水利水电工程土石方施工技术探索焦勇

水利水电工程土石方施工技术探索焦勇

焦勇

江苏河海科技工程集团有限公司江苏225215

【摘要】土石方施工就是对岩石等进行必要的破碎、松动、卸料、装运、压实、加固和填筑等处理，为建筑工程施工做好先期准备工作。当前我国土石方施工技术发展良好，在施工水平、工期、工程规模、机械化水平、施工强度和爆破技术等各个方面都可以和在国际市场上进行比较，特别是在面对复杂地质、险峻地形等施工难度比较高的工程项目中取得的成绩更令人瞩目。土石方工程施工的重要意义，探讨了土石方施工质量控制。

【关键词】水利水电工程；土石方；施工技术

在我国的水利水电工程施工过程中，土石方施工是非常重要的施工技术，其中包含了大量的土石方开挖以及填筑的施工项目，这些都是较为关键的核心项目。在近十几年的发展过程中，我国水利水电土石方施工，逐步在施工规模、机械化水平、强度以及爆破技术上都得到了较大进步，同时在应对复杂地形情况以及高难度施工方面也取得较大突破。

一、水利水电工程土石方施工技术

1.工程爆破技术。随着炸药和气爆器材的不断进步，施工的机械化水平也在不断的提高。爆破施工逐渐从原来的手风钻发展为如今的潜孔钻，且由低风压逐渐转为高风压，为工程爆破技术加大钻孔直径以及速度都创造了较为良好的发展条件，从国外引进的液压钻机，也为我国的高钻孔效率以及高精度做出了贡献，尤其是多臂钻机以及反井钻机的广泛应用，带领了我国的钻孔爆破进入了一个新的阶段。近几年来，我国对混装炸药车进行了引进和开发，使我国的现场连续式自动化合成炸药生产工艺以及装药机械化得以实现，通过对产品质量进行提高、生产条件进行改善，引进了先进的装药技术，并对爆破效果进行了提升，使我国的现场连续式自动化合成炸药生产工艺以及装药机械化得以实现，使我国的装药水平以及爆破的效果有了明显的提高。如葛洲坝大江上游围堰混凝土防渗墙水下爆破拆除工程中，采用了复式交叉链接的起爆网络，将3548个炮孔分为了324段，共延时了8.1秒，一共装药了47.70吨，共进行了一次的起爆。总体来说，目前我国的土石方技术在爆破工程中已趋近于成熟。

2.土石坝施工技术。土石坝是我国当前水利水电工程当中主要的坝型，在我国已经建成的坝高30m以上的坝型中大约占80%左右。随着高土石坝坝型修建工程的不断增多，土石坝工程施工技术也得到了较快的发展。尤其是随着新型和大型工程施工机械的出现与应用，直接推动了高土石坝的建设及其技术发展。此外，由于沥青混凝土面板堆石坝、混凝土面板堆石坝和心墙土石坝工程造价比较低，而且工期相对也比较短，所以这些技术也得到了业界人士的关注与肯定。当前，我国土石坝的施工规模、施工技术和管理水平等与国外先进水平相比还有一定的差距，但是随着更多工程的实施和相关工作人员的不断努力研发，在不久将来我国土石坝施工技术水平必将得到快速的发展与提高。

3.土石方明挖技术。随着爆破器材和凿岩机具的不断开发和进步，对我国的梯段爆破和控制爆破技术的发展做出了巨大的贡献，我国的微差爆破技术、光面爆破技术、预裂爆破技术等也逐渐趋于成熟，且我国施工机具的也在不断的发展和进步，使得工程中的施工工艺和方法取得了进一步的提高。我国的长江三峡工程土石方的开挖量超过了12145万m3，每年的开挖强度高达4400万m3，在世界上位居第一。

（1）施工机械。由于我国的土石方明挖施工的机械化起步相对较晚，在我国解放初期建造的一些大型的水电站，都经历了土石方明挖施工技术从半机械化转为机械化的转变过程。在70年代后期，我国的施工机械化水平得到了较快的发展，至80年代中期后，我国的施工机械化水平进入了飞速发展阶段，较为常用的机械设备主要有钻孔机械、运输机械、辅助机械以及挖装机械四大类，且能够形成配套的开挖设备。

（2）高陡边坡开挖。在近几年来，我国兴建的大型水电站开挖工程中，高陡边坡的情况较多，且根据数据统计，高边坡在100m以上的有大约10座多，最大的边坡高度为380m，例如在长江三峡工程双线永久船闸闸室中，直立墙高为68.5m，在中间还保留了岩石隔墩，这样一来，既能够有效的保证开挖的精度，还能够有效的确保边坡的稳定性，在工程中对开挖技术的要求也有了一定程度的提高。

（3）控制爆破技术。我国在基岩保护层的开挖工程中，从原来的分层开挖，逐渐进步为现在的水平预裂或是光面预裂爆破法，有些工程中也应用了孔底设柔性垫层的小梯段爆破法，来进行爆除的工作，众多先进技术的应用，不仅能够有效的保证开挖的质量，还能够加快施工的进度。在特殊部位进行爆破时，也对原有的混凝土结构、基岩灌浆区和锚喷支护区的爆破开挖难题进行了解决。

（4）土石方平衡。对于较为大型的水利水电工程来说，科学合理利用开挖料是非常重要的一个环节，对于保持挖填的平衡具有良好效果。比如说在我国多个项目施工过程中都曾有效使用开挖料来对大江进行截留以及工作面的填筑等。某工程开挖的土石方体积达到了700万m3，而开挖料的利用率达到了9成以上，做到了完美的土石方平衡与利用，这些案例都对我国土石方挖填的平衡起了很大作用。

4.地下工程施工。在近几年的发展中，出现了大量的水电站建设项目以及蓄能电站建设项目，这些水利工程建设让地下洞室的数量和规模等都在不断增加。在20世纪60年代，我国地下开挖工程都是采用手风钻爆破为主要方式，机械化水平较低，并且存在施工速度较慢等很多问题。目前我国在开发洞室的过程中已经开始逐渐向全断面方向深入发展，将全套的机械化设备都布置到具有不同形式及断面的洞室中。在我国的西南部分区域，其岩溶发育不好，但雨量充沛，水资源极其丰富，在对当地水电站等工程进行施工的过程中，对不良地段进行施工技术研究探讨，大大提高了洞室施工技术的发展。

二、质量控制

由于土石方施工在建筑工程中的特殊地位，所以对其施工过程中进行严格的控制，是保证土石方工程质量的关键，因此在土石方工程施工中要严格依照相关的设计原则及质量控制要求进行，从而保证工程的质量。

1.土石方填筑质量控制要点。在土石方施工过程中，为了保证施工的质量要求，控制好填筑的质量是非常关键的环节。在土石方进行填筑过程中，需要对其填筑的材料和压实的质量进行严格的控制，这是保证填筑质量非常重要的一个环节。所以在进行施工时，要对填筑的土质进行全过程的质量检测，同时还要严格按照相关的设计标准来进行，对于不符合标准要求的要及时的采取措施进行调整，从而保证施工方法的经济和合理性。

2.对现场质量进行控制。对现场质量进行控制一般通过控制试验进行，质量控制试验的基本要求是快速和准确，主要包括容重试验和含水量试验两种方式。容重试验基本包括灌砂法、环刀法、γ射线密度计、压实计、灌水法等；经过不断的改进技术，中子湿度计和γ射线密度计已经达到了快速、安全和准确的性能要求，将中子湿度计和γ射线密度计融为一体就是核湿度密度计，在施工现场质量控制试验中应用较为方便，在土石方质量控制试验中已被广泛采用。

当前我国土石方施工技术发展良好，在施工水平、工期、工程规模、机械化水平、施工强度和爆破技术等各个方面都可以和在国际市场上进行比较，特别是在面对复杂地质、险峻地形等施工难度比较高的工程项目中取得的成绩更令人瞩目。在未来的工程建设中还会面临更加复杂的地质地形条件，对当前的技术水平提出更高的要求，所以，广大工程建设者还需不断努力，进行持续不断的创新与研究，以解决不断出现的新难题，将我国的水利水电工程土石方施工技术推向更高的台阶。

参考文献：

[1]宋凤莲，刘全．水利水电工程施工土石方调配方法及其应用[J]．南水北调与水利科技，2012，10(01)．

[2]张荣君.水利水电工程建造师便携手册[M].沈阳：辽宁科学技术出版社，2009.05.

[3]杨翔.浅谈土石方爆破监理工程师在安全方面的控制[J].才智，2011.06.