土石坝的快速施工

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3.1快速施工需作的准备工作

3.1.1计划的编制

虽然计划编制是每个施工单位都需进行的一项日常工作，但对于土石高坝，存在着一系列相互干扰、相互影响的工作，如只凭经验或简单的分析，往往无法有效的把握施工中出现的新情况、新干扰，计划完成评价、关键线路的确定及对工期的影响因模糊而无法进行科学的判断和分析，而计算机的运用，极大的提高了计划编制水平和计划的智能性，能够自动进行工期分析、关键线路的分析，在发生干扰事件后，也能迅速进行调整和辅助决策，避免手足无措及盲目施工的现象。

平心而论，像二滩大坝、三峡工程、水口水电站等这样的大型工程采用计算机仿真技术，基于可视化技术及计算机图形、图像技术、多媒体技术等，对工程进行动态实时控制、三维动态显示等，在现阶段，对大多数工程而言，存在着技术难度大、投入资源多的困难，并不是每个施工单位（甚至业主）能承担的，但是，利用工程进度控制软件进行施工进度控制和自动分析，利用线性代数方法进行料场及开挖最优平衡等，却是容易实现的，实际效果也能满足施工需要，进度控制及分析软件较多，如微软的project、P3进度控制软件、梦龙网络管理系统等，在调度及平衡上，如西北角法、鸟瞰法等线性分析等方法，均可胜任上述任务，均能够对计划进行适时调整和分析，避免人为主观上的局限。应该说，在快速施工中，计算机辅助技术及统计分析用的越深入，对工程的整体把握上就会做的越好，越能在错综复杂的情况下抓住主线，从而有的放矢，为工程顺利施工及改进提供针对性的决策。

3.1.2料场的开采

料场对土石坝的重要性不言而喻，却也是最容易影响大坝顺利填筑的软肋，根据工程实践，一般而言，料场的地质勘探工作深度远不如坝址，特别是填筑量最大的堆石料，往往仅靠几个探洞或地形勘查进行地质描述，进场后，与招标文件发生变化的可能性很大，要么地质条件发生重大变化，招标文件中有用料变成无用料，要么就是开采面积变小，无法形成大规模开采（或台阶开采）条件，不利于大规模机械开采，直接制约大坝能否按期填筑，同时级配是否良好，也是影响大坝能否快速填筑的关键，在防渗土料方面，含水量的高低也成为大坝能否快速填筑的关键，因此，完善而慎重地进行料场复查及复勘工作显得尤为重要，搞好料场复查和储量计算，做到心中有数。如具备条件，最好在大坝填筑前储备一部分成品料来削峰平谷。

需要强调指出的是，在施工单位进场后，根据自身的能力和对坝址周围的环境熟悉，可能在招标文件提供的料场外距坝址很近的地方，存在着开采条件相对较好的料场，或存在着经论证后可作为坝料的新料场，如笔者目前正在施工的百米级工程，原设计采用距坝址6公里的堆石料场爆破后经生产作为反滤料及过渡料，由于料场发生重大变化，不具备出料条件，而在坝址上下游2公里范围内存在着大片砂卵石料，经施工单位积极努力，采取施工措施及送相关部门进行复核后，认为指标满足反滤料及过渡料的需要，从而节约了大量投入，缓解了堆石料场迟迟不出料带来的严重后果；四川凉山州瓦都水库利用洪积扇碎石土及堆石料场开工后揭露的风化岩，经论证后作为大坝下游坝壳填料，从而加快了施工进度、降低了工程造价，在晃桥水库中施工中，在堆石料场发现有宽约45 m的挤压破碎带，通过对破碎带的全面研究，得出破碎带石渣符合用作反滤过渡料质量的技术要求，从而确定取代原设计采用之人工破碎反滤过渡料。破碎带石渣单价约为人工破碎料的1／4，因此而节省了资金。因此，料场的工作，早重视、早研究，是解决快速施工、降低工程造价不可忽视的因素。

3.1.3施工道路

为满足快速施工的需要，大量的机械设备投入是不可避免的，而目前运输汽车越来越向大吨位发展趋势，运输车辆数量也要求相应增多，对道路的要求越来越高，工程实践证明，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，一般工程上均采用泥结石路面，如果具备条件，在局部车流量大的地段采用砼路面，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。

3.1.4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论证工作，也是确定大坝能否顺利填筑及确保大坝安全的重要环节，一般而言，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，在正式填筑中如不易达到，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。

防渗土料的含水量确定及调节工作也需要在碾压试验中予以确定，堆石料洒水、洒多少水，也是另一种需要关注的问题，一般而言，认为洒水有利用细粒冲填、软化棱角、便于碾压密实及降低蓄水后大坝沉降，故提出30~～50%的洒水量，但在工程实践中，也有不少工程认为洒水效果并不明显，如小浪底工程，专门进行了两次加水与不加水的填筑对比试验。试验结果表明，堆石料在填筑中加水量在50%左右，比不加水时干密度增加0.006～0.013t/m3，影响甚微，经过综合比较采用了不加水的方法施工 简化施工工序,加快了填筑进度，很多工程坝料性质不一样，不可同一而论，均需通过试验及论证方能确定最优的施工参数。

另外，为确保土石坝填筑质量，一般均要求进行试坑取样，只有在填筑面碾压合格并能过验收后方可进行上一层填筑，故现场试验能否快速得出碾压结果也是影响快速施工的因素，特别是防渗土料，按传统的酒精燃烧法、干炒法、烘箱烘、红外线灯烘烤等方法，试样数量少，含水量测定时间长，至少需要1个多小时，而在甘肃昌马水库中，采用微波炉烘取试样，确定干容得仅需要30分钟，如四川平武水牛家工程采用核子密度仪进行防渗土料取样，结果当场出来，平均时间不足10分钟，可大大缩短取样时间，为快速填筑提供依据。

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