水利水电工程中的土石坝施工技术研究

刘振家

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引言

土石坝的坝身是土石散粒体结构，有适应变形的良好性能，因此对地基的要求较低，在众多地区都有着广泛的应用前景。结合水利土石坝工程筑坝施工的工艺特点，可以从筑坝工艺的各环节出发进行质量控制，不断提高水利土石坝建设的质量，满足使用要求[1]。

1 水利水电工程中的土石坝施工技术的优点

在土石坝施工过程中，施工的材料基本都是选择当地的材料，和混凝土施工进行对比，不仅节省了大量的施工材料，同时也降低了施工成本。另外，就地取材，还防止了施工中浪费材料以及运输过程的施工成本，是目前水利水电工程中最为经济的一项施工技术。土石坝施工技术中包含很多内容，其中有材料的采集、坝基的处理以及石料固定等，实际的操作过程中没有难度和精度高的作业，同时材料都是就地取材的方式，都是施工设计人员可以完全地掌握。为此，和其他的施工技术进行比较，应用土石坝施工中，作为施工单位不需要有专业的技术性人才，可以控制施工中的人工成本。分析土石坝施工技术，主要是通过石料和土料进行堆积形成，不仅结构上简单，同时内部受力也较为均匀。如果后期因为工程需求以及环境上带来的变化，仅仅可以将结构向上调整，确保了土石坝施工的质量。另外，如果工程要进行调整，破坏局部的坝体，也不会影响整个坝体的稳定性[2]。

2 水利水电工程中的土石坝施工技术应用

2.1 土石坝施工中料场物料

土石坝施工过程中，料场的选择需要全方面考虑，料场的设置最好选择在作业现场的附近，具体的物料位置要按照规定和标准，综合性地分析。第一，要分析材料的性能。土石坝建设施工技术比较简单，但是会受到不同的环境的影响，选择的材料要按照具体的施工的要求，区分土石坝。例如，在径流较小地区，就可以应用比较简单的防水坝体，其中可以选择沙粒和土壤结合的方式；但是对于洪水暴发频繁的地区，要想确保整个坝体的安全和稳定性，就需要在材料中加入适量的石料。第二，因为会受到气候和季节的影响，材料的使用上也会有差异。为此，对于料场的选择要充分地考虑施工环境，同时要制定出合理地用料防范。对于料场的空间选择也同样需要重视。料场的空间要从以下几个方面入手。①选择料场，要确保不会给四周的建筑物带来影响。通常情况下建筑物的外轮廓在300m外，目的是防止取土中会给建筑物的地基，尤其是防水造成影响。另外，材料开挖中，要使用爆破的方式，如果四周有居民，妥善安排好居民。②选择料场，要考虑到材料的运输的便利性。不仅要符合距离上的要求，同时料场要比施工现场更大更平整，主要是防止材料在运输中出现颠簸，或者是陡坡给运输工作带来难度，防止发生后翻斗等问题，还能确保施工的安全。要想确保施工的整体效率，不仅要设置主料场地，还需要有辅料场地，地点的选择要在上下游地区，因为坝体的施工不同会出现上升，防止施工内部会出现互相干扰。另外，料场的数量和质量需要进行合理地规划。其中料场的质量，主要是材料的采集工作。料场选择之前，首先要进行前期的勘察，勘探主要有地质的情况、埋藏的深度等方面，确保主料场的材料采集工作正常的开展，同时材料采集中不能出现大范围的地质扰动行为，确保施工的安全和施工效率。另外，要分析材料的物力性质，其中有石料的成分，土壤材料的含水量以及渗透系数等方面，确保材料采集的质量，符合施工要求。除此之外，要重视主料场的储藏量。要有应对突发事件的能力，和辅料场地进行对比，主料场的储量要高出两倍。在选择中，主料场要防止坝体的水位上升出现淹没等情况，满足施工的需求[3]。

2.2 运输与挖掘

土石料肠内开展挖掘工作过程中，需要借助施工机械设备进行，依据建设区域的地质环境特征和土石料分布情况，合理选择挖掘方式。运输方式以自卸自走的运输方式为主，也可通过胶带机土石料运输，以将土石料向水利水电建设的位置运送。进行土石料挖掘过程中，可采用平面挖掘和立体挖掘两种方式进行，可从施工实际情况出发进行挖掘方式的选择，也可以结合两种形式进行土石料的挖掘，从施工过程中的土石料需求量和土石料分布状况，优化机械设备型号的选择。

2.3 压实阶段

土石料压实工作必须依据先进的施工机械设备进行，以保障土石料能够被碾碎和压实，分析土石料颗粒粒径的大小、空隙比和密实度，从其物理性质上分析土石坝建设的具体方式。土石料压实过程中，必须对其内部荷载力和防渗能力进行整合，采取对应措施促进物理学性能的提升，若是土石料的含水量较高，则土石料的施工难度也会随之增加，这就需要优先进行挖掘设备的选择，采用含水量较低的土石料进行干预[4]。

2.4 筑坝阶段

施工人员在筑坝的过程中，必须合理选择卸料方式进行干预，将土石料采取压实措施进行处理，将运输后的土石料合理卸载和堆放，依靠施工机械设备和推土机进行压实处理，在进行推土机的操作以后，可利用施工机械设备，对土石料进行摊铺。施工人员必须采用施工机械设备进行土石料的摊铺处理，反复进行土石料的碾压，以确保土石坝筑坝过程中，筑层的厚度、平整程度、密实程度合理，确保土石坝结构的稳定性，确保其防渗性能符合施工需求。在此建设过程中，由于土石坝的施工环境复杂程度较高，因此必须合理采用体系化、全面化的筑坝施工方案，可依靠流水线的方式进行土石坝的施工作业，为减少筑坝漏压的发生，可依靠流水线方式进行土石坝施工作业，合理选择机械设备进行重叠碾压施工，在退卸料以后，需要合理把控土石料的卸载情况，以均匀铺洒土石料，保障坝基施工的正常开展[5]。

2.5 防渗体结合面施作

2.5.1 防渗体与坝基结合面。坝基需要承受整个坝体自重及其他外加荷载，因此需要重视起坝基的施工质量，以便确保坝基的强度、稳定性、承载性等可以满足整个大坝的需要，并且保障整个水利土石坝可以安全运行，因此在防渗体与坝基的结合面施工中应该综合考量自然承载力、坝高、筑坝材料施工要素，一是需要调节土质坝基含水量，需要保证其表层含水量至施工含水量允许上限，然后用与防渗填料相同的压实系数予以碾压并填筑压实；二是在非黏性土坝基的施工上需要压实再铺土，用轻型碾压设备压实[6]。

2.5.2 防渗体与岸坡结合面。防渗体与岸坡结合面在施工中极易会形成渗水薄弱部位而出现渗水通道，还有可能引发“ 管涌”现象，这就需要重视起该结合面的施工质量。一是在施工之前清理好杂物污物，清除松动岩石，然后洒水湿润，再结合免除涂刷5cm厚度配制好的浓黏土浆或水泥浆砂，并且边涂刷边填筑边压实；二是要将施工于近岸坡处形成的便道时挖除，依照试验确定的松铺厚度逐层铺筑、压实。施工期间应该注意与岸坡结合位置宽1.5m～2.0m及边角位置不能使用羊角碾、夯板等进行碾压，防止原岸坡土基受到损坏。

2.5.3 防渗体与砼结合面。防渗体与砼结合面进行施工时要对称施作，防止出现侧向压力过大的问题，保证坝体安全性。除此以外，施工中用到的坝体砼结构成品的防护也至关重要，比如使用小型机具进行施工，或者是利用人工摆砌，确保孔隙率达标。除此以外，为了保证结合面的紧密结合还可以预留钢筋并浇筑砼[7]。

3 结束语

土石坝施工技术属于我国水利水电工程施工建设中的主要技术，对工程施工质量产生着不同程度的影响，必须从土石坝施工的整体情况出发，明确土石坝技术在规划阶段、运输和挖掘阶段、压实阶段及筑坝阶段的施工要点，明确具体的施工流程和施工方式，规避施工过程中可能发生的问题，把握工程建设的整体工序和流程，提升土石坝技术的压实程度，优化防渗漏措施处理，以不断促进土石坝施工质量的提升。