水利水电工程中土石坝施工技术探讨吴向宏

水利水电工程中土石坝施工技术探讨吴向宏

吴向宏

河源市天源水利水电工程咨询有限公司广东河源517000

摘要：对于国家建设而言，水利水电工程是最为重要的一种基础设施建设，而对于水利水电工程而言，土石坝施工技术则是最为常见的施工技术之一，其施工工艺较为简单，在维修上非常便利，在施工上具有较低的成本，这些优势使得土石坝施工技术具有着非常广泛的应用。而在实际施工过程中，为了确保工程具有优秀的质量，需要对施工工艺流程进行严格控制。本文试对水利水电工程中的土石坝施工技术进行分析与研究。

关键词：水利水电工程；土石坝；施工技术

土石坝是一种广泛应用于我国水利工程建设的坝型，其发展非常迅速，应用范围极广，尤其是在高坝建设中，应用次数更是无法计算。相较于其他坝型，土石坝在施工方面具有维护简单、技术要求低等优势，在经济方面则具有耗材少、成本低等优点，在施工技术不断进步的影响下，机械设备与建设材料不断完善，土石坝施工技术也因此变得愈加完善。

一、土石坝施工技术

（一）概述

土石坝在施工中主要使用三种建筑原料，其一为土料，其二为石料，其三为混合料，由这三种施工材料堆积修建而成的挡水坝即为土石坝。相较于一般挡水坝，土石坝所消耗的建筑原料并不多，且结构更加简单，对于大部分水利水电工程的坝体均可适用，在我国可谓是水利水电工程中最为广泛的一种加护形式。关于土石坝的分类，可以按照其使用的不同材料进行分类，如：土坝、堆石坝、图示混合坝；除此之外，还可以按照采取的不同施工工艺来分类，如：定向爆破堆石坝、水中填土坝以及充填式土石坝；当然，还可以按照土石坝的不同坝高进行分类，即：坝高＜30米的低坝、坝高在30~70米之间的中坝以及坝高＞70米的高坝。

（二）优点

1.取材容易

土石坝建筑过程中使用的建设材料大多可以在当地供应商处购得，施工过程中使用的砂石与泥土可以就地取材，不必从较远的地方运输水泥与钢筋等材料，大大节省了材料的运输费用。

2.应用范围广

土石坝主要为三例题结构，有非常优秀的抗变形性能，但是整体截骨并不复杂，这种结构特性对低坝并没有较高的要求，对于大部分地基环境均能适用，若要进行扩建，不必进行大范围改造，只需在原有基础上加以扩建即可。

3.施工简单

土石坝的施工较为简单，不仅是其自身机构较为简单，其施工工艺也同样较为简单，施工流程较少，实际施工操作较为方便。即使要对堤坝进行维修，也不会出现复杂的维修工序，对于机械施工效率有着非常明显的提高作用。

（三）缺点

1.坝顶拦截洪水效果差

土石坝的结构特点有利也有弊，例如，土石坝的坝顶在洪水袭来时很难有效拦截洪峰，无法充分泄洪，在修筑土石坝时需要单独修筑溢洪道。

图1某土石坝结构

2.建筑稳定性较差

土石坝所使用的建筑原料有黏性材料，这些材料在天气的影响下容易发生变化，使土石坝的稳定性受到影响。

3.其他

土石坝施工中的倒流操作在便捷度上要逊于混凝土堤坝与堆砌石堤坝，并且，受到所使用材料的硬性，土石坝表面平整性并不理想。

二、施工方法

（一）坝址、材料、机械设备的选择

1.坝址

土石坝在修建之前应该正确选址，选址时需综合考虑多项因素，除了堤坝本身的质量要求，还包括建筑区域及其周边的环境因素，所选的坝址周边应有足够的砂石、泥土，如此可以避免施工中的大量材料运输，在某种程度上可以降低成本。

2.材料

修筑堤坝前应做好材料准备，土料需多于保准储量，最好是标准储量的两倍左右。材料储存场所应科学合理，在正式施工之前应该测量防渗材料含水量与泥土材料黏性、过滤料与反滤料强度、压实材料质量等参数，以确保堤坝的防渗系数可以满足相关要求。由于料场状况是否良好为堤坝质量、施工周期带来影响，因此勘察人员应该在土石坝施工前对施工场地进行勘察，并结合施工要求编制开采方案，以便土石坝施工可以在材料方面得到充分的保障。

3.机械设备

施工前应购置相应的机械设备，并对其性能进行检查，确保其运行良好且质量合格。施工时操作人员需要严格按照说明来操作，不得因任意操作导致设备损坏。一些设备有可能要与其他设备相配套，这类设备需要在使用前确保其型号匹配。当然，在选择机械设备时还应对工程造价进行综合考虑，务必在情况允许下选择施工效率高且质量佳的设备。

（二）填筑与压实操作

在修筑土石坝时，需要先清理地基，将其中的碎石和杂物彻底清理干净，确保地基的平整，随后才能填筑、压实。

填筑的第一步为铺土，为了后期平涂更加方便，应该在铺土时将土料均匀铺填到地基中，如无意外应沿着堤坝轴线铺土，若是铺土中发现有大直径石块或土块，可以安排施工人员剔除石块、击碎土块。填筑的第二步为平土，这一步在铺土完成后开展，平土时可以借助拉线法来确定平土层厚度。平土工作共有两种方式，其一为人工，其二为机械，后者速度快、不易受天气影响，比前者有更加鲜明的优势，并且其所使用的推土机具有良好的机械施工效果，在一定程度上可以对堤坝坡度进行有效的控制。

在填筑完毕后，应对堤坝进行压实，以确保低坝的安全与稳定。一般情况下，可以使用碾压机等压实设备进行处理，碾压时应确保其前进方向平行于堤坝轴线。为了避免剪切破坏现象的出现，应严格控制碾压次数，不可过压也不可漏压。并且，压实过程应分段进行，段段之间搭接长度至多为0.5米。

（三）心墙反滤料的施工

在心墙施工时，最容易发生的问题便是砂壳与心墙上升，事实上，二者的上升速度应处于平衡状态，若是上升速度不同，有可能对土石坝的施工质量与施工速度带来不良影响。对于反滤料与防渗体土料，应在填压时使用土砂平起施工法，需注意，在平起施工的过程中，土料与反滤料在填筑顺序与施工方法上并不相同。对于塑性斜墙，其砂壳填筑高度可能并不符合于施工设计要求，这次便需要再次填入斜墙土料。此外，在施工中砂壳可能会因为一些潜在缺陷而发生不均匀沉降问题，进而导致斜墙出现裂缝，给施工质量带来严重影响，这时需要在施工中加强质量控制，采取影响措施来进行裂缝治理。

（四）施工组织

在土石坝的施工过程中，涉及了很多的机械设备、施工工艺、操作流程，但是土石坝本身的作业面积并不宽阔，为了在狭窄的作业面上施工，需要做好施工坐直工作。例如，可以在流水作业中为坝面分段进行施工，施工时严格按照设计工序进行施工，待分段完成后再进行梯次施工。对于施工中可能出现的突发事件，相关人员也应制定好应急预案，确保水利水电工程的土石坝施工能够高质高效。

结语

本文对土石坝施工技术在水利水电工程中的应用进行了简单探讨，既总结了土石坝的优缺点，也介绍了具体的施工方法，以供从事相关工作的人员进行参考。

参考文献：

[1]滕旭君.水利水电工程中土石坝施工技术探讨[J].现代工业经济和信息化，2017（01）.

[2]刘克非.水利水电工程中土石坝施工技术分析[J].工程技术研究，2016（07）.

[3]冯少艳.浅论水利水电工程中土石坝施工技术[J].建材与装饰，2016（16）.

[4]刘云苹.水利水电工程中土石坝施工技术探讨[J].黑龙江科技信息，2014（23）.

[5]卢友仁.水利水电工程中土石坝施工技术探讨[J].现代物业（上旬刊），2013，12（09）.