摘要:水利水电属于基础性工程,旨在改善地区水电匮乏情况,为人们日常生活提供便利。为克服施工中环境、地质等因素的影响,研究者提出土石方技术,并在长期工程建设中对技术进行优化和完善,不断提升水利水电建设质量。土石方技术使工程质量显著提升,水利水电建设平稳推进,对我国生产水平的提升做出重大贡献,目前该项技术还在持续优化。
关键词:土石方;水利水电建设;技术要点
在水利工程中,最为重要的一项技术就是土石方工程技术。土石方工程技术指的是:在水利工程实施中,合理的安排其施工计划,避免在多雨季节实行,还需要减少对可用耕地的占用,并且将土石方做出合理的调配。基于这样的安排,才能够使得水利工程更好地对自然界中的诸多水资源做出调配和控制,为人类造福。水利工程中的土石方工程技术包括:土石方爆破技术,土石方明挖技术,土石坝施工技术以及地下工程施工技术等。
一、总结将土石方施工技术特征
(一)施工复杂
土石方施工内容比较复杂,涵盖范围较广,施工地材料、施工面积等都会对土石方施工造成影响,设计时需充分考虑当地情况,理清各方面的复杂关系,得到最终的施工方案。由于工程复杂,任一施工环节出现误差,都会对工程造成不良影响。
(二)任务量大
大型工程中,土石方开挖面积可达上百万方,可见其工程量之大。土方开挖暴露在外部环境中,降雨、泥石流等突发事件会影响工程进度,导致施工周期延长,出现延误工期情况。
(三)施工造成环境污染
有的土石方开挖深度较大,触及地下河道,污泥夹杂水源直接向河流排放,会严重污染水域。固体废弃物大量抛掷在森林中,超过生态负荷后对生态环境造成破坏,大面积机械化施工,有时会引发比较严重的化工污染。
二、案例分析
(一)工程概况
某地规划进行水利水电建设,工程周期为13个月,浇筑的混凝土总量达到1600万立方米,土石方施工量较大,达到5000万立方米。考虑到施工面积较大,石料厂初步规划为两个,物料中转站设置三个,施工产生废渣较多,因此设置六个废渣场,此外还设有砂石料混合系统。由于现场环境复杂,土石方调配起来比较困难,这会影响到工程进度。
(二)土石方施工技术
1.爆破技术
爆破过程借助炸药完成,与传统施工相比,炸药制作工艺不断更新,炸药威力随之提升,目前土石方施工只需较小炸药量就能完成爆破。潜风钻技术是土石方施工的必备技术,负责钻孔。爆破前专业人员对土石方量进行计算,将爆破点确定下来,然后借助潜风钻完成钻孔,并完成炸药安放。与手风钻相比,潜风钻工作效率更高,钻孔时很少出现偏差,对周围岩层破坏较小。以前使用的是混装炸药车,现在改成机械化装药,操作是安全性较高,同时保证较好的爆破效果。
2.明挖技术
在早期土石方施工中,明挖作业只能实现半自动机械施工,在科技不断推动下,明挖作业的机械化水平逐渐提升,辅助机械、运输设备等相互配合,共同完成施工过程。采用明挖技术对高陡边坡进行开挖,遇到坚硬岩石可选择性保留,同时保证开挖精度,兼顾边坡稳定性。基岩保护层开挖过程中,可采用爆破控制技术,代替传统的分层挖掘,有效提升挖掘效率,常采用光面预裂爆破,控制爆破范围,在孔底将铺设柔性垫层,确保爆破过程安全可靠。
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挖掘过程中必须保证土石方平衡,断面法、方格网法是常用的平衡措施,有效防止将土石方挖填过程中出现的不平衡现象。
3.地下工程施工
尤其是蓄能水电站,项目建设期间地下洞室相对较多,工程规模本身也比较大。施工时首先根据地质情况,选择合适爆破技术,炸出一定区域后经多余土方运出,并利用锚杆、混凝土支架等支护方式,对洞室墙壁、顶部进行固定,避免土方开挖时出现坍塌现象。若施工期间发现地下渗水比较严重,需修建暗渠,及时将洞室地下水排出,保证洞室干燥,提升施工安全度。
在多项技术支撑下,工程建设中诸多难题得到解决,工程顺利完工,且工程质量达到预期设计标准。
三、其它施工技术
(一)高边坡加固技术
1.混凝土抗滑结构
在边坡相应位置设置抗滑桩,在边坡较小情况下,滑坡体滑动缓慢,抗滑桩能起到较好的防护作用。也可在边坡上修建沉井,其兼具抗滑桩、挡土墙双重作用,有效防止滑坡体下移。或者筑造混凝土挡墙、锚固洞,前者能承受一部分滑坡体的力,避免其出现变形延展现象,后者可承受外部剪应力,阻止滑坡体继续下移。还可以建造混凝土框架,对边坡整体进行防护,同时防止地表水向边坡地下渗透,框架材料单价低,施工简便,是目前比较受欢迎的一种加固方法。
2.锚固技术
预应力锚索,在大规模水利水电工程中经常用到,锚索能重复张拉,施工迅速,不会对岩层结构进行破坏,承载能力较强。大吨位锚索,在边坡、坝体等加固施工中都可使用,锚固吨位较高,适合稳定性要求较高工程。预应力锚杆,以多跟锚杆组合为主,分散在边坡不同位置,相互配合加固边坡。
3.减载排水
减载是减轻边坡承载力,可将陡峭边坡通过挖掘经坡度减缓,也可对边坡进行压实作业,提升土方密实度,从而避免滑坡现象。排水是指在边坡周围修建排水洞,两边同时修建,然后将两条排水沟联通,形成U形环,雨水、地下水顺沟渠排出,边坡不再受水源浸泡,稳定性有所提升。
(二)土石坝施工技术
目前水利水电工程对坝体的稳定性、耐久性等要求较高,因此很多地区坝体都改成土石坝,施工技术也在不断完善,大坝质量显著提升。常见坝体包括混凝土堆石坝、心墙土石坝等,其施工过程简单迅速,工程造价相对较低,因此很多施工单位都喜欢建造此类型大坝。土石坝在我国发展时间较短,技术水平、管理制度等方面与国外先进技术还存在一定差距,因此施工期间还需不断积累新工艺、新方法。
四、结束语
水利水电是关系到人们生活的一项工程,其在促进经济发展,加快城市化建设中发挥着重要作用。土石方施工作为水利水电建设的关键技术,一定要结合施工区域现状,充分发挥该项技术优势,在成本输出较小的情况下,最大程度的提升工程质量。土石方施工有很多细节性问题需要注意,把控好施工细节,工程质量才能得到保证。
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论文作者:王绵珊
论文发表刊物:《基层建设》2019年第21期
论文发表时间:2019/10/14
标签:土石方论文; 技术论文; 施工技术论文; 土石论文; 工程论文; 风钻论文; 炸药论文; 《基层建设》2019年第21期论文;