水利工程施工中土方填筑施工技术的应用分析

中图分类号： TV541 文献标识码：A

引言

土方填筑工程贯穿于水库、堤坝、渠道等多种水利设施的建设全过程，起到承载、支撑与防渗的基础性作用。研究和推广科学合理的土方填筑施工技术，不仅是提高工程质量的需要，更是提升施工效率、节约资源和保护环境的重要途径。本文从实际工程出发，结合当前主流技术手段，对土方填筑施工技术的应用进行系统分析，为相关工程实践提供参考依据。

1 土方填筑施工的基本原则

1.1 分层填筑、逐层夯实

土方施工过程中必须遵循“分层填、逐层压、确保密实”的基本原则。分层厚度应根据压实设备能力和填料性质进行合理控制，一般控制在 15～ 30cm 之间，以确保压实质量。

1.2 因地制宜、分类处理

不同地区的地质条件、水文环境及土质类型存在差异，因此施工过程中应采取针对性的处理方式。例如，黏性土、粉质土、砂性土等应采用不同的压实方式和含水量控制策略。

1.3 干湿适度、控制含水量

土壤的含水量对压实效果具有决定性影响。施工前应检测填料含水率，并根据最佳含水量范围进行加水或晾晒处理，以提高压实度。

2 常见的土方填筑施工技术

2.1 压实技术的应用

压实作为土方施工中的基础性作业，其技术手段和操作质量直接影响到整个水利工程结构的稳定与安全。在传统施工中，压实通常依赖人工经验与机械配合完成，常用设备包括振动压路机、羊足碾和钢轮压路机等。其中，黏性土因粘聚性强不易压实，适合采用带有嵌入效果的羊足碾；而对于结构较为松散的砂性土，则更适合使用振动压路机，通过高频振动促使颗粒重新排列密实；粉质土的施工则需依据其实际水分和可塑性灵活选择设备。如今，随着施工技术的现代化，越来越多工程项目引入了“智能压实系统”，它通过安装在压实设备上的 GPS 模块、压实传感器和数据采集终端，实现压实过程的实时数据记录与自动反馈。这一技术的推广，不仅使施工过程更加精准高效，也为施工质量提供了可量化的依据。在未来，随着BIM 技术与无人驾驶施工设备的结合，土方压实将逐步迈向自动化、信息化的新阶段，大幅度降低人为失误，提高施工智能化水平。

2.2 填料筛选与处理

填料作为土方填筑的核心材料，其选择是否得当、处理是否充分，将直接关系到工程体是否具备长期稳定性与耐久性。在实际施工过程中，往往会因时间紧张或资源限制而忽视对填料质量的筛查，这是造成工程后期沉降、开裂等问题的隐性根源。因此，在开工前，施工单位应提前制定详细的土料采集计划和检测流程，优先选择结构均匀、无杂质、颗粒级配合理的天然土作为主材。若现场原土存在有机质含量高、粒径分布不均等问题，可考虑进行人工改良。常用的改性材料如石灰和水泥，能够有效提升填料的抗剪强度和抗压性能，同时降低其塑性指数和吸水性。在生态环境要求较高的水利工程中，近年来还逐步引入了环保型添加剂和工业副产品（如粉煤灰）作为辅助材料，既增强土体性能，又减少了对自然资源的消耗。需要特别注意的是，填料在运输与储存过程中必须防止受潮、混入杂物等情况，以保证其在填筑环节中的使用质量，避免给后续压实带来额外负担。

2.3 分区分层技术

针对水利工程中大面积土方施工的特点，分区分层施工工艺已成为提升作业效率与质量管控的重要手段。“分区”是指根据地形、设计标高及施工进度等，将施工区域划分为若干子区，便于资源组织与机械调度，同时实现各分区交替施工，避免整体进度受限。“分层”是将填土在垂直方向分批分层，每层厚度应依据压实设备性能控制在15\~30 厘米，确保压实均匀、无夹层。实际操作中，须严格遵循施工顺序与工艺逐层铺设，避免抢工掩埋未压实土层。在相邻区交界处，应通过“搭接压实”或“反复碾压”避免因时间差形成冷接缝，提升密实度。施工中还应根据季节和气候变化调整节奏，如夏季高温时加快压实，防止干缩；雨季则需加强排水与防水，防止基底软化。科学的分区分层不仅控制结构沉降差异，还能提升整体协调性与坝体、护坡结构的抗变形能力。

3 现代技术在土方填筑中的应用

3.1 GPS+GIS 智能调度系统

GPS 系统通过对施工车辆进行全程定位，不仅可实时掌握运输车辆的位置和运行轨迹，还可结合项目施工进度对车辆进行高效调度。这样一来，不仅显著提高了土方运输的效率，还有效降低了因路线重复、空驶等造成的资源浪费。而 GIS 系统则能将地形、地貌、施工区域划分、填筑厚度等信息叠加在地图上，构建出三维可视化的施工管理平台。通过对施工进展与土方作业量的动态分析，管理人员可实现对填土区域的精细化调控与预警，提前规避施工瓶颈与工序冲突。调度系统还能根据地形高差自动生成最优运输路线，提升燃油利用率并减少对施工道路的损耗。对于大型或多工点施工项目而言，该系统更能显著提升管理效率，使施工组织更具计划性与科学性，真正实现施工现场的“数字化调度”。

3.2 无人化施工设备

在现代施工技术中，无人驾驶设备的应用已逐步从试验阶段迈入实际工程运用，尤其在土方施工领域表现出强大潜力。目前，部分施工单位已经引入自动化推土机、无人压路机等设备，通过预设路线与作业参数，实现高精度、重复性强的机械化操作。与传统人工驾驶相比，无人设备可连续运行、节省人力，且不受疲劳和经验限制，大幅度提升了压实作业的均匀性和作业稳定性。更重要的是，这类设备能通过传感系统自动识别作业状态并进行适应性调整，例如在遇到土质变化或斜坡区域时可自动调节推力与运行速度，降低误差率。无人化技术与中央调度系统的结合，使得多个设备能够协同作业，形成统一调度、统一反馈的作业网络。尽管当前成本仍较高、技术仍在迭代，但随着5G 通讯和AI 技术的发展，其普及速度和应用深度必将迅速加快，未来在高风险、极端环境施工中具有不可替代的优势。

3.3 信息化质量监管系统

通过安装在施工机械上的传感器，系统可以实时采集如压实度、含水率、碾压次数、作业轨迹等关键施工数据，并将其通过无线信号自动上传至云端或项目监控平台。这一过程几乎无需人工干预，大幅提升了数据的准确性和时效性。与此同时，监理工程师和项目管理人员可通过后台系统实时查看各项质量指标，并生成施工日志与合格率报告，对异常区域进行预警和追踪。对于大规模工程而言，这不仅提高了整体监管效率，更建立起可溯源的质量档案，便于事后审核和责任界定。系统还能实现与BIM 模型对接，对施工过程进行可视化还原与模拟分析，使质量管理从“事后处理”转变为“过程控制”。

结束语

土方填筑是水利工程建设中的基础性、关键性工序，其技术水平直接影响工程的质量与运行安全。通过科学的施工组织、先进的技术手段及严格的质量控制，可以显著提高填筑质量与施工效率。随着施工技术的不断进步与信息化手段的广泛应用，土方填筑施工将朝着智能化、绿色化、标准化方向发展。施工单位应紧跟技术发展趋势，持续提升施工管理能力，为水利工程的高质量建设提供有力保障。

参考文献

[1]崔文明.水利工程施工中土方填筑施工技术分析[J].石河子科技,2024,(01):70-72.

[2]徐建全,朱艳菊.水利工程施工中土方填筑施工技术分析[J].科技资 讯,2022,20(21):99-102.DOI:10.16661/j.cnki.1672-3791.2205-5042-2746.

[3] 胡文专. 水利工程施工中土方填筑施工技术分析[J]. 四川水泥,2021,(08):180-181.