详细分析一下两种最常用的筑坝施工工艺

水利水电工程在施工的过程中，必然需要相应的筑坝施工，而目前我们国家的筑坝施工技艺主要分为 土石筑坝 与 混凝土筑坝 两种。两种技艺各有其适应的范围以及相应的局限性，笔者从多年的水利水电筑坝施工经验出发，并调查分析了大量的相关数据，从我国水利水电施工项目的实际出发，结合当前最新的施工技术和理念，具体探讨了这两种工艺的革新与发展，希望本文的探讨能够对相关的筑坝施工和管理人员给予一定的启示。

1.1土石筑坝。土石筑坝的历史比较悠久，是我国传统水利水电工程中的一种常见施工技术，曾经为国家的经济发展和水利工程的发展起到了不可估量的作用。因此，这种施工技艺具有其独特的施工优势：施工使用的工具相对简单，资金投入比较少；筑坝采用的材料价格低廉，而且采购比较容易；对于筑坝附近的地理条件要求比较低，适应范围广；便于施工方从施工局域采购材料，有效的缩短了施工时间。
1.2碾压混凝土坝。随着混凝土的问世以及其应用区域的不断拓展，筑坝工艺中开始出现了碾压混凝土施工技艺，虽然这种施工技艺的使用时间比较短，但是其独特的优势使得这种技术正飞速发展着。其优势主要表现在以下几个方面：有专业的混凝土搅拌设备，因此人力资源的应用比较少，大部分由机械操作，所以方便快捷而且成本低；其二，其原材料更为廉价易取。

2.1制定优化的土料挖掘和运输计划。对于土石筑坝工艺来说，挖掘土料并进行运输是一些水利水电项目施工的基础，必须由设计人员依据本区域的地形条件、公路状况、地质条件等因素最终确定下来。通常老说要考虑到以下几点：a.土石筑坝材料的基本质量，在挖掘之前要进行详细的勘察；b.运输的距离不宜太远，因为在水利水电工程的施工过程中，运输量比较大，如果运输距离比较远，那么运输费用将会是一笔不小的开支。因此必须提高土石挖掘的质量，并缩短运输距离。

2.2压实土料。土料与混凝土相比，最大的劣势为土料比较容易松动，如果不能够按照要求压实，那么在后期的使用过程中坝底会出现松动，进而整个水利水电工程也将会笼罩在不安全的气氛当中。所以，一定要使用压实设备和机器对筑坝区域进行反复碾压，同时，一些机械设备操作不大的地方，要采用人工压实。总之，要不断提高土料压实的质量。
2.3坝体填筑与碾压。坝体填筑包括卸料、平料、压实、质检和清理坝面、接触缝处理等。土石坝填筑必须严密组织，保证各工序的衔接，通常采用分段流水作业。流水作业方向和工作段大小的划分，要与相应高程的坝面面积相适应，并满足施工机械正常作业要求。坝体填筑工序，按基本作业内容进行划分，其数目与填筑面积大小、铺料方式、施工强度和季节等有关。一般多划分为铺料和压实2个工序。根据工程实践经验，碾压机械行驶速度大小，对坝料压实效果有一定的影响，各种碾压机械的行驶速度，一般应通过试验确定。
2.4结合部位与反滤层施工。土石坝施工中，坝体的防渗土料不可避免地与地基、岸坡、周围其他建筑的边界相结合；由于施工导流、施工方法、分期分段分层填筑等的要求，还必须设置纵横向的接坡、接缝。对结合部位的施工，必须采取可靠的技术措施，加强质量控制和管理，确保坝体的填筑质量满足设计要求。结合方式有：坝基结合面；与岸坡及砼建筑物结合；坝体纵横向接坡及接缝。反滤层的填筑方法，大体可分为削坡体、档板法及土、砂松坡接触平起法三类。砂松坡接触平起法能适应机械化施工，填筑强度高，可做到防渗体、反滤料与坝壳料平起填筑，均衡施工，被广泛采用。

3.1碾压混凝土配合比设计。碾压混凝土的配合比是借助于经验并根据施工条件通过现场实验来决定的。碾压混凝土配合比具有如下特点：高掺粉煤灰，粉煤灰掺量不断提高；低水泥用量，混凝土绝热温升低；掺具有高效减水缓凝及引气作用的复合外加剂，外加剂的应用已经由普通缓凝减水剂向缓凝高效减水剂与引气剂复合的复合外加剂发展；适当增加石粉含量；根据实际情况初步适当降低碾压混凝土的VC值等。
3.2模板施工。碾压混凝土施工模板可采用翻升模板、预制混凝土模板、自升模板或其他形式模板，所采用的模板应能承受碾压产生的侧压力，且不影响碾压混凝土施工质量和干扰其他施工作业。模板在使用时必须进行清洗上油，以使混凝土的外表清洁光滑。
3.3混凝土拌制及运输。碾压混凝土拌制可采用强制式或自落式搅拌设备，搅拌时各种材料的投料顺序和搅拌时间必须通过拌合物的均匀性试验来确定，拌合物在卸入运输工具时，卸料出口与运输工具之间的自由落差应小于2m。自卸汽车运料直接入仓面时，在入仓前应对轮胎进行清理冲洗并防止污水带入仓面；真空溜槽垂直输送混凝土应保证溜槽的真空度，定期更换橡胶软皮，严格控制溜槽的下斜速度；仓面上的运输汽车应保持清洁，加强保养维修，保持车况良好，无漏雨、漏水现象。
3.4平仓与碾压。碾压混凝土平仓一般采用湿地推土机，湿地推土机在运行时履带不得破坏已碾压的混凝土层面，人工操作用于辅助边缘区域或其他被指定或认可部位的平仓作业；平仓过程中不得发生混凝土离析现象，推土机的平仓方向一般应与坝轴线平行，分条带平仓，摊铺要均匀，每碾层平仓1～2层次。碾压混凝土一般采用双钢轮振动碾压机，在正式使用之前，碾压机应通过碾压试验来检验其碾压性能。
3.5层面处理。层面处理是影响碾压混凝土坝安全稳定的一个重要问题，除了处理好骨料离析问题和改善层面条件以外，还要求着重控制好碾压混凝土的初凝时间。坑口碾压混凝土重力坝对层面处理的要点是：当气温在13℃以下、层面间隔时间在16h以内时，不做任何处理直接在碾压混凝土层面上铺筑上层混凝土；当层面间隔时间超过16h，且在24h以内时，在层面铺筑1.5cm厚的水泥砂浆再铺筑上层碾压混凝土。
3.6温度控制与养护。混凝土容易受到热胀冷缩原理的影响，而水利水电工程的施工通常来说又是室外的，所以一定要控制好温度，并加强养护。首先，应该依据天气温度的变化。调整混凝土中水泥和石灰的比例，当温度过高时要加大石灰的比重，缩小水分的比重，而在气温比较低的情况之下，操作刚好相反。需要注意的是，由于混凝土比较容易裂缝，所以应该进行适当的坝面的养护，例如可以铺养护膜。