水利水电工程中土石坝施工技术探讨

2011-08-15薛新利

科技传播 2011年20期

关键词：土料石坝坝体

薛新利

葛洲坝新疆工程局（有限公司），新疆乌鲁木齐 830049

水利水电工程中土石坝施工技术探讨

薛新利

葛洲坝新疆工程局（有限公司），新疆乌鲁木齐 830049

本文首先对于水利水电工程中土石坝工程的优点和缺点进行了简要的分析，继而对于土石坝的施工技术进行了探讨，主要从材料的布置以及季节性调整、土石料的加工、运输以及填筑过程中的技术分析等角度来进行了探讨。

水利水电；土石坝；施工

土石坝指的是利用当地的土料和石料或者混合料等，在经过了抛填和碾压等方法之后堆筑成的一种挡水坝。如果坝体的材料主要是土和砂砾石为主的时候，就将其称为堆石坝，如果两类材料都占有相当的比例的时候，就将其称之为土石混合坝。土石坝的优点就是可以就地取材，对于坝基的地质条件等要求并不是很高，并且结构简单，同时易于施工等。现在随着大型机器的运用以及坝体的防渗技术的改进，在施工中用到的人数正在减少，施工工期也在进一步缩短等，这些都明显的降低了施工的成本费用等。

1 土石坝的优点和缺点分析

首先分析一下土石坝的优点。第一就是能够实现就地取材，节省钢材和水泥等材料，这样就可以减少在建筑坝体的过程中远途运输所耗费的人力和物力。第二就是结构较为简单，在维修以及扩建的时候非常的便利。第三就是由于坝身本身是是散粒体的结构，因为其有良好的性能可以适应变形，所以其对于地基的要求是较低的。第四就是其施工中的技术较为简单并且工序较少。

土石坝也具有一定的缺点，由于土石坝的坝顶不能溢洪，所以一般来说都需要另外设置溢洪道；第二就是施工导流并不如硂坝或者浆砌石方便；第三就是粘性土料会受气候的影响较大；第四就是沉陷以及不均匀沉陷较大。

2 土石坝施工技术的探讨

2.1 材料的布置

材料的合理规划以及使用会影响到坝体的施工质量以及工程投资等，并且还可能会影响到整个工程的环境以及其他部门的正常运行情况。所以说施工前就应该从时间安排以及空间布局等几个方面来进行全面系统的规划。

首先是对于时间的安排，在这个过程中主要考虑的就是施工的强度跟坝体的建筑部位可能会发生的变化；其次就是要对空间进行合理的规划要对材料的位置以及高程等进行合理的选择和布置；其次就是对于施工现场质和量的规划，应该要对地址的现状以及形成因素等进行合理的检查测验等。不仅应该要让材料场的总体储量要满足整个坝体的要求，还应该要让施工的各个阶段都能适应起这个强度。要做到充分的利用材料，不管是永久性的还是临时性的。

同时，还应该掌握当地的地质以及水文等气象资料，要对施工工程的季节性做好控制。土石坝对于水文气象等因素极为敏感，子啊雨季的时候，如果含水量大的话就会直接的制约到坝体填筑等。对于度汛期的工程建设，就应该要特别的编制更具针对性的施工方案。尤其是在我国北方地区，由于冬天温度过低，所以很多河流会有结冰期，那么对于冻结土层的开挖和灌浆等就会有不利的影响。

2.2 土石料的加工

对于进行了表面和不合格材料的清楚之后的上山料场的土料，都可以上坝进行建筑。可是因为粘土的颗粒较小并且其表面积较大，所以亲水性较强，水对于土料工程的性能会产生非常大的影响。并且填筑压实都有一个最佳的状态和最有含水量的问题，所以说就要严格的控制土料的含水量，在必要的时候就要按照规范来调节处理水分，要保证在填筑压实的时候能够让含水率保持在2%的水平。

在对含水量进行调整的时候，主要可以从以下两个角度来进行。首先是要有效的降低土料的含水量，主要的方法是自然蒸发以及烘烤和晒干等；其次就是如果想要能够提高含水量的话，有效的方法有在料场和料堆加水，或者是在挖掘以及运输的过程中加水。沙砾质土料中的超径石不多的时候，经常会用到装耙的推土机在料场中先进行清除，当较多的时候就可以用到料斗等其他的简单的工具来进行筛选筛除等。或者还可以采用从高坡进行下料等方式来进行。

2.3 土石料的运输等

在土石坝的施工过程中，从料场开挖开始到运输等一整个环节的各个工序，都可以由一个互相配套的程序来机械性的完成。这样就可以形成一个完整的施工流程，也就是综合性的机械化施工流程。尤其是对于那些大型的土石坝工程中实现综合机械化的施工，就可以更好的提高施工水平和技术，有效的提高土石坝工程的建设速度。

2.4 填筑施工过程中的技术分析

首先是土石坝的坝面施工程序主要包括了铺料、洒水和压实以及质检等几个阶段。坝面的工作由于工作面较为狭窄以及工种和工序、机械设备都较多，所以在施工的时候就要考虑到要妥善的安排组织和规划。为了避免在坝面的施工中出现人为的干扰等而延误施工的进度，就要采用流水的作业施工。流水作业施工组织应该要先按照施工的工序来对坝面进行分段，然后再组织相应的施工队来进行工作。

其次就是在施工中一般来说都是采用平起填筑施工的方法。这种方法的好处就是可以有效的减少接缝、削坡等工序，有效的保证了填筑质量；第二就是保证了有尽可能大的碓石的填筑面，这样有利于大型的机械进行施工；第三就是有利于在继续填筑的时候布置到防渗区的道路中；有利于减少料届的偏差以及相邻料的平起填筑的时候的跨缝碾压等。

第三，就是要在土石坝进行分层强夯填筑的时候，要严格的控制每一层土石的厚度，要保证其在10m～20m之间。同时还要采用较大能量的夯机动力来进行玉雅，这样能够提高土石料的密度并且能够消除变形等。在分层铺筑夯实的过程之中，在夯击之后要在土石层中进行新的填筑，然后再进行夯击，一直到坝体达到了我们所需要的高度。在这个过程中要控制每一层的土石的填筑厚度以及在夯击时的能量，这样才能够让坝体的密度和强度等都能得到显著的提高，并且可以大大的降低工程量以及造价等。

2.5 结合部位施工

在土石坝的施工过程中，坝体的防渗土料等都不可避免的跟周围的地基以及岸坡等相结合，并且因为施工的导流和方法以及分层填筑等还一定要设置一个纵横向的接坡和接缝。所以说这些结合部位都是会影响到整个坝体的整体性以及质量，并且这也是一个施工中的较为薄弱的环节，处理的工序非常的复杂，对于施工的技术要求非常的高，并且因为其中手工操作较多且不易控制质量等。因为接坡以及接缝如果过多的话，还会对整个坝体的填筑强度产生影响，尤其是影响到机械化的施工。所以说对于坝体的结合部位的施工，一定要采取合理并且可靠的技术措施，同时还要加强对质量的控制和管理，一定要确保坝体的质量能够符合预先的设计要求。

2.6 反滤层的施工

对于反滤层的填筑方法，基本上可以分为削坡体和挡板法以及沙松坡接触平起法等三类。沙松坡接触平起法可以更为适应机械化的施工，填筑强度较高，可以做到防渗体和反滤料以及坝壳料平起的填筑。按照防渗土料以及反滤层填筑的次序以及搭接形式上的不同，可以将其分为先土后沙和先砂后土两种方法。无论是哪一种方法，在土和砂之间一定会出现找一张犬牙交错的现象。在反滤层的厚度上的设计，就不能够在犬牙的厚度之内，并且不可以过度的削弱防渗体的有效的断面。