中型水库建设中土石坝施工管理与自动化观测方式研究

申江莉

摘 要：明确水利施工工程作为民生工程的重要性，在进行水库建设尤其是中型水库建设中，土石坝的整体施工是工程的核心之一，对其进行有效的施工管理和自动化观测，可以提高其整体施工质量。对此以新疆某水库土石坝为例，详细研究了中型水库中土石坝施工工程管理和自动化观测有关内容，包括造孔施工管理、混凝土拌合物质量管理、浇筑过程控制管理等，保证工程质量及效率。

关键词：中型水库 施工管理 自动化

1.工程概况

某水库总库容5234万m3，控制灌溉面积36.05万亩，为Ⅲ等中型工程。最大壩高59.6m，坝顶长度607m，为砂砾石沥青混凝土心墙坝，控制下游灌溉面积39.9万亩，是一座以灌溉为主的中型水库。该工程的建设可解决沿河14.4万亩耕地及草场的灌溉用水及260户牧民定居问题，同时为下游25万亩饲草料基地的开发建设及2万多人的牧民定居提供可靠的水源保障，是灌区开发建设的必要条件。

主要建筑物大坝、溢洪洞、泄洪洞、引水发电洞进口为3级建筑物，库区永久道路等次要建筑物为4级，临时建筑物为5级。本工程主要建设内容包括拦河大坝、溢洪洞和泄洪（放空）洞等建筑物，拦河坝为沥青砼心墙砂砾石坝，最大坝高59.6m，坝线长607m，坝顶宽8m，溢洪洞布置于左岸，利用导流洞改建为“龙抬头”开敞式溢洪道，由引渠段、闸室段、洞身泄槽段（包括龙抬头段与导流洞共用段）、出口明渠段和消能段等组成。泄洪（放空）洞布置在左岸溢洪洞右侧，上游段为压力圆洞，洞长28.22m，洞径2.75m。

2.土石坝施工管理

2.1造孔施工管理

在钻孔打孔施工过程中，首先确定造孔位置，并对其进行明确的标记。造孔活动绝对不可以盲目进行，因为一旦孔位出现偏差，会影响整个石坝的合理性。在造孔施工过程中，因为施工工程地质条件的差异，很容易导致不同施工问题。最常见的就是土石坝塌孔现象。在造孔施工中，一旦出现大面积的塌孔现象，基本可以断定土石坝孔深没有达到相关建筑设计要求。因此在进行造孔施工管理中，必须要对已经完成的孔位进行深性判断，如果发现有孔深不足的现象，就需要使用高密度粘土进行造孔回填，然后重新进行造孔钻孔。成孔施工工程完毕后，可以使用混凝土进行有效浇筑，交出过程中，需要仔细观测孔槽内的水泥浆面。一旦发现塌孔，肯定会凸显浆位升高或者冒泡的情况。当出现上述两类情况时，需要立刻停止造孔施工工作，进行高针对性判断，发觉是否出现真实的塌孔情况，有效控制成孔质量。在造孔施工中，除了孔位问题，还需要格外注意孔斜率是否可以满足孔位要求。监理人员需要随时进行过孔斜率检查。通常来说，在土石坝设计中，控制槽孔两端的主孔孔斜率，需要小于3%，而其他槽孔的孔斜率，则需要小于4%。在实际施工过程中，一但发现地质中出现岩层或者较为坚硬的岩石块，则需要进一步提高孔斜率，确保其小于6%。为了保证孔斜率施工要求，一但发现孔斜率超标问题，需要进行及时的纠偏。纠偏方法如图1。

在完成施工造孔后，有关施工管理单位需要与建设方一起，对土石坝的嵌深进行确定，终孔深度需要根据当前的导孔勘探成果进行过数据确认，最终实际孔深需要进行多方向鉴定。在完成成空鉴定后，有关管理人员需要对参数合格的孔位进行清洗操作，洗后一个小时，有关监理技术人员需要对其进行参数检测，具体参数包括孔深、二期孔槽清洗的残留物，孔底淤积程度、孔底淤积的厚度、泥沙浆密度以及年度等等。管理人员需要严格对比参数，确保参数满足设计要求。此外在进行墙内如埋管下管过程中，监理人员需要全程进行监控管理，保证预埋管的深度和质量。

2.2混凝土拌合物质量管理

首先必须进行合理的混凝土搅拌，搅拌实际比例需要根据工程单位设计要求，进行针对性设计。确定石坝混凝土拌合比例以后，需要将详细的参数表上交到专业的管理部门进行比例确认。此外在混凝土拌合过程中，施工单位需要严格按照过审后的拌合设计比例进行配料。尽量降低拌合误差，减少混凝土用料问题。石坝混凝土进行拌合生产时，有关管理单位必须要严格检查所有拌合物原材料的相关证明文件，只有证件齐全且所有的拌合物和质量检测结果，均需要满足其工程批准要求。有关管理单位需要根据有关规定，对原材料进行随机抽查，保证施工材料的质量要求。

2.3浇筑过程控制管理

在进行开仓准备以前，有关管理人员需要严格检查工程设备，以及详细的施工人员配置情况。此外对土石坝防渗槽口是否已经完全处在盖板之下进行确认，保证槽口之间没有明显的混凝土料、废渣以及废泥浆。浇筑过程中，需要对混凝土料进行管理检查，利用搅拌车将混凝土输送到竖井的下料口后，所有的混凝土料均需要通过竖井槽口进入到指定区域。一旦出现不合格的混凝土料竖井和槽口，很容易影响混凝土料的输出速度，进而会影响施工质量。所有关管理人员一旦发现进料过程中出现不合格的料口或者槽口，应该立刻废除槽口，重新遴选和制备新的槽口。现阶段的土石坝施工浇筑，一般采用水下直升导管法，所以需要对导管的密封性和承压进行检查。导管密封承压会直接影响混凝土的浇筑质量，所以在实际施工过程中，有关管理人员需要对导管密封承压进行大规模测试，如果发现导管堵塞或者其他不合格现象，需要立刻督促施工单位进行更换。为了保证混凝土可以保证上升的连续性和均匀性，管理人员需要对浇筑过程进行全程监督和控制。

3.土石坝施工自动化观测

3.1施工准备观测

为保证施工质量，保证土石坝施工的顺利进行。基于当前土石坝的实际工程特点，需要严格控制施工周期，按照施工方案对施工的各阶段进行优化控制管理，同时对施工干扰因素进行自动化观测分析以及问题排除。因为土石坝的施工材料一般会选择最近的材料集散地，所以施工料场需要进行科学设计，保证工程运输最短，确保工程造价。施工原料的矢量和运输费用均是料场观测的重要权重。因此必须对现场进行勘探观测，保证料场可以进行大规模开采，为工程材料供应提供有力的保证。此外，还需要对施工现场道路的设计和规划进行有效性感测，督促有关施工单位加强道路运输和维护管理，保证施工材料以及相关设备可以有效顺利的顺送到施工现场。

3.2施工操作观测

操作过程中，对土石坝的防渗涂料压实方向，需要进行严格控制检测，防止发生因为坝轴线不平造成的石坝压漏现象。观测部门可以采用震动碾压观测法，对土石坝压实程度进行观测额，注意碾压机在行进过程中，每行的重叠宽度需要控制在25厘米到35厘米之间，避免出现漏压情况。以此同时，在整体压实过程中，观测部门需要严格按照土石坝相关施工标准，结合坝基结合面部位的实际面积，确定填土覆盖面积。对于不同的地基，需要采用不同的施工观测手段，重点观测坝基土质，一切环节均需要按照相关参数进行，采取防渗土料的碾压参数，进行抛毛和压实工作。

4.结束语

土石坝施工管理和自动化观测工作是一项复杂且具体的系统性工作。在施工前需要采用专业仪器，对其进行严格的勘测和分析，时刻做好现场监督和自动化观测工作，确定坝料的配比控制，保证坝体可以填充密实。避免随着时间变长，坝体发生沉降现象。在碾压的过程中，可以采用中型碾压机，从科学的角度进行全面、均匀、缓慢的碾压，减小孔隙率，提高压实密度。保证资源的最大化利用，提高土石坝的最终工程质量，实现施工企业和使用用户的双方满意。

参考文献：

[1]龚春龙，熊寻安，张伟，等.基于GNSS实时监测的土石坝表面变形时序分析[J].人民黄河，2017，39（8）：124-128.

[2]程都.基坑施工过程中对既有地铁隧道的自动化监测研究[J].现代城市轨道交通，2017，8（8）：44-46.