水利水电工程中的土石坝施工技术

苟海文

（宁夏水利水电工程局有限公司，宁夏 银川 750000）

一、土石坝的概述

（一）土石坝的结构类型

土石坝是通过碾压、倾倒和填充局部材料（例如局部石头、土壤和混合物）而形成的蓄水坝，其剖面和构造见图1。如果坝体的材料主要由泥土、沙子和砾石组成，则称其为土石坝。当它主要由砾石、鹅卵石和爆破石头组成时，它被称为石坝。当土石坝的高度小于30m，称为低坝。当高度为30～70m，称为中等水坝。当高度大于70m，称为高坝。依据工程实践，土石坝的工艺可以分为夯实碾压、填筑和土石喷射土石坝。碾压土石坝是当前应用最广泛的类型。

图1 土石坝的剖面和构造图

（二）土石坝的优缺点分析

1.优势分析

土石坝出现时间较早，我国古代就已经在应用，见证了我国历史的长期发展与演变。土石坝施工技术因为取材简单，可以在各地进行建设，这对于水利水电项目的选址具有重要意义。同时因为使用了当地材料，也大大降低了建筑材料的运输成本。土石坝施工工艺简便，具有较强的可操作性，对于大坝获取的扩改建也具有很好的便捷性。它可以适应不同的地形和地质条件，并且可以很好地适应变形。它属于土石方大体积结构，是一种用于建筑的技术，工艺操作简单，施工适用性强。新的技术与新的机械的投入使用已经大大提高了土石坝施工质量与工期，同时也对后期的验收与使用过程提供了保障。

2.缺点分析

尽管土石坝的优势更为明显，但也在很多方面存在不足。第一，土石坝应用的材料整体性和黏合性相对较差，这就对其整体性的控制提出了更高的要求，也会因为自然环境的情况对坝体造成一定的威胁。第二，土壤材料的回填受到气候的强烈影响，其结果是涂料的粘度逐渐消失。在雨、风、雪等自然天气的影响和侵蚀下，经过很长一段时间，坝体的土壤和岩石逐渐散开。淤泥的形成使清洁变得困难。第三，土石坝的坝顶不让水通过，必须建立溢流来排干潮汐。最后，土石坝也较易出现渗漏的问题，需要在工程中有所关注。

二、土石坝的施工要点分析

（一）对于施工物料的存放管理

为了确保工程的整体质量，需要保证材料在运输和存储过程中的质量控制，这也是前期准备工作的重要因素，是一个非常关键的工作环节，应得到有关部门和建筑公司的高度重视。岩坝建材储藏区的设计与实施会不断影响现场施工的进展，所以应该因地制宜，制定有针对性的施工方案，按照施工和设计要求布置材料存放区域，保证材料的便捷使用与安全存放。此外，建材的力学、经济、质量等方面的指标都对物料管理起到关键作用，应加强施工现场的抽样检测频率，保证土石坝使用材料的合格，这对于其最终验收与使用质量具有重要的作用。

（二）大坝基础和岸坡的处理

清理过程十分重要，需要对岸坡的垃圾进行及时清理。通常情况下，垃圾主要由树枝、草坪、杂物和相关建筑废物等组成，不断提升洞内处理工艺。在一些情况下，可以使用一般混凝土进行填筑。混凝土填筑过程要合理，在目前主要使用分层的方法，这样可以保证处理深层构件。使用的回填材料必须是砾石。深水和深槽必须手动清洁。如果无法清洗，则可以通过机器清洗，分层回填并最终压实。

（三）填筑施工作业

填筑施工作业主要涉及摊铺、压实、质量检查及其他相关过程。在开始之前，必须进行实际准备，以确保根据每个施工过程的各种特征高质量完成填充。在工程实践中，一般使用土与砂子进行回填，这可以缩短施工工期，同时对于高质量完成施工工艺具有重要作用。同时，高水平机械的引进也是提升施工质量与效率的重要因素。分层填筑是目前常用的施工工艺手段，该过程可以有效地确保土壤和岩石填充物的实际厚度和密度，使用功率较低的振动压路机进行预压缩，然后使用功率较高的振动压路机进行再压缩。由于土石坝施工工艺相对比较复杂，在工程进行中需要引进大量的先进机械。很多项目因为地质条件影响或者是工作面窄，有多种施工方案可以选择。确保只有进行充分的准备并设计合理的施工计划，这对于保证土石坝施工质量具有重要作用。通过先进的施工组织技术如流水施工等，提升现场施工组织水平，加快工程进度，保证工程在有效工期内高质量实施。在具体施工过程中，应将坝面分为若干部分，并应依据工程实际组织专业力量全力进行工程施工。为了提升工程质量、成本、工期等方面的问题，可以使用不透水土方的工艺进行施工，同时重点控制工艺要点，注重施工方法对土壤和沙土进行平整。推土机是工程中使用的主要设备，对工程质量和进度都有很大的影响。通常，可以使用反向方法来有效地分离和减少材料并保证压实度，当工程实践需要加快施工进度时，可以使用混合铺料的工艺，按照工程计划严格实施。

（四）土石料的运输和加工

水利水电工程土石坝的建设是整个建设项目的重要组成部分。土石料很小，黏土颗粒亲水性很强，表面积很大。在土石坝建设期间，必须严格控制黏土颗粒的实际含水量，以确保含水量在规定的标准范围内。通常，使用烘烤、日晒、自然蒸发和掺合料来控制材料的含水率。应用高水平机械对施工平台进行施工。现代水利水电工程对于高水平技术有很高的要求，这样就可以有针对性解决工程中的问题，提升水利土石坝整体质量。

（五）土石方压实

土石坝施工不仅要有新技术的应用，还要重视土石方的压实等方面的工艺，这决定着土石坝工程的最终质量。为了施工工艺能够保证坝体稳定与整体性以及岩石坝的总渗透能力和粘结率，必须注意岩石材料的整体压实。当土方的密度提高，坝体的摩擦力也会提高，同时也会增加其防渗性能。土方本身就能够进行较好的压实，具有很好的可塑性。土壤材料本身的水分含量和颗粒的组合也对土壤材料的压实度有很大的影响。还必须注意土石材料的厚度，需要对压实度进行合理控制。如果内部出现了较多的空隙，这样对于地质内的物质含量就会出现变化，对于土石方压实工作会造成影响。因此，必须严格控制土壤水分和影响因素。在实际结构中，压实共有三种基本类型 ：辊压实，夯实和振动。常用的土壤和岩石压实机包括爪式压路机、充气轮胎压路机、振动压路机和压实机。在压实土石材料时，应控制每一层堆石的厚度和夯击力的能量，以便可以显著提高坝体的密度以及坝材料的强度和模量。

三、土石坝施工技术的发展趋势分析

（一）施工现状分析

在大坝建设的现阶段，土石坝能有效缩短工期，这对于区域经济和使用都有积极意义。所以土石坝已经成为我国水利水电项目最常见的工程方式。此外，随着我国社会经济进步，对水利水电项目的总体要求越来越高，对施工也提出了更高的要求。施工单位要在分析工程特点的基础上，进行有针对性的控制，控制每个工艺过程。施工前必须做好科学的准备，通过不同方案比对选取技术经济性能最佳的方案，对于提高工程质量具有重要作用。在严格操作规程的前提下，才能充分保证水利水电工程的实际价值得到体现。在工程施工中，需要注意防渗漏的问题，对于保证土石坝整体质量具有积极作用。

（二）施工工艺的优化发展分析

通过以上论述，我国水利水电土石坝项目越来越多的付诸实践，同时土石坝的技术也通过实践不断进行创新改善，获得了长足的进步。在土石坝的建设中，必须严格采用与控制含水量和压实建筑材料有关的新工艺。对比传统工艺，可以实现工程质量的快速提升，同时有效保证工程质量、成本、工期等方面的目标。因此，施工单位必须注意土石坝施工的整体质量，以减少施工时间，确保工程的强度和质量。施工公司必须不断引进先进的机械设备，不断提高施工工艺水平，才能保证施工的不断进步。通过使用现代建筑机械，可以在一定程度上有效降低建筑成本，同时对于精细化管理具有重要意义，随着水利技术的不断进步，土石坝技术也取得了很大进步。在未来的水利水电工程发展中，新型建材的应用范围将进一步扩大，有效解决了传统建材应用过程中的问题。

结语

现如今，我国社会经济正处于一个快速发展的新时期、新阶段，在促进了我国基础设施建设的同时，也为不同专业的建设工程创造了良好的建设基础。水利水电工程也在发生着快速的变化，土石坝作为一种常见的大坝类型，其建材可在附近采购，地质条件和水文环境要求较低，总体效果较简单，施工缝不复杂，可有效减少施工时间，降低成本，确保项目的稳步进行。在水利水电工程土石坝的建设中，有关建设公司必须选取高水平机械设备，重点对施工工艺进行有效控制，同时采取有效的成本控制手段，实现工程的可持续发展。