：
3.2.1挖掘順序壩基處理進程中，通常以自上而下的順序進行挖掘。這種挖掘順序原因有：①施工進程中不會造成土壤的塌方，最大程度上保證施工人員的安全；②若從下部開始挖掘，將會產生施工進程內部干擾，上部土壤將會不斷對已挖掘區域進行掩埋，下部挖掘效果得不到保證，同時，上部土壤自由陷落不利于后期岸坡的修理。
3.2.2岸坡處理（1）岸坡處理進程中要保證足夠的深度，即挖掘進程中需要看到不透水層為止。避免壩體防滲體搭建深度過淺，在其下端留下滲水通道，使土石壩的防水效果無法得到保障。（2）岸坡的坡度控制。岸坡坡度是壩體與防滲體結合緊密性的重要保障，對于土石壩修建的工程質量有重大意義。坡度的控制與土壤的性質關聯性較大，需要結合實際情況進行針對處理。若岸坡為巖石，其坡度需控制在1：0.75以下，且巖石無法與防滲體進行有效結合，需要在連接處充填粘土漿液，保證土石壩施工質量；若岸坡土壤為粘土，其坡度應控制在1：1.5以下，并要對岸坡進行休整，保證其表面的平整；若岸坡為非粘土壤，其坡度需要依據當地情況確定，基本原則為不能高于當地土壤飽和狀態最大穩定坡度。
3.3壩基處理
覆蓋層比較淺的，一般開挖成截水槽，并回填與壩體的防滲體相同的土料；覆蓋層比較深的，一般用灌漿法法處理。對于斷層、破碎帶、節理裂隙、泉眼等特殊問題，要采取具有較強針對性的方法進行修復，最大程度上保證壩基的穩定性，進而實現工程整體質量的保障。
4結論
土石壩在我國水利工程中應用較為廣泛，占據我國壩體修建的80%以上。為保證我國水利工程整體的修建質量，設計人員與施工人員需依據施工環境的不同進行針對性的材料選擇與施工方案設計，確保土石壩正確地發揮其防洪、防滲的作用，促進我國水利工程不斷進步。
參考文獻
[1]陳慶宇.水利水電工程中的土石壩施工技術研究[J].科技風，2020（2）：117.
[2]王友春.水利水電工程中土石壩施工技術的相關研究[J].中小企業管理與科技（中旬刊），2019（12）：171-172.
[3]陳瑞林.水利水電工程中土石壩施工技術分析[J].建材世界，2019，40（3）：89-91.
作者：樸吉星 單位：中國水利水電第七工程局有限公司試驗檢測研究院
