土石坝填筑快速施工问题研究

[摘 要] 伴随着坝工技术的发展，混凝土重力坝、拱坝的设计施工技术在不断提高，同时新型坝型不断的运用，如何加快施工进度，已成为工程师关注的热点话题。本文分析了开展快速施工的必要性，阐述了提高施工速度的技术方法和管理措施，以供参考。 
[关键词] 土石坝 施工 填筑 进度 
　　伴随着坝工技术的发展，混凝土重力坝、拱坝的设计施工技术在不断提高，同时新型坝型不断的运用，如何在充分发挥土石坝本身的技术要求低、对坝基适应性强、当地材料使用充分的传统优势下加快施工进度，成为工程师关注的热点话题。本文对这一课题开展了研究，分析了开展快速施工的必要性，阐述了提高施工速度的技术方法和管理措施，以供参考。 
　　1、快速施工的必要性 
　　1.1 经济效益的驱动 
　　我国的水利工程投资正朝着多元化的方向发展，水利建设的投资逐渐以企业为主，无需置疑，从企业追求利润最大化及提高内部收益率的考虑，大坝加快施工进度，缩短建设周期，提前发挥效益，是每个业主考虑的重点，因此，在招标文件中，均可以看见对工期的要求极为严格，并要求在加快施工进度方面提出严密而详细的措施，而在工程开工后，业主对施工单位在工期上提出了更高的要求，作为施工单位，从满足业主的需要角度出发，往往承诺比招投标文件更短的工期。因此，在工程报道中经常出现“三年工期、两年完成”、“根据工程需要，业主要求提前工期××月，施工单位采取特殊措施”等字眼，如何提高施工强度、快速施工成了施工单位为赢得市场从而生存的法宝。 
　　1.2 地质条件的不确定性 
　　随着水电开发的进展，在基础不良的地方也开始修建大型土石坝，而为了满足坝基承载力及基础防渗的需要，往往在完成基础处理后方可进行填筑施工，然而，地基情况较为复杂，特别是在深覆盖层上修建工程，基础处理工程量大、不可预见因素多，经常需要防渗墙、振冲、帷幕灌浆、固结灌浆等对地基进行综合处理，处理难度大、检查复杂，根据对多个工程的资料分析，基础处理完工及交面时间往往较开工时所制定计划时间滞后，造成填筑开工时间拖延，而下闸蓄水或竣工期往往却不予以调整，造成有效填筑时间缩短，施工单位也不得不采用快速施工措施，才能按合同按期(甚至提前)完成工程。 
　　1.3 水文气象的影响 
　　土石坝对水文气象的因素极为敏感，在雨季，土料的含水量影响极大，直接制约着大坝填筑，施工强度将受到影响；冬季，土料上冻，如不采取积极措施，也无法进行填筑，因此，充分利用填筑的“黄金季节”，尽量避免冬季施工，是施工单位首选的，相对应，在“黄金季节”填筑的工程量也往往极为可观，能否快速施工成为避免冬季大方量填筑的首要问题。 
　　1.4 新型施工设备的出现 
　　新型施工设备的大量投入和材料适用范围的拓展，是快速施工的基础。随着机械化程度的提高，大容量的土石方设备运用到施工中，提高了工效，从而为快速施工打下了必要的物质基础，填筑材料适用范围的拓展，原来不适合作坝料的材料也可作为填筑料，这也为土石坝快速填筑提供了新的支撑点。 
　　2、提高施工速度的方法 
　　2.1 合理安排组织施工设计 
　　由于土石坝工程量较大，一般将填筑工序分为铺料、摊铺、洒水、压实、质检等工作，如防渗土料还需进行表面刨毛处理，根据实际情况，进行工段数及工序数的确定和划分。在填筑前由于施工情况并不很明朗，一般采用先按现有设备进行理论计算后，按流水作业的要求和注意事项初步拟出工序数目、工作段面积及工段数目，再根据前期填筑对设备及运行时间的统计，进一步进行修正，确保施工有序进行。 
　　为加快施工进度，一般采用平起填筑施工，平起施工有几个优点：减少了接缝、接坡、削坡等工序，保证了填筑质量；保证有尽可能大的堆石填筑面，利于大机械化的施工；有利于在以后继续填筑时布置进入防渗料区的施工道路；运输反滤料及过渡料的大型自卸汽车不横穿防渗料区；有利于减小料界偏差和相邻料平起填筑时的跨缝碾压；均衡坝体的施工强度，在防渗土料与反滤过渡料的填筑关系上，有先土后砂及先砂后土两种作法，为加快施工进度及控制边界，一般均采用先砂后土施工工艺。工程实践中，为满足渡汛、分期蓄水提前发挥效益的要求，均要求施工单位在短时间内大坝上升到某一高程，而受多方面的制约，全断面填筑不具备可能性，一般均采用临时挡水断面填筑施工方法，在冬雨季，心墙部位不能进行填筑的情况下只得进行堆石料填筑时也只能进行临时断面的填筑，临时断面的设计应综合多方面的因素的考虑并通过稳定性复核，在临时断面填筑至设计高度后，再进行尾部坝料填筑，为加快施工进度，在临时断面填筑中，应正确分析临时断面尺寸与坝体填筑的需要，不可一味减少临时断面填筑量而影响大型机械的正常施工，反而达不到经济、快速的目的，在后期的填筑中，接缝、接坡、削坡工作将增加很多工程量，为保证施工质量，这也是必须要确保施工到位的项目，同时也是填筑临时断面必须多付出的代价。 
　　2.3 施工道路 
　　为满足快速施工的需要，大量的机械设备投入是少不了的，运输汽车大吨位、数量增多，对道路的要求越来越高，道路越好，运输车辆出勤率越高，填筑效率也相应提高，俗话说“修路就是修车、修路就是进度”就是这个道理，一般工程均采用泥结石路面，如果具备条件，在局部车流量大的地段采用混凝土路面，将会极大的提高运输效率，在道路布置上，应尽量根据实际情况布置成环行双车道，避免车辆的相互干扰，提高单车效率。 
　　2.4 碾压试验工作 
　　对土石坝而言，碾压试验是填筑前最为重要的技术参数，也是确定大坝能否顺利填筑及确保大坝安全的重要环节，在招标文件中或填筑技术要求中，提出的指标是建议性，均要求在碾压试验中进行复核和验证。碾压试验根据工程类比法拟定施工参数进行试验，试验得出的参数，是控制大坝能否快速填筑的重要因素，如指标定的过高，在正式填筑中不易达到，造成增加补压次数过多及采取更重型碾压设备进行施工，效率会降低，如指标定的低，为确保大坝安全，可能将增加许多工程量，也不利于工程快速施工，如碾压试验工作不细致，有可能在填筑过程中不得不暂停施工重新进行碾压试验，直接影响坝体的填筑。 
　　2.5 加强冬季施工组织 
　　由于北方冬季较长，尽可能地利用冬季时间，提高坝体填筑速度。采取搭设暖棚等简单易行的施工措施，进行冬季施工。但冬季施工投入的费用较大，必须进行必要的试验，采取可靠的措施，充分利用当地的气候条件，抢抓工期。 
　　2.6 科学施工管理 
　　大量新材料、新技术、新工艺、新设备的应用，要求我们必须提高施工的科技含量。不断优化施工方案和技术措施，提高质量，缩短工期，降低成本。从施工规划、工场布置等方面重视加强现场技术管理。加强安全工作的组织领导，建立健全安全管理责任体系，强化现场安全工作，狠抓安全文明施工，防止安全事故的发生是提高施工速度的保证。加强现场指挥协调。 
　　3、结束语 
　　大量新材料、新技术、新工艺、新设备的应用，使得提高土石坝填筑的施工速度有了坚实的现实基础，但在提高土石坝的施工速度的同时，必须保证工程的质量安全，通过加强工程质量管理，做到均衡施工，努力实现工期、质量、安全、效益的预定目标与设计指标。 
　　参考文献 
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