水利水电工程施工土石方调配方法及其施工工艺

　　改革开放以来，我国的经济建设快速发展，尤其是在城镇化和工业化进程逐步加快的背景下，人们对于水资源和电力资源的需求量呈现出逐年增加的态势，因此积极探索水利水电工程事业的可持续发展尤为重要。水利水电工程是一项规模庞大、环节众多、工艺复杂的系统工程，施工单位在统筹项目建设时必须对核心环节加大关注力度。土石方施工不仅是水利水电工程建设的基础性施工，也是核心施工环节，直接关系到工程项目的建设品质。尽管多数施工单位已经注意到土石方施工的重要性，然而水利水电工程施工场地自然环境复杂、工程进度紧张、施工人员的素质良莠不齐，常常会影响到土石方的调配，进而影响到工程的成本。因此，水电项目工作人员有必要深入研究土石方的调配方法及其施工工艺，从而有效提高施工品质，并能够更加精准地控制项目成本。

　　1 水利水电工程中土石方施工的技术特点

　　1.1 土石方工程量和施工难度较大作为水利水电工程建设的核心环节，土石方施工的工程量和施工难度都是极大的。土石方施工环节在整个水利水电工程建设中占有很大的比例，涉及的施工人员、材料、机械设备都很多，需进行科学严谨的调度，且极易受天气环境和地质条件的影响，在较长的施工周期中常常会发生难以预料的变故。

　　1.2 土石方施工在水利水电工程建设中普遍存在土石方施工是一项常见的施工内容，不管是多大规模的水利工程中都会有土石方施工，可见，土石方施工在水利工程中有着非常重要的地位，土石方施工质量会直接影响到水利工程的整体结构与质量。目前在水利工程中对土石方施工的设计、规划以及施工进展等方面有着严格的要求，控制土石方施工进展与质量对提高水利工程经济效益也有很明显的效果，采用科学的调配方法还能够减少土石方施工对周边环境的影响与破坏程度，促进社会、经济、生态共同发展的实现。

　　1.3 环境将受到施工的明显影响水利水电工程中的土石方施工常常受制于周边的自然环境，同时也会对周边的自然环境造成影响，严重污染、破坏生态环境。传统的土石方施工会产生大量粉尘，改变施工地及周边地区的地表形态，影响地质稳定性，污染水质，且会有明显的施工噪音。目前施工单位已经普遍意识到这个问题，正在逐步完善土石方调配方法及其施工工艺，尽量将施工对周边环境的影响降到最低，保持地质、水土、植被的健康稳定状态。

　　2 水利水电工程中土石方的调配原则

　　2.1 开挖填埋同步进行开挖和填埋是土石方施工中最基础的两项作业环节，一般情况下这两项作业都是同步进行的，通过科学合理的调度，可以减少施工过程中的倒运次数，减轻工作人员的工作量，有效提高工作效率，进而减少施工总量，有利于控制项目成本。

　　2.2 科学地控制运输距离、土方作业量范围土石方的开挖和填埋必然涉及运输问题，科学测算运输距离、选择合理运输路线、调整优化运输方案，对控制工程成本具有重要意义，因此在进行土石方开挖和填埋方案设计时，需要综合考虑多方面因素，结合施工地的实际情况和以往的施工经验，拟定开挖和填埋量，确定运输路线。

　　2.3 最大程度还原耕地为实现经济可持续健康发展，土石方施工过程中必须时时注意保护生态环境。如果施工侵占现有耕地，必须调整施工方案，最大程度保持现有耕地的面积和质量。对于已经产生破坏的耕地，需在有关专家指导下，对耕地进行针对性的补偿性建设。

　　2.4 全局性原则需要按照水利水电工程建设的整体需要来进行科学调配，保持调配平衡，杜绝盲目进行土石方作业产生的浪费，通过科学调配来提高生产利用率。

　　3 水利水电工程土石方调配方法

　　3.1 直接上坝法在水利水电工程的土石方调配方法中，最常用的是直接上坝法，在工程的建设中，对土石方的处理需要分成多个步骤，在土石方的处理中需要用到的材料较多，采用直接上坝法能够有效地减少运输的时间和成本，是土石方调配中最简单和便捷的一种施工方法。在水利水电工程前，需要根据具体的开挖情况进行施工，如果土石方能够满足上坝需求，就可以采用直接上坝法。

　　3.2 料场开采法虽然直接上坝法应用范围广泛，但是也存在一定的局限性，一般只应用于中小规模的水利水电工程中。规模较大的工程多采用料场开采法，即选择水利水电工程项目附近的土石料场开采土石。料场开采法对于开采速度和开采数量有一定的要求，同时还需要运用其他土石方调配方法对其进行有效补充。

　　3.3 中转上坝法土石方调配会受到水利水电工程中各种因素的限制，使得在土石方的调配中无法直接上坝，这时候首先需要考虑到的就是中转上坝法，在土石方调配的过程中设置中转站，而中转站的大小以及位置需要进行科学的确定，既要考虑到工程施工的便捷性，同时也需要考虑到施工的成本性，尽可能的降低中转成本。在中转上坝法中可以选定多个中转场，然后根据具体的施工过程以及工程需求，按照就近原则选择合适的中转站。

　　3.4 中转以及弃渣处理水利水电工程建设中，土石方的挖掘量巨大。在施工之前，需详细了解项目施工方案和进度安排。在具体施工过程中，要根据施工进度合理调配土石方，尽量避免因调配不当导致土石方在中转站存储和管理。同时还必须考虑到调配过程中可能产生的不达标的弃渣问题，对于这类弃渣可以返回原地、转卖，也可以进行二次处理。

　　4 水利水电工程施工工艺的特点

　　4.1 工程系统性、综合性强一般情况下，水利水电工程中的土石方工程可以看做是该工程范围内某流域中一项独立的土石方项目，整个水利工程就是由这样一个个既各自独立又相互联系的土石方项目组成的统一整体。这类土石方项目在施工范围、施工进度、工作量等方面都不亚于一项独立工程，其系统性和综合性都比较强，对施工地周边的自然环境、居民生活、经济发展都会产生深刻的影响。因此，在进行相关施工前必须对施工地进行现场考察，了解当地的水文、地质、气候条件，结合实际情况作出科学详尽的规划设计，并组织行业专家、当地相关部门工作人员对施工方案进行全面的论证，确保施工方案的合理性、可行性，从而尽可能减少项目施工对当地经济、居民生活的影响。

　　4.2 规模庞大、难度较高施工单位在建设水利水电工程土石方工程时，首先需要开展大规模的挖掘工作，一般情况下该环节施工活动周期较长，并且多数情况下都是在露天环境下开展的。再加上该项目本身的特殊性，工程所在区域都是较为偏远的地区，地质状态不佳，容易受到恶劣地理环境的干扰，最终为土石方施工活动的顺利开展造成阻碍。此外，大部分土石方工程都处于湿度较大的地区，一旦出现雷暴雨天气，极有可能引发较为严重的地质灾难，从而影响了土石方工程建设活动的顺利开展。

　　5 水利水电工程土石方施工关键技术要点把控

　　5.1 土石方爆破技术水利水电工程中的土石方爆破是指在工程施工过程中，使用炸药雷管等爆破材料对土石方进行爆破，以达到开挖目的的一种广泛应用的施工方法。土石方爆破是土石方施工中最重要的工艺之一。土石方爆破工程必须由具有相应爆破资质和安全生产许可证的企业承担。爆破作业人员应取得有关部门颁发的资格证书，做到持证上岗。爆破工程作业现场应由具有相应资格的技术人员负责指导施工。爆破前应对爆区周围的自然条件和环境状况进行调查，了解危及安全的不利环境因素。采取必要的安全防范措施。爆破警戒范围必须在设计时明确划定，危险区边界需设立明显标志，安排工作人员进行警戒。爆破警戒时，应确保指挥部、起爆站和各警戒点之间有良好的通信联络。爆破后应检查有无盲炮及其他险情。

　　5.2 土石方明挖施工技术现代水利水电工程土石方建设过程中，微差爆破技术、预裂爆破技术以及光面爆破技术是其明挖技术施工的三种重要形式;其在施工效果控制的同时，实现了工程效益的合理提升。具体而言，在明挖技术应用过程中，施工人员应注重以下要点把控：其一，合理利用爆破技术确保明挖土方的作业精度和质量。其二，注重施工工序的合理搭配，进而提升工程整体建设效率的提升。其三，注重分析项目平衡方法的科学应用，进而在施工技术、施工理念优化的同时，实现土石方使用率的提升和施工成本的节约。

　　5.3 土石方平衡施工技术随着我国城镇化、工业化水平越来越高，对于水资源、电力资源的要求也越来越高，水利水电工程的建设规模和数量呈现逐年递增的趋势。土石方类的项目数量在水利水电工程中占据相当大的比重，因此控制好土石平衡是极其必要的。所谓土方平衡，即通过“土方平衡图”计算出工程中需要从高处挖出的土方量和需要向低处填进的土方量，从而大致掌握计划外运进、出的土方量。在计划基础开挖施工时，尽量减少外运进、出的土方量的工作，不仅关系到土方项目的工程成本，而且对现场平面布置有很大的影响。土方平衡工作是决定进度计划、征地、运输方案等工作的重要一环，然而大部分施工单位并未对此加以足够的重视，技术人员仅凭经验进行估算，多年未有进步。土方平衡的错误计算能够导致工程造价的增加，因此要用专门的算法来进行计算。

　　5.4 土石坝施工技术土石坝是指施工地的土料、石料或混合料，经过抛填、辗压等工艺处理后，在充分混合的基础上方堆筑而成的挡水坝。土石坝主体结构简单、操作工艺简单灵活，对于地基的要求低，便于修建和维护;就地取材，节省了钢材、水泥、木材等重要建筑材料，减少了筑坝材料的远途运输。基于上述优点，土石坝是目前水利水电建设中应用最广、发展最快的坝型。但是，在广泛应用的同时，其施工质量却参差不齐。为确保水利水电工程土石方施工质量，施工单位需从以下方面加强质量控制：(1)合理选择及应用土石坝施工材料;(2)充分考察施工地的地形地貌，并以此为依据设计土石坝的应用形式;(3)严格按照施工技术规范展开操作，密切关注施工情况，随时调整施工技术、完善施工方案。

　　5.5 土石方地下施工技术水利水电工程是一项庞大的系统工程，其施工范围往往延伸至地下。虽然在工程开展之前会对地下地形、水文条件进行了解，并制定对应的施工方案。但是实际施工时，地下结构的处理经常会出现各种各样的意外，施工人员在具体的操作中应视具体的情况灵活运用地下施工技术，保障水利水电工程地基的稳定性和严密性。水利水电工程不仅对水量存贮进行有效调节，更需在水力发电、农田灌溉方面发挥重要作用。地下工程直接影响水利水电工程的水源调节功能，施工单位和个人应该加强重视，确保水利水电工程服务社会、实现区域经济发展的功能得到有效发挥。

　　6 结束语

　　以目前我国水利水电工程项目的建设情况来看，土石方施工仍然是其重点施工环节，对整体工程的建设进度、建设周期、建设质量和成本造价都会产生重要影响。现在大多数施工单位都能够从工程项目的整体情况出发，严格控制土石方建设活动，在优良的传统施工技术基础上，积极探索更加科学严谨的土石方调配方法及其施工工艺，使得土石方调配能够发挥其应用的作用，为水利水电工程项目后期应用提供保障。

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　　《水利水电工程施工土石方调配方法及其施工工艺》来源：《科技创新与应用》，作者：庄桂亮