水利水电工程中土石方施工技术要点分析

1 土石方施工在水利水电工程中的关键作用

土石方施工是水利水电工程的先导性环节，其重要性体现在多个方面。工程得以稳步推进，首要依托于土石方施工所提供的坚实基础，包括场地平整、基坑挖掘与堤坝建设等关键步骤。施工方案的合理性对工程整体效率的提升至关重要，它保障了施工进度与计划的同步，同时显著降低了施工延误的风险。结构安全与否和土石方工程紧密相关，凭借科学方法对挖掘、填筑及压实环节进行严格把控，可有效规避地基不均匀沉降及滑坡等潜在安全隐患。

2 水利水电工程中土石方施工技术的主要方法

2.1 挖掘与运输技术

（1）挖掘方法：机械挖掘与人工挖掘。在土石方施工领域，机械挖掘与人工挖掘乃两种主流作业方法，各因特定施工环境而展现其适用性。液压挖掘机等大型设备所执行的机械挖掘作业，因其高效率和经济效益而备受青睐。采用装备有破碎锤附加装置的挖掘机对岩石地层进行作业，此类机械冲击力高达1500J，因而能迅速完成岩石破碎。在基坑周边的精细作业或边坡修整等狭窄且地形复杂的环境下，人工挖掘技术仍显必要。在人工挖掘作业中，效率普遍不高，尤其在松散土层作业时，熟练工人的挖掘速度可达 1.5^～2m³/h ，而面对较硬土层时，挖掘速度则大幅减少，降至 以下。（2）运输方法：自卸车、皮带输送机等。在土石方施工过程中，运输环节扮演着至关重要的角色，其技术之选必须综合考虑运输距离的长短、土石方的数量以及施工现场的具体环境。运输工具中，自卸车以其卓越的机动性和强大的运输能力脱颖而出。在执行中短距离（ （2^～5km） ）的运输任务时，该 20t 载重自卸车每小时能够完成 60^～80m³ 的土方运输作业。当运输距离超过 10km 时，运输效率会因距离增长而大幅降低，其运输量每小时降至 30^～40m³ 。连续性高效作业的皮带输送机，在岩石及长距离土方运输领域表现卓越。理论输送能力方面，该 1.2m 宽皮带输送机每小时的输送量为 500^～800m³ ；而实际运行中的运能则会因坡度与物料摩擦系数的不同而有所变动。

2.2 钻孔爆破技术在土石方施工中的应用

钻孔爆破技术是硬岩地层开挖中最重要的技术手段，被广泛用于水利水电工程的基础开挖和边坡处理。其核心是通过布置钻孔、装填炸药并实施控制爆破，使岩石沿设定路径破碎，实现高效开挖。在实施钻孔作业时，其直径通常100^～150mm ，此选择需依据岩石的硬度及爆破作业所需范围来确定。岩石类别不同，孔间距的设定亦有所区别，常规范围在 0.8^～1.2m ，目的在于确保爆破作业后，能够实现岩石全面破碎，并杜绝盲区的存在。钻孔过程中的装药量，系决定爆破成效之核心要素，常规而言，每米孔径所填充之炸药，其重量为 0.2^～0.5kg. 。在爆破作业完成后，岩石的松散度系数为 ，换言之，每立方米的岩石在爆破作用下体积扩展到了 1.2^～1.6m³ ，此现象对岩石的后续运输作业具有积极影响。性能卓越的炸药，如乳化炸药，其爆速高达 5^～6km/s ，赋予施工过程强大的破碎效能，并且燃烧过程稳定，有效降低未燃药剂对周边环境的污染程度。设备性能与钻孔速度共同决定了钻爆作业的效率，其中液压凿岩机作为钻孔作业的主力工具，在普通岩石中的钻孔速度可达到每分钟 2^～4m ，而在硬质花岗岩中的钻孔速度则约为每分钟 1^～2m 。非电起爆系统被现代钻爆技术采纳，借助电子延时技术，成功将起爆精度锁定在微秒量级，显著提升了爆破作业的同步性与破碎的均匀度。

2.3 土石方运输技术

（1）运输方式选择。土石方运输方式主要有公路运输、铁路运输、带式输送机运输和混合运输等。公路运输具有灵活性高、适应性强的特点，可直接将土石方运至施工现场，适用于短距离运输。自卸汽车是公路运输的主要工具，其载重量根据工程需求选择，一般在 10-35t 之间。铁路运输适合长距离、大运量的土石方运输，具有运输成本低、运输量大的优势，但对线路要求较高，需建设专门的铁路线。带式输送机运输结构简单、运行连续，不受地形限制，常用于短程运输和散体材料的装卸堆存，也可与其他运输方式配合使用。在一些大型水利水电工程中，常采用混合运输方式，充分发挥各种运输方式的优势。如在大坝施工中，先用自卸汽车将土石方从料场运至带式输送机起点，再通过带式输送机将土石方运至坝体填筑部位，提高运输效率。（2）运输设备配置。合理配置运输设备是保证土石方运输效率的关键。在选择运输设备时，需考虑土石方开挖量、运输距离、地形条件等因素。对于公路运输，要根据运输强度和运距选择合适吨位的自卸汽车，并保证车辆数量满足施工要求。

2.4 水利水电工程中土石方施工技术难点的应对措施

面对复杂的地质状况，施工前期必须实施详尽的地质勘探与风险评价，借助地质雷达、钻探以及三维模型构建等多种技术手段，力求精确锁定不良地质区域和潜在风险点。施工设计阶段，实施分区优化，对地质条件差异下的施工措施实施有针对性的改良。在针对破碎岩层的开挖作业中，实施锚杆与钢筋网联合支护技术，此技术旨在防止岩体发生松动；进行软弱地基填筑作业时，引入土工格栅或增设加筋垫层，能够有效增强地基的承载能力。

2.5 优化土石方开挖方案

在土石方开挖操作开展期间，优化开挖方案是保障工程进度与安全的关键，基于边坡稳定控制的要求，土石方开挖方案的优化需兼顾工程进度与施工成本，同样要充分顾及地质条件、边坡稳定性以及环境影响，优化方案的核心任务是降低边坡失稳风险与施工中的不确定状况。依靠细致的地质勘探，审定土质类型、地下水位、岩层分布等内容，抉择恰当的开挖方式与支护结构，针对土质表现为松软且水文条件不好的区域，采取分层开凿与分段支护的做法，能切实降低开挖面暴露的时间，进而让边坡崩塌的风险下降。借助优化开挖顺序与开挖角度，可以降低边坡产生滑移的几率，在某水利工程开展时，借助调整开挖顺序，令上层土石方率先开展开挖，缓解下层土体的负荷，最终实际降低了边坡出现滑移的风险，就特别危险的区域而言，可以凭借引入实时监测技术，实时采集土体变形数据，及时修订施工方案，维护边坡的稳定性。

结语

本文针对水利工程施工当中的土石方开挖和边坡稳定控制问题开展研究，给出了契合不同施工环境状态的稳定性分析方式及有效管控办法，研究结果说明，妥当的技术手段及优质化的施工方案可有效增强边坡稳定性，降低施工阶段的安全隐患系数，为水利工程建设供给了重要的技术引导，伴随施工技术与理论研究日益发展，土石方开挖及边坡稳定控制的方案会呈现更科学高效的状态。

参考文献：

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