【關(guān)鍵詞】水利工程；施工
土石壩是目前世界壩工建設(shè)工程中應(yīng)用最為廣泛和發(fā)展最快的一種壩型。與其他壩型相比較，無論從經(jīng)濟(jì)方面還是從施工方面，土石壩具有絕對的優(yōu)勢，據(jù)不完全統(tǒng)計世界土石壩占大壩總數(shù)的82.9%，而在中國土石壩數(shù)量占到大壩總數(shù)的93%.
因土石壩的施工所用材料一般采用就地開采，同時在施工中充分利用各種開挖料，包括當(dāng)?shù)赝亮�、石料或混合料，土石壩的施工即是將這些材料經(jīng)過拋填、輾壓等方法堆筑成的擋水壩，故土石壩又稱作當(dāng)?shù)夭牧蠅�，對于壩體材料以土和砂礫為主時，稱土壩；以石渣、卵石、爆破石料為主時，稱堆石壩；當(dāng)兩類當(dāng)?shù)夭牧暇枷喈?dāng)比例時，稱土石混合壩。
土石壩按施工方法的不同，土石壩可分為：碾壓式土石壩、沖填式土石壩、水中填土壩和定向爆破堆石壩等。其中應(yīng)用最為廣泛的是碾壓式土石壩，其主要特點(diǎn)是對基礎(chǔ)要求低、適應(yīng)基礎(chǔ)變形強(qiáng)。
土石壩按壩高可分為：低壩、中壩和高壩。而高壩筑壩技術(shù)是近代才發(fā)展起來的。
碾壓式土石壩按照土料在壩身內(nèi)的配置和防滲體所用的材料種類，又可分為均質(zhì)壩、土質(zhì)心墻壩、土質(zhì)斜墻壩、多種土質(zhì)壩、人工材料心墻壩、人工材料面板壩等。
土石壩是歷史最為悠久的一種壩型。其優(yōu)點(diǎn)包括：就地取材，節(jié)省鋼材、水泥、木材等重要建筑材料，減少了建壩過程中的遠(yuǎn)途運(yùn)輸；結(jié)構(gòu)簡單，便于維修和加高、擴(kuò)建；土石壩的壩身是土石散粒體結(jié)構(gòu)，有適應(yīng)變形的良好性能，因此對地基的要求低；施工技術(shù)簡單，工序少，便于組合機(jī)械快速施工。其缺點(diǎn)是壩身一般不能溢流，施工導(dǎo)流不如混凝土壩方便，粘性土料的填筑受氣候條件影響較大等。
土石壩建設(shè)最大的病害即是滲流。如何控制和預(yù)防滲流是土石壩工程建設(shè)中最主要的工作之一。
所謂滲流，即是指由于填筑土石壩的土料和壩基的砂礫是散粒體結(jié)構(gòu)，顆粒間存在大量的孔隙，因此具有一定的透水性。當(dāng)水庫蓄水后，在水壓力的作用下，水流必然會沿著壩身土料、壩基土體和壩端兩岸地基中的孔隙滲向下游，造成壩身、壩基和繞壩的滲漏。假如這種滲流是在設(shè)計控制之下，大壩任何部位的土體就不會產(chǎn)生滲透破壞，則為正常滲流，此時滲流量一般較小，水質(zhì)清澈透明，不含土壤顆粒，對壩體和壩基不致造成滲透破壞；反之對能引起土體滲透破壞，或滲流員過大且集中，水質(zhì)渾濁，透明度低，使壩體或壩基產(chǎn)生管涌，流土和接觸沖刷等滲透破壞，這種影響蓄水興利的滲流則為異常滲流。
根據(jù)我國早期的土石壩工程的資料統(tǒng)計，由滲流而引起的破壞事故對于中小型水庫而言，漫壩沖垮者最多，其次就是滲漏導(dǎo)致垮壩，由此可見滲漏造成的潰壩問題是相當(dāng)嚴(yán)重的。因此確保對壩體和壩基的滲流控制是保證土石壩安全的一項(xiàng)重要措施。
滲流控制的控制理論是在工程實(shí)踐中的發(fā)展和運(yùn)用起來的，是實(shí)踐反饋的結(jié)果，其中滲流的基本原理、滲流場的分析方法、土體滲透穩(wěn)定性三大部分，是滲流控制理論的基礎(chǔ)。而滲流控制技術(shù)是滲流基礎(chǔ)理論的實(shí)施措施，它主要包括灌漿技術(shù)、反濾壩技術(shù)、土石壩壩坡滑動破壞加固技術(shù)、土石壩壩體灌注粘土漿加固技術(shù)、壩體和壩基的密度加固技術(shù)、土工合成材料加固技術(shù)以及防滲墻及其壩體壩基加固技術(shù)等。
總結(jié)起來產(chǎn)生異常滲流的原因有以下幾個方面：①壩體填土與排水體之間的反濾層設(shè)計不正確，層間系數(shù)過大，或施工時有錯斷混層現(xiàn)象，或填土不夠密實(shí)，過大的滲流使填土向排水體流失，都會造成反濾層破壞失效。反濾層在整個防滲體系中是尤為關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，即使前面的防滲體裂縫或出現(xiàn)滲漏通道，只要反濾層工作正常，排水降壓，滲漏破壞就不會擴(kuò)大。②防滲體沒有直達(dá)基巖或底部連續(xù)可靠的粘土層，在開挖截水槽時，因施工困難，半途而廢，從而留下隱患。③土石壩兩岸岸坡產(chǎn)生臺階狀。應(yīng)該開搶成較平順的坡度，為減少開挖可以變坡，在上下兩坡度轉(zhuǎn)折處，兩坡角之差不應(yīng)大于15°～20°，若有平臺，則平臺處填土高度與平臺的兩端的填土高度，高差懸殊沉陷量突變，容易產(chǎn)生裂縫，導(dǎo)致滲透破壞。
如何組織科學(xué)有序的施工，提高工程質(zhì)量，控制滲流是整個過程成敗的關(guān)鍵。我認(rèn)為土石壩過程在施工中應(yīng)從以下幾個方面進(jìn)行控制：
①做好基礎(chǔ)處理，必須萬無一失。很多大型土石壩，必須要滿足壩基承載力及基礎(chǔ)防滲的情況下，完成基礎(chǔ)處理的穩(wěn)固后，方可進(jìn)行填筑施工，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)見因素多，需要經(jīng)常采用防滲墻、振沖、帷幕灌漿、固結(jié)灌漿等對地基進(jìn)行綜合處理。
�、谡莆债�(dāng)?shù)氐刭|(zhì)、水文氣象資料，控制好施工工期的季節(jié)性 土石壩對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；對于度汛期的施工，應(yīng)編制具有針對性的施工方案。土石壩工程，一般不允許漫頂過流，對開挖工程、混凝土工程、灌漿工程以及填筑工程均有不利的影響，因此必須要提高月填筑強(qiáng)度，方能按安全渡汛的要求按期達(dá)到攔河高程。
③確保工程所用料場開采土、石料的材料質(zhì)量 料場對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，往往僅靠幾個探洞或地形勘查進(jìn)行地質(zhì)描述，進(jìn)場后，與招標(biāo)文件發(fā)生變化的可能性很大，無法形成大規(guī)模開采條件，直接影響大壩填筑級配是否得到保證。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)行料場復(fù)查及復(fù)勘工作顯得尤為重要，搞好料場復(fù)查和儲量計算，做到心中有數(shù)。
此外材料的碾壓試驗(yàn)也是非常重要的一項(xiàng)工作。對土石壩而言，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)。碾壓試驗(yàn)工作的好壞，直接影響壩體的填筑。
碾壓試驗(yàn)中還需對防滲土料的含水量進(jìn)行確定及調(diào)節(jié)，同時還應(yīng)確定好對堆石料灑水量。此外，為確保土石壩填筑質(zhì)量，土石壩工程的施工必須要求進(jìn)行試坑取樣，只有在填筑面碾壓合格并能過驗(yàn)收后方可進(jìn)行上一層填筑。
�、艽_定合理的壩面分區(qū)，是填筑工作施工的關(guān)鍵 由于土石壩體型較大，為壩面分區(qū)流水作業(yè)提供了必要的場面，土石壩工程一般在填筑工序上分為鋪料、攤鋪、灑水、壓實(shí)、質(zhì)檢等工作。在壩面分區(qū)流水作業(yè)中，防滲土料的施工應(yīng)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)，以及采用的機(jī)械設(shè)備及填筑情況進(jìn)行調(diào)整。對采用平起填筑與臨時斷面填筑的土石壩工程，不可為一味減少臨時斷面填筑量而影響大型機(jī)械的正常施工，必須要確保填筑質(zhì)量。
�、莞鶕�(jù)工程實(shí)際情況確定并采用壩體壩基加固技術(shù)，主要指采用的土石壩壩體灌注粘土漿加固技術(shù)，包括灌漿設(shè)計、灌漿工藝采用等。
土石壩是目前世界壩工建設(shè)工程中應(yīng)用最為廣泛和發(fā)展最快的一種壩型。與其他壩型相比較，無論從經(jīng)濟(jì)方面還是從施工方面，土石壩具有絕對的優(yōu)勢，據(jù)不完全統(tǒng)計世界土石壩占大壩總數(shù)的82.9%，而在中國土石壩數(shù)量占到大壩總數(shù)的93%.
因土石壩的施工所用材料一般采用就地開采，同時在施工中充分利用各種開挖料，包括當(dāng)?shù)赝亮�、石料或混合料，土石壩的施工即是將這些材料經(jīng)過拋填、輾壓等方法堆筑成的擋水壩，故土石壩又稱作當(dāng)?shù)夭牧蠅�，對于壩體材料以土和砂礫為主時，稱土壩；以石渣、卵石、爆破石料為主時，稱堆石壩；當(dāng)兩類當(dāng)?shù)夭牧暇枷喈?dāng)比例時，稱土石混合壩。
土石壩按施工方法的不同，土石壩可分為：碾壓式土石壩、沖填式土石壩、水中填土壩和定向爆破堆石壩等。其中應(yīng)用最為廣泛的是碾壓式土石壩，其主要特點(diǎn)是對基礎(chǔ)要求低、適應(yīng)基礎(chǔ)變形強(qiáng)。
土石壩按壩高可分為：低壩、中壩和高壩。而高壩筑壩技術(shù)是近代才發(fā)展起來的。
碾壓式土石壩按照土料在壩身內(nèi)的配置和防滲體所用的材料種類，又可分為均質(zhì)壩、土質(zhì)心墻壩、土質(zhì)斜墻壩、多種土質(zhì)壩、人工材料心墻壩、人工材料面板壩等。
土石壩是歷史最為悠久的一種壩型。其優(yōu)點(diǎn)包括：就地取材，節(jié)省鋼材、水泥、木材等重要建筑材料，減少了建壩過程中的遠(yuǎn)途運(yùn)輸；結(jié)構(gòu)簡單，便于維修和加高、擴(kuò)建；土石壩的壩身是土石散粒體結(jié)構(gòu)，有適應(yīng)變形的良好性能，因此對地基的要求低；施工技術(shù)簡單，工序少，便于組合機(jī)械快速施工。其缺點(diǎn)是壩身一般不能溢流，施工導(dǎo)流不如混凝土壩方便，粘性土料的填筑受氣候條件影響較大等。
土石壩建設(shè)最大的病害即是滲流。如何控制和預(yù)防滲流是土石壩工程建設(shè)中最主要的工作之一。
所謂滲流，即是指由于填筑土石壩的土料和壩基的砂礫是散粒體結(jié)構(gòu)，顆粒間存在大量的孔隙，因此具有一定的透水性。當(dāng)水庫蓄水后，在水壓力的作用下，水流必然會沿著壩身土料、壩基土體和壩端兩岸地基中的孔隙滲向下游，造成壩身、壩基和繞壩的滲漏。假如這種滲流是在設(shè)計控制之下，大壩任何部位的土體就不會產(chǎn)生滲透破壞，則為正常滲流，此時滲流量一般較小，水質(zhì)清澈透明，不含土壤顆粒，對壩體和壩基不致造成滲透破壞；反之對能引起土體滲透破壞，或滲流員過大且集中，水質(zhì)渾濁，透明度低，使壩體或壩基產(chǎn)生管涌，流土和接觸沖刷等滲透破壞，這種影響蓄水興利的滲流則為異常滲流。
根據(jù)我國早期的土石壩工程的資料統(tǒng)計，由滲流而引起的破壞事故對于中小型水庫而言，漫壩沖垮者最多，其次就是滲漏導(dǎo)致垮壩，由此可見滲漏造成的潰壩問題是相當(dāng)嚴(yán)重的。因此確保對壩體和壩基的滲流控制是保證土石壩安全的一項(xiàng)重要措施。
滲流控制的控制理論是在工程實(shí)踐中的發(fā)展和運(yùn)用起來的，是實(shí)踐反饋的結(jié)果，其中滲流的基本原理、滲流場的分析方法、土體滲透穩(wěn)定性三大部分，是滲流控制理論的基礎(chǔ)。而滲流控制技術(shù)是滲流基礎(chǔ)理論的實(shí)施措施，它主要包括灌漿技術(shù)、反濾壩技術(shù)、土石壩壩坡滑動破壞加固技術(shù)、土石壩壩體灌注粘土漿加固技術(shù)、壩體和壩基的密度加固技術(shù)、土工合成材料加固技術(shù)以及防滲墻及其壩體壩基加固技術(shù)等。
總結(jié)起來產(chǎn)生異常滲流的原因有以下幾個方面：①壩體填土與排水體之間的反濾層設(shè)計不正確，層間系數(shù)過大，或施工時有錯斷混層現(xiàn)象，或填土不夠密實(shí)，過大的滲流使填土向排水體流失，都會造成反濾層破壞失效。反濾層在整個防滲體系中是尤為關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，即使前面的防滲體裂縫或出現(xiàn)滲漏通道，只要反濾層工作正常，排水降壓，滲漏破壞就不會擴(kuò)大。②防滲體沒有直達(dá)基巖或底部連續(xù)可靠的粘土層，在開挖截水槽時，因施工困難，半途而廢，從而留下隱患。③土石壩兩岸岸坡產(chǎn)生臺階狀。應(yīng)該開搶成較平順的坡度，為減少開挖可以變坡，在上下兩坡度轉(zhuǎn)折處，兩坡角之差不應(yīng)大于15°～20°，若有平臺，則平臺處填土高度與平臺的兩端的填土高度，高差懸殊沉陷量突變，容易產(chǎn)生裂縫，導(dǎo)致滲透破壞。
如何組織科學(xué)有序的施工，提高工程質(zhì)量，控制滲流是整個過程成敗的關(guān)鍵。我認(rèn)為土石壩過程在施工中應(yīng)從以下幾個方面進(jìn)行控制：
①做好基礎(chǔ)處理，必須萬無一失。很多大型土石壩，必須要滿足壩基承載力及基礎(chǔ)防滲的情況下，完成基礎(chǔ)處理的穩(wěn)固后，方可進(jìn)行填筑施工，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)見因素多，需要經(jīng)常采用防滲墻、振沖、帷幕灌漿、固結(jié)灌漿等對地基進(jìn)行綜合處理。
�、谡莆债�(dāng)?shù)氐刭|(zhì)、水文氣象資料，控制好施工工期的季節(jié)性 土石壩對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；對于度汛期的施工，應(yīng)編制具有針對性的施工方案。土石壩工程，一般不允許漫頂過流，對開挖工程、混凝土工程、灌漿工程以及填筑工程均有不利的影響，因此必須要提高月填筑強(qiáng)度，方能按安全渡汛的要求按期達(dá)到攔河高程。
③確保工程所用料場開采土、石料的材料質(zhì)量 料場對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，往往僅靠幾個探洞或地形勘查進(jìn)行地質(zhì)描述，進(jìn)場后，與招標(biāo)文件發(fā)生變化的可能性很大，無法形成大規(guī)模開采條件，直接影響大壩填筑級配是否得到保證。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)行料場復(fù)查及復(fù)勘工作顯得尤為重要，搞好料場復(fù)查和儲量計算，做到心中有數(shù)。
此外材料的碾壓試驗(yàn)也是非常重要的一項(xiàng)工作。對土石壩而言，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)。碾壓試驗(yàn)工作的好壞，直接影響壩體的填筑。
碾壓試驗(yàn)中還需對防滲土料的含水量進(jìn)行確定及調(diào)節(jié)，同時還應(yīng)確定好對堆石料灑水量。此外，為確保土石壩填筑質(zhì)量，土石壩工程的施工必須要求進(jìn)行試坑取樣，只有在填筑面碾壓合格并能過驗(yàn)收后方可進(jìn)行上一層填筑。
�、艽_定合理的壩面分區(qū)，是填筑工作施工的關(guān)鍵 由于土石壩體型較大，為壩面分區(qū)流水作業(yè)提供了必要的場面，土石壩工程一般在填筑工序上分為鋪料、攤鋪、灑水、壓實(shí)、質(zhì)檢等工作。在壩面分區(qū)流水作業(yè)中，防滲土料的施工應(yīng)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)，以及采用的機(jī)械設(shè)備及填筑情況進(jìn)行調(diào)整。對采用平起填筑與臨時斷面填筑的土石壩工程，不可為一味減少臨時斷面填筑量而影響大型機(jī)械的正常施工，必須要確保填筑質(zhì)量。
�、莞鶕�(jù)工程實(shí)際情況確定并采用壩體壩基加固技術(shù)，主要指采用的土石壩壩體灌注粘土漿加固技術(shù)，包括灌漿設(shè)計、灌漿工藝采用等。
