1、概述
土石壩又稱(chēng)當(dāng)?shù)夭牧蠅危柰潦弦话憔偷亻_(kāi)采，同時(shí)還可充分利用各種開(kāi)挖料，且具有對(duì)基礎(chǔ)要求低、適應(yīng)基礎(chǔ)變形強(qiáng)的特點(diǎn)，根據(jù)填筑施工方法，一般可分為碾壓式土石壩、拋填式堆石壩、定向爆破堆石壩、水力沖填壩、水中填土壩及砌石壩幾種，其中拋填式堆石壩目前基本不用，定向爆破堆石壩存在著后期沉降大、不能在壩內(nèi)埋設(shè)原型觀測(cè)設(shè)備等不足，目前也用的很少，水力沖填壩、水中填土主要用在特殊地區(qū)的壩高較低的中小型工程，砌石壩嚴(yán)格說(shuō)應(yīng)屬于圬工壩類(lèi)，目前廣泛運(yùn)用的是薄層鋪筑并分層壓實(shí)的碾壓式土石壩。
根據(jù)資料統(tǒng)計(jì)，近幾十來(lái)年，土質(zhì)心墻堆石壩已逐漸成為世界上高壩建設(shè)的主流壩型之一，隨著新型土石方機(jī)械的大量投入及填筑施工工藝水平不斷提高，同時(shí)筑壩材料試驗(yàn)研究的深入，極大地拓寬了土石壩的用料范圍和用料模式，為土石壩更廣泛地應(yīng)用提供了有利條件，改變了土石壩長(zhǎng)期存在著建設(shè)工期長(zhǎng)、填筑強(qiáng)度低的不足，筆者就參加了不少土石壩的填筑的經(jīng)驗(yàn)與體會(huì)，淺析在確保填筑施工質(zhì)量及安全運(yùn)行的前提下探討土石壩的快速施工。
2、快速施工的必要性
隨著壩工技術(shù)的發(fā)展，砼重力壩、拱壩的技術(shù)不斷提高，同時(shí)橡膠壩等新型壩型不斷的運(yùn)用，傳統(tǒng)土石壩存在著填筑量大帶來(lái)的建設(shè)時(shí)間長(zhǎng)的缺點(diǎn)顯得極為突出，如何在充分發(fā)揮土石壩本身的技術(shù)要求低、對(duì)壩基適應(yīng)性強(qiáng)、當(dāng)?shù)夭牧鲜褂贸浞值膫鹘y(tǒng)優(yōu)勢(shì)下加快施工進(jìn)度，成為壩型選擇的重要方面，在確保填筑施工質(zhì)量及安全運(yùn)行的前提下快速施工是各方均關(guān)心的問(wèn)題。
2.1快速施工，可以使大壩提前發(fā)揮經(jīng)濟(jì)效益，對(duì)建設(shè)單位來(lái)說(shuō)至關(guān)重要
隨著水利工程投資多元化的發(fā)展，水利建設(shè)的投資逐漸以企業(yè)為主，無(wú)需置疑，從企業(yè)追求利潤(rùn)最大化及提高內(nèi)部收益率的考慮，大壩加快施工進(jìn)度，縮短建設(shè)周期，提前發(fā)揮效益，是每個(gè)業(yè)主考慮的重點(diǎn)，如像小浪底這樣的大壩，壩體總填筑量約5185萬(wàn)m3，如不采取有效加快填筑施工措施，維持在每月20～30萬(wàn)m3的水平，那建設(shè)周期則長(zhǎng)達(dá)172～260個(gè)月，那是任何業(yè)主都無(wú)法承受的，而實(shí)際上，小浪底大壩實(shí)際平均填筑強(qiáng)度約150萬(wàn)m3/月，最高強(qiáng)度達(dá)到200萬(wàn)m3/月以上，有效的減少了建設(shè)周期，確保了施工的順利進(jìn)行。
因此，在招標(biāo)標(biāo)文件中，均可以看見(jiàn)對(duì)工期的要求極為嚴(yán)格，并要求在加快施工進(jìn)度方面提出嚴(yán)密而詳細(xì)的措施，而在工程開(kāi)工后，業(yè)主對(duì)施工單位在工期上提出了更高的要求，作為施工單位，從滿足業(yè)主的需要角度出發(fā)，往往承諾比招投標(biāo)文件更短的工期，因此，在工程報(bào)道中經(jīng)常出現(xiàn)“三年工期、兩年完成”、“根據(jù)工程需要，業(yè)主要求提前工期××月，施工單位采取特殊措施”等字眼，如何提高施工強(qiáng)度、快速施工成了施工單位為贏得市場(chǎng)從而生存的法寶。
2.2、基礎(chǔ)處理的不確定性，也需要采用加快施工進(jìn)度等措施
隨著水電開(kāi)發(fā)的進(jìn)展，在基礎(chǔ)不良的地方也開(kāi)始修建大型土石壩，而為了滿足壩基承載力及基礎(chǔ)防滲的需要，往往在完成基礎(chǔ)處理后方可進(jìn)行填筑施工，然而，地基情況較為復(fù)雜，特別是在深覆蓋層上修建工程，基礎(chǔ)處理工程量大、不可預(yù)見(jiàn)因素多，經(jīng)常需要防滲墻、振沖、帷幕灌漿、固結(jié)灌漿等對(duì)地基進(jìn)行綜合處理，處理難度大、檢查復(fù)雜，根據(jù)對(duì)多個(gè)工程的資料分析，基礎(chǔ)處理完工及交面時(shí)間往往較開(kāi)工時(shí)所制定計(jì)劃時(shí)間滯后，造成填筑開(kāi)工時(shí)間拖延，而下閘蓄水或竣工期往往卻不予以調(diào)整，造成有效填筑時(shí)間縮短，施工單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。
2.3、水文氣象的影響，對(duì)填筑強(qiáng)度提出新的標(biāo)準(zhǔn)
土石壩對(duì)水文氣象的因素極為敏感，在雨季，土料的含水量影響極大，直接制約著大壩填筑，施工強(qiáng)度將受到影響；冬季，土料上凍，如不采取積極措施，也無(wú)法進(jìn)行填筑，且冬雨季填筑施工，存在著高投入、低產(chǎn)出的窘境，往往是施工單位不愿意承擔(dān)的，因此，充分利用填筑的“黃金季節(jié)”，盡量避免冬雨季施工（或減少冬雨季填筑量），是施工單位首選的，相對(duì)應(yīng)，在“黃金季節(jié)”填筑的工程量也往往極為可觀，能否快速施工成為避免冬雨季大方量填筑的首要問(wèn)題。
2.4、度汛的施工特點(diǎn)，也需要施工單位采用快速施工等措施
由于土石壩的特點(diǎn)，一般不允許漫頂過(guò)流（隨著技術(shù)的發(fā)展，雖然可以采取在壩頂及下游側(cè)進(jìn)行必要防護(hù)后也可實(shí)現(xiàn)漫頂過(guò)流甚至度汛，但防護(hù)投入費(fèi)用高，且也需要施工時(shí)間，在度汛后又需拆除時(shí)間），故土石壩工程“施工高峰期”一般發(fā)生在工程實(shí)施截流后第一個(gè)汛前達(dá)到攔洪度汛斷面擋水這一階段，截流后均需加快施工進(jìn)度，以期在汛前將壩體全斷面或度汛小斷面填筑至攔洪度汛高程，然而，修建土石壩一般位于山區(qū)，而山區(qū)的洪水具有來(lái)水大、時(shí)間短、突漲突落的特點(diǎn)，為確保工程安全，需在汛期來(lái)臨前將圍堰或壩體的一部分填筑至攔水高程，根據(jù)我國(guó)的水文情況，北方乃至南方大部分地區(qū)，河水呈季節(jié)性變化，一般在6月份進(jìn)入汛期，南方一些地區(qū)受梅雨季節(jié)影響，會(huì)更早（4月中下旬或5月初）地進(jìn)入汛期；9月份以后，河水流量逐漸變小，河道截流一般選在汛期末枯水期初，具體時(shí)間多在10或11月份，北方地區(qū)根據(jù)流量大小有些也可提前至9月份，所以攔洪度汛期總的施工工期很短，北方地區(qū)一般為6～8個(gè)月，南方地區(qū)一般為5～7個(gè)月。在除去基坑排水、壩基開(kāi)挖和處理的時(shí)間外，而給壩體填筑的施工時(shí)間就非常有限，在冬季施工，月平均氣溫在0℃以下，有些地區(qū)河流結(jié)冰、土層凍結(jié)，對(duì)開(kāi)挖工程、混凝土工程、灌漿工程以及填筑工程均有不利的影響，施工條件惡劣，加上基礎(chǔ)處理等項(xiàng)目的施工干擾，有效填筑時(shí)間不足，需提高月填筑強(qiáng)度方能按安全渡汛的要求按期達(dá)到攔河高程。
2.5新型施工設(shè)備的大量投入和材料適用范圍的拓展，是快速施工的基礎(chǔ)
隨著機(jī)械化程度的提高，大容量的土石方設(shè)備運(yùn)用到施工中，提高了工效，從而為快速施工打下了必要的物質(zhì)基礎(chǔ)，填筑材料適用范圍的拓展，原來(lái)不適合作壩料的材料也可作為填筑料，這也為土石壩快速填筑提供了新的支撐點(diǎn)。
3、快速施工的主要方法簡(jiǎn)介
根據(jù)筆者參建土石壩工程的體會(huì)，土石壩如需快速施工，固然一方面重視設(shè)備及人力源的投入，但是，在正式填筑前的準(zhǔn)備工作情況及壩面填筑控制方面，也是必然要高度引起重視，才能達(dá)到快速施工的目的，否則，容易造成欲速則不達(dá)的不良后果。
3.1快速施工需作的準(zhǔn)備工作
3.1.1計(jì)劃的編制
雖然計(jì)劃編制是每個(gè)施工單位都需進(jìn)行的一項(xiàng)日常工作，但對(duì)于土石高壩，存在著一系列相互干擾、相互影響的工作，如只憑經(jīng)驗(yàn)或簡(jiǎn)單的分析，往往無(wú)法有效的把握施工中出現(xiàn)的新情況、新干擾，計(jì)劃完成評(píng)價(jià)、關(guān)鍵線路的確定及對(duì)工期的影響因模糊而無(wú)法進(jìn)行科學(xué)的判斷和分析，而計(jì)算機(jī)的運(yùn)用，極大的提高了計(jì)劃編制水平和計(jì)劃的智能性，能夠自動(dòng)進(jìn)行工期分析、關(guān)鍵線路的分析，在發(fā)生干擾事件后，也能迅速進(jìn)行調(diào)整和輔助決策，避免手足無(wú)措及盲目施工的現(xiàn)象。
平心而論，像二灘大壩、三峽工程、水口水電站等這樣的大型工程采用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)，基于可視化技術(shù)及計(jì)算機(jī)圖形、圖像技術(shù)、多媒體技術(shù)等，對(duì)工程進(jìn)行動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)控制、三維動(dòng)態(tài)顯示等，在現(xiàn)階段，對(duì)大多數(shù)工程而言，存在著技術(shù)難度大、投入資源多的困難，并不是每個(gè)施工單位（甚至業(yè)主）能承擔(dān)的，但是，利用工程進(jìn)度控制軟件進(jìn)行施工進(jìn)度控制和自動(dòng)分析，利用線性代數(shù)方法進(jìn)行料場(chǎng)及開(kāi)挖最優(yōu)平衡等，卻是容易實(shí)現(xiàn)的，實(shí)際效果也能滿足施工需要，進(jìn)度控制及分析軟件較多，如微軟的project、P3進(jìn)度控制軟件、夢(mèng)龍網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)等，在調(diào)度及平衡上，如西北角法、鳥(niǎo)瞰法等線性分析等方法，均可勝任上述任務(wù)，均能夠?qū)τ?jì)劃進(jìn)行適時(shí)調(diào)整和分析，避免人為主觀上的局限。應(yīng)該說(shuō)，在快速施工中，計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)及統(tǒng)計(jì)分析用的越深入，對(duì)工程的整體把握上就會(huì)做的越好，越能在錯(cuò)綜復(fù)雜的情況下抓住主線，從而有的放矢，為工程順利施工及改進(jìn)提供針對(duì)性的決策。
3.1.2料場(chǎng)的開(kāi)采
料場(chǎng)對(duì)土石壩的重要性不言而喻，卻也是最容易影響大壩順利填筑的軟肋，根據(jù)工程實(shí)踐，一般而言，料場(chǎng)的地質(zhì)勘探工作深度遠(yuǎn)不如壩址，特別是填筑量最大的堆石料，往往僅靠幾個(gè)探洞或地形勘查進(jìn)行地質(zhì)描述，進(jìn)場(chǎng)后，與招標(biāo)文件發(fā)生變化的可能性很大，要么地質(zhì)條件發(fā)生重大變化，招標(biāo)文件中有用料變成無(wú)用料，要么就是開(kāi)采面積變小，無(wú)法形成大規(guī)模開(kāi)采（或臺(tái)階開(kāi)采）條件，不利于大規(guī)模機(jī)械開(kāi)采，直接制約大壩能否按期填筑，同時(shí)級(jí)配是否良好，也是影響大壩能否快速填筑的關(guān)鍵，在防滲土料方面，含水量的高低也成為大壩能否快速填筑的關(guān)鍵，因此，完善而慎重地進(jìn)行料場(chǎng)復(fù)查及復(fù)勘工作顯得尤為重要，搞好料場(chǎng)復(fù)查和儲(chǔ)量計(jì)算，做到心中有數(shù)。如具備條件，最好在大壩填筑前儲(chǔ)備一部分成品料來(lái)削峰平谷。
需要強(qiáng)調(diào)指出的是，在施工單位進(jìn)場(chǎng)后，根據(jù)自身的能力和對(duì)壩址周?chē)沫h(huán)境熟悉，可能在招標(biāo)文件提供的料場(chǎng)外距壩址很近的地方，存在著開(kāi)采條件相對(duì)較好的料場(chǎng)，或存在著經(jīng)論證后可作為壩料的新料場(chǎng)，如筆者目前正在施工的百米級(jí)工程，原設(shè)計(jì)采用距壩址6公里的堆石料場(chǎng)爆破后經(jīng)生產(chǎn)作為反濾料及過(guò)渡料，由于料場(chǎng)發(fā)生重大變化，不具備出料條件，而在壩址上下游2公里范圍內(nèi)存在著大片砂卵石料，經(jīng)施工單位積極努力，采取施工措施及送相關(guān)部門(mén)進(jìn)行復(fù)核后，認(rèn)為指標(biāo)滿足反濾料及過(guò)渡料的需要，從而節(jié)約了大量投入，緩解了堆石料場(chǎng)遲遲不出料帶來(lái)的嚴(yán)重后果；四川涼山州瓦都水庫(kù)利用洪積扇碎石土及堆石料場(chǎng)開(kāi)工后揭露的風(fēng)化巖，經(jīng)論證后作為大壩下游壩殼填料，從而加快了施工進(jìn)度、降低了工程造價(jià)，在晃橋水庫(kù)中施工中，在堆石料場(chǎng)發(fā)現(xiàn)有寬約45 m的擠壓破碎帶，通過(guò)對(duì)破碎帶的全面研究，得出破碎帶石渣符合用作反濾過(guò)渡料質(zhì)量的技術(shù)要求，從而確定取代原設(shè)計(jì)采用之人工破碎反濾過(guò)渡料。破碎帶石渣單價(jià)約為人工破碎料的1／4，因此而節(jié)省了資金。因此，料場(chǎng)的工作，早重視、早研究，是解決快速施工、降低工程造價(jià)不可忽視的因素。
3.1.3施工道路
為滿足快速施工的需要，大量的機(jī)械設(shè)備投入是不可避免的，而目前運(yùn)輸汽車(chē)越來(lái)越向大噸位發(fā)展趨勢(shì)，運(yùn)輸車(chē)輛數(shù)量也要求相應(yīng)增多，對(duì)道路的要求越來(lái)越高，工程實(shí)踐證明，道路越好，運(yùn)輸車(chē)輛出勤率越高，填筑效率也相應(yīng)提高，俗話說(shuō)“修路就是修車(chē)、修路就是進(jìn)度”就是這個(gè)道理，一般工程上均采用泥結(jié)石路面，如果具備條件，在局部車(chē)流量大的地段采用砼路面，將會(huì)極大的提高運(yùn)輸效率，在道路布置上，應(yīng)盡量根據(jù)實(shí)際情況布置成環(huán)行雙車(chē)道，避免車(chē)輛的相互干擾，提高單車(chē)效率。
3.1.4碾壓試驗(yàn)工作
對(duì)土石壩而言，碾壓試驗(yàn)是填筑前最為重要的技術(shù)參數(shù)論證工作，也是確定大壩能否順利填筑及確保大壩安全的重要環(huán)節(jié)，一般而言，在招標(biāo)文件中或填筑技術(shù)要求中，提出的指標(biāo)是建議性，均要求在碾壓試驗(yàn)中進(jìn)行復(fù)核和驗(yàn)證。碾壓試驗(yàn)根據(jù)工程類(lèi)比法擬定施工參數(shù)進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)得出的參數(shù)，是控制大壩能否快速填筑的重要因素，如指標(biāo)定的過(guò)高，在正式填筑中如不易達(dá)到，造成增加補(bǔ)壓次數(shù)過(guò)多及采取更重型碾壓設(shè)備進(jìn)行施工，效率會(huì)降低，如指標(biāo)定的低，為確保大壩安全，可能將增加許多工程量，也不利于工程快速施工，如碾壓試驗(yàn)工作不細(xì)致，有可能在填筑過(guò)程中不得不暫停施工重新進(jìn)行碾壓試驗(yàn)，直接影響壩體的填筑。
防滲土料的含水量確定及調(diào)節(jié)工作也需要在碾壓試驗(yàn)中予以確定，堆石料灑水、灑多少水，也是另一種需要關(guān)注的問(wèn)題，一般而言，認(rèn)為灑水有利用細(xì)粒沖填、軟化棱角、便于碾壓密實(shí)及降低蓄水后大壩沉降，故提出30~～50%的灑水量，但在工程實(shí)踐中，也有不少工程認(rèn)為灑水效果并不明顯，如小浪底工程，專(zhuān)門(mén)進(jìn)行了兩次加水與不加水的填筑對(duì)比試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明，堆石料在填筑中加水量在50%左右，比不加水時(shí)干密度增加0.006～0.013t/m3，影響甚微，經(jīng)過(guò)綜合比較采用了不加水的方法施工 簡(jiǎn)化施工工序,加快了填筑進(jìn)度，很多工程壩料性質(zhì)不一樣，不可同一而論，均需通過(guò)試驗(yàn)及論證方能確定最優(yōu)的施工參數(shù)。
另外，為確保土石壩填筑質(zhì)量，一般均要求進(jìn)行試坑取樣，只有在填筑面碾壓合格并能過(guò)驗(yàn)收后方可進(jìn)行上一層填筑，故現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)?zāi)芊窨焖俚贸瞿雺航Y(jié)果也是影響快速施工的因素，特別是防滲土料，按傳統(tǒng)的酒精燃燒法、干炒法、烘箱烘、紅外線燈烘烤等方法，試樣數(shù)量少，含水量測(cè)定時(shí)間長(zhǎng)，至少需要1個(gè)多小時(shí)，而在甘肅昌馬水庫(kù)中，采用微波爐烘取試樣，確定干容得僅需要30分鐘，如四川平武水牛家工程采用核子密度儀進(jìn)行防滲土料取樣，結(jié)果當(dāng)場(chǎng)出來(lái)，平均時(shí)間不足10分鐘，可大大縮短取樣時(shí)間，為快速填筑提供依據(jù)。
3.1.5其它因素的影響
為確保土石壩快速施工，須充分考慮外部施工環(huán)境，沒(méi)有一個(gè)良好的外部環(huán)境，也無(wú)法進(jìn)行快速施工。
從多個(gè)工程事例來(lái)看，大壩施工存在著極為復(fù)雜的外部環(huán)境，治安環(huán)境、移民征地均可制約工程施工，而隨著與國(guó)際市場(chǎng)接軌，外部環(huán)境影響范圍更大，如油價(jià)上漲甚至無(wú)油河供而造成土石方機(jī)械無(wú)法作業(yè)的窘境，這些均需提前根據(jù)市場(chǎng)環(huán)境予以評(píng)估，提前化解風(fēng)險(xiǎn)，為正常施工創(chuàng)造一個(gè)相對(duì)寬松的作業(yè)環(huán)境。
在此強(qiáng)調(diào)的是，一個(gè)工作能否達(dá)到預(yù)期目標(biāo)，是業(yè)主、監(jiān)理單位、設(shè)計(jì)單位及施工單位共同努力的結(jié)果，多個(gè)工程表明，如果配合的好、群策群力，工程就能順利施工，遇見(jiàn)困難也能較順利的解決，相反，則可能陷入漫長(zhǎng)的解決問(wèn)題困窘，工程自然是想快都快不起來(lái)。
3.2快速施工的主要方法及注意的事項(xiàng)
在完成各項(xiàng)準(zhǔn)備，具備填筑條件后，對(duì)施工單位而言，按計(jì)劃進(jìn)行壩體填筑，加強(qiáng)各工序的銜接、減少中間環(huán)節(jié)，是快速施工的重中之重。
3.2.1合理的壩面分區(qū)流水作業(yè)，是填筑工作快速施工的關(guān)鍵
由于土石壩體型較大，為壩面分區(qū)流水作業(yè)提供了必要的場(chǎng)面，一般將填筑工序分為鋪料、攤鋪、灑水、壓實(shí)、質(zhì)檢等工作，如防滲土料還需進(jìn)行表面刨毛處理，根據(jù)實(shí)際情況，將分為工段數(shù)與工序數(shù)，如果工段數(shù)與工序數(shù)相等，人、機(jī)、地不閑；如果工段數(shù)大于工序數(shù)，人、機(jī)不閑，地閑；如果工段數(shù)小于工序數(shù)，人、機(jī)閑，地不閑，流水作業(yè)不能正常進(jìn)行，進(jìn)行工段數(shù)及工序數(shù)的確定和劃分有很多種方法。在填筑前由于施工情況并不很明朗，一般采用先按現(xiàn)有設(shè)備進(jìn)行理論計(jì)算后，按流水作業(yè)的要求和注意事項(xiàng)初步擬出工序數(shù)目、工作段面積及工段數(shù)目，再根據(jù)前期填筑對(duì)設(shè)備及運(yùn)行時(shí)間的統(tǒng)計(jì)，進(jìn)一步進(jìn)行修正，確保施工有序進(jìn)行。
在壩面分區(qū)流水作業(yè)中，特別強(qiáng)調(diào)是防滲土料的施工，受多方面的影響，防滲土料直接制約大壩整體的上升，在防滲土料填筑流水作業(yè)中，根據(jù)填筑的需要，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況合理劃分填筑區(qū)域和進(jìn)行流水作業(yè)分析，并根據(jù)機(jī)械設(shè)備及填筑情況及時(shí)進(jìn)行調(diào)整，在穿越心墻上，也是需注意的要點(diǎn)，根據(jù)工程這實(shí)踐，采用在防滲土料上鋪填石碴及土工布的施工方法，較采用鋪設(shè)鋼架、墊枋木具有施工簡(jiǎn)便的特點(diǎn)，在快速施工中處理道路中顯得極為有效。
3.2.2平起填筑與臨時(shí)斷面填筑
為加快施工進(jìn)度，一般采用平起填筑施工，平起施工有幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：減少了接縫、接坡、削坡等工序，保證了填筑質(zhì)量；保證有盡可能大的堆石填筑面，利于大機(jī)械化的施工；有利于在以后繼續(xù)填筑時(shí)布置進(jìn)入防滲料區(qū)的施工道路；運(yùn)輸反濾料及過(guò)渡料的大型自卸汽車(chē)不橫穿防滲料區(qū)；有利于減小料界偏差和相鄰料平起填筑時(shí)的跨縫碾壓；均衡壩體的施工強(qiáng)度，在防滲土料與反濾過(guò)渡料的填筑關(guān)系上，有先土后砂及先砂后土兩種作法，為加快施工進(jìn)度及控制邊界，一般均采用先砂后土施工工藝。
雖然平起填筑施工有上述優(yōu)點(diǎn)，但是，在越來(lái)越多的工程實(shí)踐中，為滿足渡汛的要求、分期蓄水提前發(fā)揮效益的要求，均要求施工單位在短時(shí)間內(nèi)大壩上升到某一高程，而受多方面的制約，全斷面填筑不具備可能性，一般均采用臨時(shí)擋水?dāng)嗝嫣钪┕し椒�，在冬雨季，心墻部位不能進(jìn)行填筑的情況下只得進(jìn)行堆石料填筑時(shí)也只能進(jìn)行臨時(shí)斷面的填筑，臨時(shí)斷面的設(shè)計(jì)應(yīng)綜合多方面的因素的考慮并通過(guò)穩(wěn)定性復(fù)核，在臨時(shí)斷面填筑至設(shè)計(jì)高度后，再進(jìn)行尾部壩料填筑，為加快施工進(jìn)度，在臨時(shí)斷面填筑中，應(yīng)正確分析臨時(shí)斷面尺寸與壩體填筑的需要，不可為一味減少臨時(shí)斷面填筑量而影響大型機(jī)械的正常施工，反而達(dá)不到經(jīng)濟(jì)、快速的目的，在后期的填筑中，接縫、接坡、削坡工作將增加很多工程量，為保證施工質(zhì)量，這也是必須要確保施工到位的項(xiàng)目，同時(shí)也是填筑臨時(shí)斷面必須多付出的代價(jià)。
3.2.3大型設(shè)備的投入
在壩體填筑量一定的情況下，要縮短填筑時(shí)間，必然要增大填筑強(qiáng)度，而填筑強(qiáng)度的能否達(dá)到預(yù)期目的，設(shè)備的投入是極為重要的方面，雖然目前新型設(shè)備、大型設(shè)備不斷投入到工程中，但在目前水利建設(shè)整體屬于惡性競(jìng)爭(zhēng)、低價(jià)中標(biāo)的大環(huán)境下，要在一個(gè)工程中投入大量新型設(shè)備、大型設(shè)備進(jìn)行高強(qiáng)度的施工也比較困難，因此，我們可以看到，在許多工程，均拿著施工中小型工程的設(shè)備去完成大型工程的修建，實(shí)踐證明，這種小馬拉大車(chē)的情況并不能保證大壩快速、正常的施工，比如先進(jìn)的碾壓設(shè)備，堆石料鋪料厚度就可以達(dá)到1.5m甚至2m，而常使用的16t平面碾僅能碾壓0.8～1.0m左右，明顯地看出設(shè)備對(duì)填筑進(jìn)度的影響。
在這種情況下，許多單位已進(jìn)行了積極的探討，一個(gè)最重要的方面就是充分發(fā)揮社會(huì)資源，組織社會(huì)上的設(shè)備進(jìn)場(chǎng)，實(shí)踐證明，這是解決施工單位自身設(shè)備不足的良好辦法，通過(guò)社會(huì)引進(jìn)的設(shè)備，設(shè)備新、數(shù)量多，可挑選的余地大，能夠最大限度滿足施工需要，同時(shí)利用當(dāng)?shù)卦O(shè)備，可以減少很多不必要的麻煩和協(xié)調(diào)工作，如在道路上運(yùn)輸壩料，如由施工單位自身設(shè)備去運(yùn)輸，就會(huì)與很多管理部門(mén)存在著協(xié)調(diào)問(wèn)題，而采用當(dāng)?shù)剀?chē)輛進(jìn)行運(yùn)輸，可以利用這層關(guān)系讓他們自身去協(xié)調(diào)而集中精力進(jìn)行壩體填筑，這不失為設(shè)備投入的選擇方向，但社會(huì)上設(shè)備的引進(jìn)，對(duì)施工單位管理水平提出更高的要求，搞好了，可以節(jié)省投資、加快施工進(jìn)度，如管理不好，將施工寄希望在協(xié)作單位，如協(xié)作單位不能按有關(guān)要求進(jìn)行作業(yè)，則欲速則不達(dá)，反正影響了快速施工，因此，施工單位應(yīng)吸取經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，逐步完善管理機(jī)制，才能達(dá)到快速施工、經(jīng)濟(jì)節(jié)約的目的。
3.2.4加強(qiáng)冬季施工研究和組織，是加快壩體填筑的一個(gè)方向
由于受冬季的影響，大壩填筑（特別是防滲土料部位）往往在該階段不能填筑或填筑強(qiáng)度極低，致使壩體填筑受到影響，一般而言，在我國(guó)南方，冬季施工影響為2～3個(gè)月，而北方，冬季施工影響比南方更長(zhǎng)，如何在冬季保持正常施工，是加快壩體填筑的一個(gè)方向性問(wèn)題，如該問(wèn)題得到突破性進(jìn)展，將對(duì)土石壩快速填筑帶來(lái)質(zhì)的飛躍。
對(duì)土石壩，在冬季施工原則上要求進(jìn)行保溫，說(shuō)到保溫，一般均指搭設(shè)暖棚進(jìn)行施工，實(shí)踐證明，搭設(shè)暖棚準(zhǔn)備期長(zhǎng)、投入大、效率低，根據(jù)資料，大伙房水庫(kù)為了爭(zhēng)取工期， 1955年-1957年兩個(gè)冬季利用暖棚進(jìn)行了施工，暖棚近30米寬，6米高， 2000多根柱腳，暖氣網(wǎng)絡(luò)由11臺(tái)鍋爐和1.6萬(wàn)米暖氣管道構(gòu)成，投入大而效率低，不在萬(wàn)不得已的情況下施工單位是一般不進(jìn)行搭設(shè)暖棚進(jìn)行冬季施工。
根據(jù)目前的技術(shù)發(fā)展，逐漸進(jìn)行探索不采用搭設(shè)費(fèi)用昂貴的暖棚，而采取簡(jiǎn)單易行的施工措施，利用土壤自身保溫性能，進(jìn)行冬季施工，一般均需進(jìn)行冬季施工試驗(yàn)，如繪制當(dāng)?shù)貧夂驐l件進(jìn)行土壤凍結(jié)深度與氣溫的關(guān)系曲線，快速施工、薄層碾壓后進(jìn)行保溫再次能夠填筑等相關(guān)關(guān)系等，小浪底工程，冬季施工的月份為每年的12月至翌年的2月份，冬季日氣溫變化較大，夜間周?chē)鷼鉁鼐?℃以下，最低氣溫達(dá)到-11℃左右，其冬季施工采取的措施主要為：
�。�1）在料場(chǎng)應(yīng)優(yōu)先在向陽(yáng)、背風(fēng)處取土。開(kāi)采前應(yīng)清除表面的凍土，保證裝料時(shí)的土料為正溫。
�。�2）含水量應(yīng)符合規(guī)定要求，上壩土料含水量在規(guī)范允許范圍內(nèi)，并且不大于塑限含水量的90％。
�。�3）對(duì)表面風(fēng)干凍土必須進(jìn)行剔除處理。含水量合適無(wú)風(fēng)干的輕微凍土，迅速翻耙、整平，并用凸塊碾擊碎后，快速鋪料，在任何情況下不允許含有冰雪。
�。�4）施工溫度應(yīng)符合規(guī)定.碾壓前的松土溫度不得低于－1°C。
�。�5）搞好流水作業(yè)，做到快鋪、快壓、快檢。
（6）做好雪后復(fù)工，復(fù)工前須將壩面積雪、不合格土層清理干凈，檢查合格后方可復(fù)工。
�。�7）注意防寒防凍.隨時(shí)掌握氣溫變化，作好寒潮預(yù)報(bào)，在寒潮到來(lái)之前，作好壓實(shí)土的防凍工作。
實(shí)踐證明，雖然冬季施工投入的費(fèi)用較大，但工期要求極為嚴(yán)格、冬季必須進(jìn)行施工的情況下，只要進(jìn)行必要的研究，采取可靠的措施，充分利用當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件，完成有可能進(jìn)行冬季防滲土料施工，而在總體經(jīng)濟(jì)上也有可能有優(yōu)勢(shì),如小浪底工程防滲土料填筑經(jīng)歷5個(gè)冬季，上壩土料溫度在最寒冷時(shí)也保持在1～5℃，1998年12月份還填筑強(qiáng)度達(dá)到38.5萬(wàn)m3/月，而現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量檢測(cè)結(jié)果表明,每一層土料的壓實(shí)度及含水量均滿足規(guī)范要求，層間結(jié)合良好，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)干、松土層現(xiàn)象。
3.2.5成立強(qiáng)有力的協(xié)調(diào)機(jī)構(gòu)，是保證快速施工的重要方面
歸根到底，能不能保證快速施工，主要還是取決于人的能動(dòng)性和創(chuàng)造力，由于土石壩具有填筑壩料多、工序銜接多、機(jī)械設(shè)備投入多等特點(diǎn)，壩面（包括料場(chǎng)）協(xié)調(diào)范圍廣、事情繁瑣，成立強(qiáng)有力的協(xié)調(diào)機(jī)構(gòu)，能夠根據(jù)壩體填筑的需要從整體上把握全局，合理進(jìn)行設(shè)備調(diào)配和場(chǎng)面調(diào)配，可以事半功倍，節(jié)約很多時(shí)間，否則的話，場(chǎng)面協(xié)調(diào)不靈，相互干擾影響，快速填筑那是非常困難的。
4、快速施工需認(rèn)真對(duì)待的幾個(gè)問(wèn)題
雖然土石壩快速施工已成為潮流，也是未來(lái)發(fā)展的方向，但從多個(gè)已施工或完建工程的情況來(lái)看，土石壩的快速施工水平，主要依據(jù)壩高、填筑工程量、實(shí)際施工工期、平均月升高速度及平均月上壩強(qiáng)度等施工技術(shù)指標(biāo)來(lái)綜合分析、評(píng)價(jià)，而不是簡(jiǎn)單的一味求快及追求上升速度，快速施工必須在進(jìn)行科學(xué)論證及安全評(píng)審后方可實(shí)施，否則，將有可能帶來(lái)不可預(yù)料的后果。
4.1快速施工，帶來(lái)的是壩體沉降量在工程完成后發(fā)生顯著增大
根據(jù)最近的土石壩施工實(shí)踐已經(jīng)反映出，認(rèn)為堆石施工碾壓完成變形基本完成的觀點(diǎn)是有一定偏差，由于施工速度過(guò)快，大壩投入運(yùn)行后，堆石壩沉降變形過(guò)大，以致形成病害隱患的實(shí)例已不鮮見(jiàn)。
4.2快速施工，在心墻部位易形成拱效應(yīng)而影響防滲效果
由于快速施工及投入運(yùn)行，造成本應(yīng)在施工期完成的沉降而留在了運(yùn)行期來(lái)完成，大壩蓄水后增加的附加沉降量及附加水平位移量亦較大，由于防滲土料與堆石料在沉降速率與時(shí)間方面均不同步, 同時(shí)空隙水壓力消散較慢，在防滲土料易形成低應(yīng)力區(qū), 可能形成拱效率，可能造成心墻開(kāi)裂等潛在的安全隱患。
4.3短期的快速施工，不利于均衡施工，對(duì)施工單位存在著巨大的壓力
由于短時(shí)間內(nèi)追求過(guò)高的施工強(qiáng)度，一味將填筑量和大壩上升速度指標(biāo)作為施工單位考核目標(biāo)，給施工帶來(lái)了巨大的壓力和不便，特別是在為度汛及分期蓄水填筑上表現(xiàn)的更為明顯，在一般情況下，施工單位考慮進(jìn)場(chǎng)施工設(shè)備時(shí)多從施工高峰期著手，以此階段的施工強(qiáng)度來(lái)配備機(jī)械數(shù)量，因此設(shè)備數(shù)量較大，但是，一方面在施工高峰期（度汛斷面填筑等臨時(shí)斷面）一過(guò)，造成設(shè)備的閑置，使富余的施工機(jī)械不能完全發(fā)揮它的經(jīng)濟(jì)效益，造成浪費(fèi)；另一方面由于施工高峰期出現(xiàn)在整個(gè)工程施工的前期，施工單位要在很短時(shí)間內(nèi)，調(diào)配大量的設(shè)備進(jìn)場(chǎng)，無(wú)論從人力、物力和財(cái)力上，對(duì)施工單位都造成了巨大的壓力。
因此，快速施工，應(yīng)是業(yè)主及施工單位正確看待的問(wèn)題，如沉降及拱效應(yīng)問(wèn)題，可采用有限元分析及埋設(shè)原型觀測(cè)儀器進(jìn)行實(shí)際量測(cè)，以監(jiān)控大壩應(yīng)力及變形情況；重視壩料級(jí)配控制，良好的級(jí)配能夠在施工期盡量沖填密實(shí)而降低后期沉降；采用大型、重型的振動(dòng)碾壓機(jī)具，提高壓實(shí)度而降低孔隙率等措施；而要做到均衡施工，各方均應(yīng)從科學(xué)的角度，全面、正確的分析合理工期，以實(shí)現(xiàn)資源利用最大化的目標(biāo)，而不是簡(jiǎn)單的求高、求快、求效益，方能達(dá)到快速施工、業(yè)主及施工單位“雙贏”的目標(biāo)。
