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摘要：随着我国水利水电建设事业的发展, 水利水电土石方工程施工分为水利水电工程施工技术、水利水电工程施工机械化和水利水电施工组织与管理三个方面,对于水利水电工程快速经济施工来说,三者相辅相成、缺一不可地应对地形险峻、地质复杂.施工难度大的工程中也取得了令人瞩目的成就,其中在工程爆破技术、土石方开挖工程机械化等方面已处于国际先进水平。
关键词:土石方;施工技术;工程爆破;边坡加固;地下工程
我国水利水电建设事业的发展,水利水电土石方工程施工分为水利水电工程施工技术水利水电工程施工机械化和水利水电施工组织与管理三个方面，对于水利水电工程快速经济施工来说,三者相辅相成、缺一不可。土石方施工是水利水电工程施工的重要组成部分，即使是混凝土坝枢纽工程，也有大量的土石开挖和填筑，并且常常成为相当关键的施工项目。在上世纪初，发达国家就进入了以机械为主的工程施工,随着整体科技水平的提高,尤其是工程机械和岩土科学的进步,土石方工程施工水平不断得到发展。在人类进入21世纪的今天，土石方工程技术已经发展到一个全新的高度。在我国，以机械为主的工程施工在20世纪50年代开始起步，其后-段时间发展缓慢。进入70年代,我国在学习国外先进经验的基础上，重视了大型施工机械引进开发以及科学研究工作,随着改革开放的进程，很多施工企业装备了重型土石方机械及其配套设备,开始了土石方工程发展的新时期。近10余年来，我国在水利水电科技领域取得了巨大的进步，土石方工程施工技术也得到了快速发展,在施工规模施工机械化水平、施工强度施工工期、爆破技术等诸方面都与当前国际水平基本同步，在应对地形险峻、地质复杂施工难度大的工程中也取得了令人瞩目的成就，其中在工程爆破技术、土石方开挖工程机械化等方面已处于国际先进水平。
1.工程爆破技术
炸药与起爆器材的日益更新,施工机械化水平的不断提高,为爆破技术的发展创造了重要条件。多年来,爆破施工从手风钻为主发展到潜孔钻,并由低风压向中高风压发展,为加大钻孔直径和速度创造了条件;引进的液压钻机,进- -步提高了钻孔效率和精度;多臂钻机及反井钻机的采用，使地下工程的钻孔爆破进人了新阶段。近年来,引进开发混装炸药车,实现了现场连续式自动化合成炸药生产工艺和装药机械化，进-步稳定了产品质量,改善了生产条件,提高了装药水平和爆破效果。如三峡永久船闸170m高边坡开挖中,船闸直立边坡最高为68.5m,采取新的爆破技术成功地满足了爆破对岩体影响、开挖精度等特殊要求。葛洲坝大江上游围堰混凝土防渗墙水下爆破拆除,采用复式交叉连接的非电起爆网络,3548 个炮孔分为324段,总延时8.1s,总装药47.7T- -次起爆。三峡二期工程大江围堰拆除时,对埋有灌浆钢管的厚80cm的混凝土防渗墙实施爆破拆除,其中上横围堰，长623m,总装药16.2T,分为423段,总延时17.8s一次爆除;下横围堰长980m,总装药91.5T,分为327段,总延时9.5s,- -次起爆。广东珠海炮台山移山填海洞室大爆破,总装药量1.2万T,爆破总量达1085万m'。此外深孔梯段爆破洞室爆破开采坝体堆石料技术也日臻完善,既满足了坝料的级配要求,又加快了坝料的开挖速度。
2.土石方朋挖
凿岩机具和爆破器材的不断创新，极大地促进了梯段爆破及控制爆破技术的进步,使原有的微差爆破、预裂爆破、光面爆破等技术更趋完善;施工机具的大型化、系统化、自动化使得施工工艺、施工方法取得重大变革。统计已建和在建的51座大型水电站(≥250MW),各种土石方开挖约4.45亿m' ,其中开挖量在500万m'以上的有23座,在1000万m'以上的有7座。 长江三峡工程土石方开挖量逾142145万m' ,年开挖最高强度达到4400万m,居当前世界首位。
2.1控制爆破技术
基岩保护层原为分层开挖，经多个工程试验研究和推广应用,发展到水平预裂(或光面)爆破法和孔底设柔性垫层的小梯段爆破法一次爆除,确保了开挖质量,加快了施工进度。特殊部位的控制爆破技术解决了在新浇混凝土结构、基岩灌浆区、锚喷支护区附近进行开挖爆破的难题。
2.2施工机械
我国土石方明挖施工机械化起步较晚,解放初期兴建的- -些大型水电站和水库除黄河三门峡工程外，都经历了从半机械化逐步向机械化施工发展的过程。
直到60年代末,土石方开挖才形成低水平的机械化施工能力。主要设备为:手风钻、1~3 m'斗容的挖掘机和5-12T的自卸汽车。在此阶段主要依靠进口设备,可供选择的机械类型很少,谈不上选型配套。70 年代后期，施工机械化得到迅速的发展，在80年代中期以后发展尤为迅速。常用的机械设备有:钻孔机械、挖装机槭、运输机械和辅助机械等四大类,形成配套的开挖设备。
2.3高陡边坡开挖
近年来开工兴建的大型水电站开挖的高陡边坡较多, 100m以上的高边坡有10多座,最大边坡高度已达380m。尤为突出的是长江三峡工程双线永久船闸闸室直立墙高68.5m,中间保留有岩石隔墩,既要保证开挖精度,又要确保边坡稳定,对开挖技术提出了极高的要求。
2.4土石方平衡
大型水电工程施工中,十分重视开挖料利用,力求挖填平衡。开挖料用作坝或堰体填筑料、截流用料和加工制作混凝土砂石骨料等。如长江三峡工程利用开挖料进行大江截流、围堰填筑和人工骨料等;葛洲坝工程开挖土石方7464万m',用于工程填筑混凝土砂石骨料填筑滩地等,其开挖料总利用率达93%;天生桥- -级 面板堆石坝利用溢洪道开挖料1400万m'作为坝体填筑料,占总填筑量的75%。
3.地下工程
近几年大型水电站及抽水蓄能电站的建设发展迅速,地下洞室的规模也随之不断增大。二滩水电站、广州抽水蓄能电站、小浪底水利枢纽等,其地下工程规模、施工难度施工技术水平及施工速度已达到世界先进水平。60年代以前,地下工程开挖以手风钻钻孔爆破为主，机械化程度低,施工速度慢。1963 年陆浑水库增建泄洪洞，首先采用锚杆支护,效果很好。1985 年鲁布革水电站引水隧洞开挖,创平均月进尺231m,最高月进尺373.5m的纪录,其施工技术相继在漫湾广州抽水蓄能电站.等工程的隧洞开挖中推广。全断面隧洞掘进机在我国地下工程中也有- -定规模的应用，天生桥二级水电站引水隧洞引进2台美国φ10.8m掘进机，累计掘进7.4km;引大人秦工程掘进机施工开挖洞径φ4.92m,创下了月最高进尺1821m的国内最好成绩。
我国已建和在建的地下厂房约60余座。在已建的地下工程中,最长的引水隧洞为引大人秦盘道岭隧洞,长达15728m;最大的导流隧洞为二滩两条导流隧洞,开挖断面为20.5mx5.5m(宽x高),断面积达490m';最大的地下厂房为二滩水电站地下厂"房，尺寸为280.29mx25.5mx65.5m(长x宽x高),地下工程开挖量32.3万m';小浪底工程左岸集中布置19条大断面隧洞、1座地下厂"房，共计106个洞室群,地下开挖量达266万m';在建的龙滩水电站地下厂房380mx28mx74m(长x宽x高),横断面达2200m2，位居世界前列;龙滩水电站在不到0.5km2的范围内共布置有100 余条洞室,这些洞室以平、斜、竖的形式相贯形成庞大的地下厂“房洞室群。目前,洞室开挖已向全断面(特大断面除外)开挖方向发展。各种不同断面,不同形式(平洞、竖井.斜井、大洞室等)的洞室.均有配套的机械化施工设备。
我国西南地区具有丰富的水力资源而又属岩溶发育的不良地质地区,在天生桥二级;洪家渡、二滩水电站等工程的施工中发展了不良地质洞段施工技术。积累了在软弱、松散破碎带、岩溶地段岩爆地段、膨胀性围岩地段、瓦斯地段的地下工程施工经验。
结语
在现代化水利水电工程建设过程中，要想全面地将土石方施工技术应用好,就应该在实际应用过程中,掌握好土石方施工技术在水利水电工程施工中的应用策略,并且根据其应用策略完善施工中的技术应用。本文通过探讨，将水利水电工程施工中土石方施工技术总结为四种:爆破施工技术、明挖施工技术、地下工程施工技术和土石.坝施工技术。实际施工过程中,只有将这种土石方施工技术应用好,使其能够发挥出应有的效果,才能保障水利水电:工程的施工效率和效益,促进水利水电工程的建设。
参考文献：
[1]蔺旭勃.高强度土石方开挖填筑与支护施工技术及管理措施[J].科技资讯,2017 ,15(06) :68-70.
[2]周垚魁、建筑工程测量及土石方工程施工技术探讨[J].建材与装饰,2015,14(47):189-190.