水利施工中土石方工程关键技术要点研究

水利工程土石方作业涵盖爆破开挖、土料压实及场地组织等核心流程，技术实施会影响工程结构安全与建设效率。在复杂地质与环境条件下，土石方施工需依托针对性技术措施确保作业规范性。聚焦水利工程特性，精细化预裂爆破参数设计与安全控制对岩体成型精度起关键作用；高含水率土料填筑碾压工艺与质量控制是保障防渗体密实度的核心环节；而复杂地形下施工便道与堆料场优化布置则为大规模机械化施工提供基础条件。

一、水利土石方工程的特点

水利工程中的土石方作业是水库、堤坝、渠道等水工建筑物施工全流程的基础环节，具有显著的行业特殊性 [1]。其特点集中体现在以下三方面：首先受水文地质条件深度制约，施工常在复杂地基及高地下水位环境中进行，开挖稳定性与降水措施要求严苛；其次依赖天然料源的高效利用，土石方填筑需就地取材，但天然土料粒径、含水率波动大，压实工艺需适应材料非均质性；最后关联重大公共安全责任，施工直接关乎水工建筑物的结构稳定、渗流安全及防洪功能，尤其涉及库区移民安置点、下游城镇保护区的爆破作业或高填方工程，其质量管控标准与社会影响范围远超常规土木工程。

二、水利施工中土石方工程关键技术要点分析

（一）精细化预裂爆破参数设计与安全控制

水利工程中高精度轮廓开挖对岩体损伤控制提出严苛要求，实施要点在于贯穿地质适配的动态设计机制。孔网精准布设需同步响应岩层变化：沿设计开挖线布置预裂孔时，依据掌子面揭露的断层破碎带范围即时缩窄孔距并减小钻孔直径；对完整性较好岩体采用标准孔距但增大不耦合系数缓冲爆能。分层药量控制实现爆破能量梯度释放：钻孔中下部装填标准药卷保证主缝面贯通，孔口三分之一深度改用低威力药卷或间隔装药结构，顶部预留空腔填塞岩粉抑制冲炮。安全防护实施多级联控：钻凿阶段采用带除尘装置的液压钻机降低粉尘浓度；装药后铺设三层胶皮帘加钢丝网复合覆盖层，坡底设柔性拦石网拦截滚石；敏感区爆破前部署多通道振动监测仪，根据反馈波形特征实时优化延期起爆时序，将振速峰值严格限制在邻近建筑物安全阈值之下。地质驱动型爆破方案同步攻克轮廓面平整度与爆破扰动控制难题，奠定水利建筑物长期运行的结构安全基础。

（二）高含水率土料填筑碾压工艺与质量控制

针对水利工程常遭遇的雨季取土或黏性土料天然含水率偏高问题，填筑作业需通过动态工艺调整保障压实效果 [2]。土料水分梯级调控与碾压响应匹配：采用“分段摊铺—检测—针对性处置”流程，晴天作业时对超湿土料薄层翻晒加速水分蒸发；阴雨条件下则掺入预设比例的干砂土或石灰粉拌和中和含水率，始终将进碾土料调整至可压实区间。碾压阶段重点把控机具 - 参数 - 轨迹三重适配性：选用履带式振动碾并附加配重模块增强激振力，根据土料塑性指数确定错轮宽度（确保重叠碾压带覆盖率）与行进速度（维持低速连续碾压）；针对接缝、边角等弱压实区同步配置小型气胎碾或蛙式夯机补强。质量控制贯穿土料入仓至终碾验收：各层铺填前快速检测地表含水率（酒精燃烧法与环刀取样并重），碾压后立即执行沉降差法初步核验；终检阶段在监理见证下按网格剖坑灌水法检测压实度，同步取样送实验室测定渗透系数，确保防渗体满足抗渗变形与长期稳定双重要求。

（三）复杂地形下施工便道与堆料场优化布置

水利施工场址多处于河谷陡坡地带，运输通道与料场布局直接制约土石方作业效率，需通过系统性空间适配化解地形约束[3]。在于建立三维动态模拟与实地勘验的协同机制：基于航测地形图与地质雷达扫描数据构建施工区域数字高程模型，优先沿山脊线或稳定冲沟走向设计环形施工便道，通过柔性挡墙支护高填方路段、半挖半填段预设截水明沟防冲刷。堆料场选址遵循分区分级存储原则，将主料场置于地质稳定平台，防渗料与反滤料采用物理隔离式堆存；坡地设置阶梯型备用料场时同步敷设复合土工膜防雨水下渗，料堆坡脚处埋设渗流监测管实时预警。实施阶段采用动态路径 - 容量适配法：根据开挖强度调整运输路线优先级，暴雨季启动备用碎石便道；堆料场启用时预设扇形卸料作业面减少推土机二次转运距离，并依据 GPS 高程桩定期核验料堆体积变化，同步优化取料顺序规避边坡失稳风险。该集成化布置显著提升窄小作业面下多工序协同效能，保障大规模弃渣与取料作业的持续稳定运行。

结束语：

水利工程土石方技术需系统性整合地质适配、工艺调控与空间优化三大关键。精细爆破、含水率管控及动态布置方案的实施，显著提升了复杂工况下的施工质量与结构安全性，为重大水利基础设施提供了坚实保障。未来，随着智能监测装备与 BIM 协同设计在土石方全链条的深度融合，该领域技术将向全域感知、动态预警和自适应决策方向实现跨越式升级。

参考文献：

[1] 李坤 . 水利水电工程中土石方工程施工技术的研究 [J]. 中国战略新兴产业 ,2018,(44):212.

[2] 吴志文 . 水利水电工程中土石方施工技术分析 [J]. 四川水泥 ,2018,(07):107.

[3] 钟文萍 . 水利夯填土石方工程的施工技术 [J]. 中国水能及电气化 ,2013,(10):9-12.