水利工程建设中土石坝技术的运用及质量管控研究

2016-05-19韩晓玮新疆额敏县水利管理总站

河南水利与南水北调 2016年3期

□韩晓玮（新疆额敏县水利管理总站）

□韩晓玮（新疆额敏县水利管理总站）

摘要：水利工程属于保障人们安全稳定生产与生活的基础性设施，土石坝属于水利工程的重要形式，土石坝施工就地取材，施工便捷，整体结构简单，原材料投资成本低，且能够满足水利工程运行的可靠性与安全性等要求。结合某土石坝工程，对水利工程建设中土石坝技术应用与质量管理控制措施进行探究。实践证明，只有切实优化土石坝施工技术，科学管理与控制施工工艺，可保障水利工程运行的整体效益。

关键词：水利工程；土石坝；施工技术；质量管控

0　引言

水利工程承担着地表水与地下水的调配任务，是水资源合理应用的重视举措，是保障人们稳定生产与生活的基础性设施。随着时代发展，水利工程建设技术不断变革，土石坝水利工程具备较为突出的优势，如就地取材，所消耗的水泥量与钢筋量等较少，结构简单，具备良好性能且对地基质量要求较低，因为这些优势土石坝施工技术在水利工程中应用较为广泛。结合水利工程案例，对土石坝技术运用与质量控制措施进行探究，以保障水利工程运行的长期性与安全可靠性。

1　水利工程概况

某水利工程为水库大坝工程，设计坝高为48 m，坝顶长度为240 m，宽度设计为8 m，水库大坝正常水位设计为100 m，校核洪水位设计为103 m，该水库大坝为二级建筑。水库大坝两岸基岩为石英砂岩，河床基岩良好，河床砂砾覆盖厚度平均为1.50 m，坝址上下游河滩存在着大量砂砾料。考虑水库大坝运行要求与综合效益，决定运用土石坝技术，就近取材，在确保土石坝施工质量的同时，降低水利工程整体投资。

2　水利工程建设中土石坝施工技术及其要点分析

2.1料场规划

料场规划属于土石坝施工的关键技术之一，以料场规划与应用为中心，料场规划直接关系着坝体施工的整体质量与水平，关系着坝体建设成本与建设周期，还可能会对附近的农林业生产构成一定影响。为此，在进行水利工程建设之前，需要依据水利工程设计方案，综合考虑施工组织设计，在进行各类料场勘探的基础上进行整体规划，并合理编制开采计划。依据料场规划推动料场有计划有次序的开采，确保开采活动能够满足坝体实际施工的要求。针对含水量低的料场，应选择在雨季应用，针对含水量较高的料场，可以在夏季高温环境下应用。在坝体建设进度快施工强度高的情况下，可以就近选择料场，当施工进度慢强度低时，则可以选择远处料场进行物料供应。为确保重车下坡安全，需要对料场高程进行科学控制，做好相应部位填筑工作。强化料场材料质量检测，以保障土石坝施工质量。

2.2土料加工与运输

一般而言，新开采土料具备较高的含水量，而水利工程坝体填筑对土料含水率有着一定要求。在填筑压实作业时，土料含水率应尽量控制在最优含水量2%左右。在坝体工程施工中，土料均取自河滩地与台地，土料实际含水量较高，为此，需要采取措施进行土料加工。具体土料加工工序有翻晒、自然蒸发与掺料等，以降低土料含水率，确保其能够满足填筑料的施工标准要求。此外，在坝体填筑之前还应将土料中所含有的超径石进行剔除。考虑到河滩地与台地土料中存在的超径石数量较少，在实际操作中选择在料场中应用装耙堆土机进行超径石剔除作业，如存在遗漏现象，则在坝体填筑平整作业时予以清除。为满足土石坝施工需求，需要科学控制土石料运输流程。在本工程中，就近取用水下砂砾，其平均运距控制为3.50 km，采用水上砂砾，平均运距则为5.50 km，选择自卸汽车运输方式，以满足土石坝施工现实需要。

2.3土石坝填筑施工技术分析

土石坝填筑施工技术属于土石坝施工的关键技术，其施工效果直接关系着坝体整体水平与质量，对坝体设计指标实现存在着重要影响。土石坝填筑施工技术主要包括3个内容：第一，土石坝坝面作业。具体而言，土石坝坝面作业工序较多，如铺料、摊铺、洒水、压实与质检等。坝面作业受工作面宽度限制，为满足多工序与多机械设备同时作业，在施工过程中需要做好组织工作，避免坝面施工工序与工序之间产生感染，切实提高坝面施工进度。在本工程坝面施工中选择应用流水作业方式，依据施工工序合理规划坝面施工流程，明确坝面分段同步作业。第二，平起填筑施工。在土石坝施工过程中多会选择应用平起填筑施工技术，这种技术有助于降低接坡与接缝处理，对提高填筑质量有着较大帮助，且能够为大型机械施工提供便利。第三，分层强夯填筑技术。分层强夯填筑施工是土石坝施工的关键工艺，要求对每层土石填筑厚度进行严格控制，分层厚度多要求控制在10～20 m范围内。通过机械设备提供大能量夯击，能够将土石料变形问题消除并提高土石料密度。在本工程施工中，采取了分层铺筑分层夯实施工工艺，为实现坝体整体质量提供了良好基础。

此外，在土石坝技术运用中，还需要充分关注反滤层填筑工艺。当前，较为典型的反滤层填筑方法为挡板法、削坡法，沙松坡接触平起法。沙松坡接触平起法有助于采取机械化施工，可以实现保证坝体获取防渗性能。反滤层填筑方法有两种方式，即先砂后土或先土后砂。在工程施工中，为提高施工进度，并做好坝体边界控制工作，采取先砂后土填筑方式。

3　水利工程建设中土石坝施工质量管控策略分析

3.1强化土石坝施工现场管理

在进行土石坝施工过程中，需要合理分工并安排管理人员深入现场进行管控，确保施工组织方案合理性与科学性，强化施工工序控制，做好机械设备管理与维护工作，依据土石坝施工方案合理调配人力资源与物力资源。

3.2做好坝体地基处理工作

土石坝施工需要切实做好坝体地基夯实工作，确保地基能够满足坝体建设的需要，并要求坝体地基防渗性能与承载能力满足设计标准。地基处理是坝体填筑作业的首要环节，虽然土石坝施工对地基处理要求较为简单，但仍需要确保其地基能够具备足够承载力。如水利工程选择在覆盖层较深位置，则工程地基处理量相对较大，为确保地基处理效果，则可以选择固结灌浆、帷幕灌浆、防渗墙等进行综合处理以满足土石坝地基处理要求，为水利工程顺利实现提供基础。

3.3将坝面科学分区，确保填筑作业效率与质量

考虑到土石坝整体体型十分大，但坝面相对较窄，为坝面流水作业带来了一定困难。但可以通过合理分区科学调配，同步推进坝面施工工序。按照填筑需要做好防渗土料填筑与施工，依据坝面实际施工状况合理优化机械设备配置。依托机械化施工与流水作业，切实保障坝体施工整体质量。

3.4关注水文条件对水利工程建设的影响，合理安排施工工期

在水利工程建设过程中，需要充分认识到水文条件对土石坝施工存在着重要影响，科学分析当地的水文气象状况，依据季节及气候特征合理安排土石坝施工工期。在多雨季节，土石坝土料含水率相对较高，对土石坝填筑作业带来制约性影响，施工进度会相对较慢；如在气温较低的环境下，土料出现冻结现象，需要采取积极措施进行土料处理方可用于坝体填筑作业。此外，土石坝施工高峰期应争取在截留后第一个汛期到来之前完成，确保施工安全性。

从工程实践状况与运行质量上来看，水利工程应用土石坝施工技术，通过合理控制与工艺优化，在工期内顺利完工，施工过程管控良好，坝体性能指标满足了设计标准，保障了坝体质量。

4　结语

土石坝施工技术在运用中存在着较多优势，如取材方便，施工便捷，坝体结构简单，所需要消耗的钢筋材料与混凝土材料较少，且土石坝坝体具备良好的抗渗性能，能够满足水利工程的现实需要。结合某水库坝体工程，从料场规划、土料加工与运输与土石坝填筑施工技术对土石坝技术进行了分析。为实现土石坝施工质量，保障水利工程整体性能，还应采取切实有力的管控措施，如应强化土石坝施工现场管理、做好坝体地基处理工作，科学分区坝面并采取流水作业方式，关注水文条件对水利工程建设的影响，合理安排施工工期等。通过有效管控与科学组织，以实现土石坝施工技术的整体效益。

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（责任编辑：赵鑫）