张铎1 白杨2
1、辽宁昌兴水利建筑工程有限公司 辽宁铁岭 112500；
2、沈阳利鑫土木工程有限责任公司 辽宁沈阳 110000
摘要：土石方施工是水利水电工程重要基础施工项目，随着技术不断进步，土石方施工也逐步完善、与现代技术接轨，不断应用新设备、新技术，在提高施工效率的同时也保证了工程质量。本文基于以往工程实践，结合当前发展技术形势，对土石方施工技术进行分析，以供参考
关键词：水利水电工程；土石方施工；技术应用；发展
水利水电工程建设常会涉及到土石方开挖、填筑等基础性工作，这些工作为后续施工提供了良好基础性支持。随着不断发展进步，无论是施工规模、机械化水平，还是工程强度、爆破技术都取得了长足的进步，一些高难度施工区域施工也成为可能。
一、土石方明挖技术
梯段爆破水平的提高离不开凿岩机械与爆破器材的进步，且随着爆破控制技术不断革新，施工设备不断完善，使光面爆破与微差爆破等技术也得到长足发展。
（1）爆破技术控制
以往技术落后，为保证开挖质量需要对基岩保护层实行分层开挖措施，但随着爆破控制技术创新，已经可以实现小梯段爆破与水平预裂爆破交叉施工，一次爆除障碍物使工程进度与爆破质量都得以很大提升。另外，对于基岩灌浆区与锚喷支护地点等开挖较为困难的地方，也有专门的爆破应对方案。
（2）施工设备
解放初期，我国机械化水平落后于西方国家，那个时期我国大型水库和水电站的修建主要处于半机械化水平，直到1960年以后，才渐渐朝着机械化方向前进，在土石方明挖施工方面，有了以5~12T自卸汽车与1~3m3斗容挖掘机为代表的低水平机械化施工能力。但这些设备也是依靠小批量进口，可选择余地少，限制了我国土石方明挖施工技术的进步。直到十年之后，随着改革开放的进行，用于工程的大型设备才开始逐步发展起来，1985年以后，更是迎来了机械化发展黄金时期，各种辅助、运输、挖装、钻孔等设备已逐渐形成可以搭配使用的系列产品。
（3）高陡边坡开挖
我国地域辽阔，地质条件多变，很多大型水电站的修建场所不容乐观，这其中又以高陡边坡为最。就目前来说，我国超过100米边坡高度的水电站就有十余座，以三峡工程为代表的永久船闸闸室，直立墙达到了68.5米高，还间隔有岩石格墩，修建起来困难重重，在保证边坡稳定与开挖精度的双重考验下，必须有强有力的开挖技术作为后盾，才能修建成功。
（4）土石方平衡
大型水利水电工程很重视施工中产生的开挖料的有效处理，在工程中常以挖填平衡为追求目标。通常对于开挖料采用的处理方法有填筑堰体或坝体、截流或者是经过加工后当做混凝土骨料。著名的三峡工程中，开挖料就用于了截流料、骨料等用途，达到挖填平衡。在葛洲坝工程中，也在填筑、混凝土骨料等方面大量应用了开挖料，开挖料利用率高达93%。土石方平衡计算常用有方格网法或断面法，如图所示。
图2 断面法
二、土石方地下施工
地下施工质量关系到水利水电工程能否长期维持稳定，完善土石方地下施工技术一直是工作中的重要内容。随着技术发展，传统手风钻钻孔部位逐步淘汰，钻孔向机械化不断发展，施工速度、效率均有明显提升。我国西南部水资源丰富，不过岩洞、溶洞多。在这些地区进行进行地下施工应用了锚杆支护，一些工程中还建设了地下厂房，如龙滩水电站地下厂房。在处理岩洞、溶洞时，已经采用成套、机械化设备进行加固，可以保证地下施工顺利开展。二滩、天生桥、洪家渡工程施工中对不良地质洞段针对性施工体现出我国对岩溶、膨胀性围岩、软弱破碎地带处理技术上的丰富经验。地下施工相对密封，如果土层不稳，支撑不足，极易发生安全事故。在不断发展中，安全防护上也有了一定进步。依托于现代信息技术、监控手段，构建安全预警、防护系统，能够及时排查安全隐患，在事故早期进行报警，有效减少了事故发生。在监控下，施工作业也更加科学合理，减少了误操作等人为原因带来的安全风险。
三、土石坝施工技术
从当前情况来看，30m以上坝高的坝型中土石坝占八成。在20世纪末，高土石坝被大量建设，很多大工程中都采用了这一坝型。在不断应用中，土石坝施工技术也获得进步，上世纪80年代，已经开始使用复合土工膜进行大规模的险坝加固修补工作，在九十年代也利用这一技术建造了大量土石坝。机械化提高了生产效率，在土石坝填筑工作中，为提高效率，增加单位时间内填筑强度，减少成本投入，大型机械设备投入施工成为发展趋势。另外一些新的坝型如橡胶坝得到应用，拱坝、混凝土重力坝走向成熟，而土石坝填筑量大，工期长的缺点依然存在，如何快速施工、提高效率是关注的问题。随着各类材料被发现、应用，坝体防渗有了更多选择，土工合成材料等新型材料正在推广应用中，具有很大优势。
四、混凝土面板堆石坝
虽然在我国这一坝型出现较晚，不过发展速度很快。我国面板堆石坝有向高坝发展的趋势。如坝高95m的关门山，178m的天生桥水电站，233m的水布垭水电站等。在混凝土面板施工无轨滑模技术应用广泛，面板宽度增加，接缝减少，施工进度更快，确保了混凝土密实度。在不断发展中混凝土配比不断优化，抗渗、抗裂、抗冻能力不断提升，施工养护工作受到普遍重视，面板裂缝得以有效控制。固坡技术（ITA工法）在我国公伯峡水电站等工程中也得以应用，有效减少了垫层料坡面遭遇大雨、汛期出现过流带来的外部冲蚀。一些地区的天然砂砾石等筑坝材料性能良好，出于生态环保、节约成本等考虑，使用天然材料筑坝也日益增多。130.8m的浙江珊溪坝就使用了天然材料。另外，砂砾石地基面板坝不断增多，如梅溪水库、岑港水库。如果覆盖层厚度不足30m，开挖到基岩面后浇筑趾板处理；对于覆盖层达到30m的，可将趾板放置在砂砾石层上，以混凝土防渗墙进行地基防渗，以趾板或者专用的连接板连接混凝土面板、防渗墙形成防渗系统。
结束语：
如今，技术水平与施工工艺都较以前有了很大进步，施工难度下降、更加得心应手。相信随着技术进步，行业不断发展，施工手段也会不断完善并获得新的突破，为水利水电工程建设提供更好的支持。
参考文献：
[1]黄国强. 浅析水利水电工程土石方施工技术发展[J]. 建筑工程技术与设计，2015（18）.
[2]武威. 浅析几种水利水电工程施工技术[J]. 民营科技，2011（10）：277-277.
[3]邓超明. 水利水电工程土石方施工技术探究[J]. 江西建材，2016，6（20）：130-130.
[4]徐幼. 土石方施工技术在水利水电工程中的应用[J]. 中国房地产业，2017（19）.
论文作者:张铎1,白杨2
论文发表刊物:《防护工程》2018年第25期
论文发表时间:2018/12/6
标签：土石方论文; 土石论文; 技术论文; 混凝土论文; 水电站论文; 施工技术论文; 工程论文; 《防护工程》2018年第25期论文;