水利施工中土石坝施工技术研究

张传鑫 常明昊 王永永

【摘要】经济的发展，城市化进程的加快，促进水利工程建设项目的增多。在水利工程建设过程，通过有效的开展土石坝坝体施工技术研究，利于全面提高水利工程施工水平。新时期，水利工程土石坝坝体施工技术不断发展，在有效的开展施工研究过程，应该结合具体工程实际，科学的引入更加高效的技术措施，从而才能有效的保证施工建设质量。本文就水利施工中土石坝施工技术展开探讨。

【关键词】水利工程;土石坝;施工技术

在城镇化发展背景下，水利工程项目增多，土石坝施工技术为水利施工中常用的坝体施工技术，其施工质量直接关系到水利工程作用的发挥。就此，施工单位应明确土石坝施工流程，掌握施工技术要点，做好人员组织与材料设备管理工作，方可发挥土石坝施工技术优势。

1、水利工程中土石坝的概念

针对土石坝而言，混合土料、石料与混合料，通过碾压操作等，建立起挡水坝。对于坝体而言，所应用的主要材料是其性质的决定性因素，利用土料以及砂砾建造成土坝。如果主要应用石料这一种材料，那么建造成的石坝，但是将土料和石料混为一体而建造成的是土石坝。近些年土石坝技术飞速发展，广泛应用于水利水电施工中，并取得良好成果。在建造土石坝的过程中，主要应用两种材料，一种是土粒，另一种是砂石，我国地大物博，资源非常丰富，在工程建设过程中，通过实施各项作业，主要包括灌注以及抛填等，以此混合土料与石料，从而形成最佳挡水形状，应用水利坝体挡水工程。在长年实践的基础上，持续改善施工技术以及设计方案，并加大创新力度。

2、水利施工中土石坝施工技术特点

在水利施工中，应用的土石坝类型较多。根据坝高，土石坝划分为低坝（高度<30m）、中坝（高度在30-70m之间）、高坝（高度>70m）;根据原材料，土石坝划分为均质坝（原料为均一土料）、非土料防渗体坝（原料为透水性高的土料和透水性低的粘土）、土质防渗体分区坝（原料为混凝土等人工材料）;根据施工技术，土石坝划分为碾压式土石坝（碾压填筑施工而成）、定向爆破堆石坝（定向爆破技术）、冲填式土石坝（冲击填筑而成）。基于土石坝的施工原理及不同类型，在水利施工中表现出如下优势：（1）成本低，土石坝就地取材，需要采购的钢筋、水泥等材料较少，材料采购、运输成本显著减少;（2）结构简单，和其他坝体相比，土石坝的结构简单，便于后续改建;（3）施工便捷，基于土石坝的简单结构，施工工序较少，机械化水平较高，有助于施工效率的提升;（4）适应性强，土石坝的坝身由土石散粒体组成，适用于不同地基。

3、坝体施工风险

坝体施工风险主要指：坝体填筑及附属工程施工风险。包括：铺料厚度控制风险;碾压参数控制风险;填筑层结合部位处理风险;边界控制风险;附属工程施工风险。其中：铺料厚度控制风险主要指：坝体填筑铺料厚度不符合要求。碾压参数控制风险主要指：坝体填筑碾压遍数、含水率、密实度不符合要求。填筑层结合部位处理风险主要指：坝体填筑层结合部位的压实方法及施工质量不合格。边界控制风险主要指：填筑边界范围、坡度不符合要求。

4、水利施工中土石坝施工技术要点

4.1填筑施作

在填筑作业过程中，第一步需要合理划分填筑坝面，使其成为诸多不同工作面，而且应该确保各工作面平行于坝轴线，同时合理控制平面尺寸，方便机械施工。当填筑坝面时，一定要严格遵守相关流程，防止漏压以及过压，确保压实达标，基于此填筑新料。（1）填料铺筑。在卸料过程中，通常利用自卸汽车进占方式，也就是在平整度达标的松土层，由汽车卸料，在此基础上充分应用推土机，以设计厚度为依据，前进占平料。第一在填料铺筑过程中，需要确保施工平行于坝轴线，将卸料、填平与检查集为一体，在保证铺筑厚度平整均匀的同时，合理设置上游坡度，即1%至2%，以粒径大于正常标准的石料为对象，一定要将其打碎，清除所有杂物。然后，在防渗体中，当开展铺料作业的时候，为防止自卸汽车严重影响压实土层，导致其剪力下降，往往应用进占法完成倒退铺料。除此之外，通过反滤层，当自卸汽车到达防渗体进行铺筑的时候，非常容易带来反滤料，导致防渗土料存在杂质，由此降低防渗质量，所以需要安装专门应用的“路口”，不仅可以以避免填料混合，以此维护坝体质量，还可以统一解决“路口”位置质量问题。另外，在铺筑全过程中，当卸料的时候，可以应用带式运输机，也可以应用自卸汽车，在此基础上以设计厚度为依据，使用推土机完成平料，在填铺结束后需保证坝面起伏均匀，避免积水现象发生。（2）填料加水。部分黏性土料具有较低含水量，对此，如果含水量过低，需要在填筑之前的一天至两天完成加水作业。但是以非黏性填料为对象，在运输过程中为防止失水，应该选择坝面位置适当加水，而且需要做到少加、勤加以及匀加，由此确保压实质量。除此之外，为保证不同填筑层密切联系，在正式填筑之前，需要以上层填筑面为对象，利用洒水车完成洒水工作，使其湿润度处于合理范围中，在碾压过程中，如果应用光轮振动碾，在进行下层铺料填筑之前，需要为上层铺面刨毛，并确保其深度不小于五厘米。

4.2土石坝压实施工

在填筑施工完成后，需进行压实施工，通常选择夯机动力预压技术，提高土石坝的密度，避免土石坝出现变形。基于坝体的分层填筑工艺，施工单位应进行分层夯实，确保每层填筑土石料的密实度满足施工要求，减少坝体沉降，提高土石坝施工质量。为保障土石坝压实度满足工程要求，施工单位应在施工期间进行实时监测，在每层填筑土石料压实施工完成后，监测其压实度，确保其符合要求后，方可进行下一层填筑，保障施工技术水平，提高土石坝施工质量。在压实施工完成后，应结合设计要求验证坝体各项参数是否符合要求。对于坝坡而言，通常设计为三级变坡，上游坝坡的坡度分别为1：3、1：3.25、1：3.5，下游坝坡的坡度分别为1：2.5、1：2.75、1：3;对于坝顶宽度而言，要求中低坝的最小宽度>5m;对于坝顶高程而言，应结合设计数值与校核数值进行验证。例如，对于设计静水位363.2m，校核364.81m，设计防浪墙顶高程366.19m，校核366.38m的土石坝，其坝顶高程应控制在365.18m。

4.3混凝土防渗墙施工

混凝土防渗墙需要用到专门的造孔机械设备，在操作过程中，需要不断地在松散、透水的地基上造孔，以泥浆固壁，在泥浆下向孔内灌注混凝土，从而得到一整道直立且连续的防渗墙，以充分发挥拦截坝体与坝基渗漏的重要作用。就目前而言，该项技术不断趋于成熟，在砂层、淤泥层等多个领域都取得了一定的成果。混凝土防渗墙主要应用于地形复杂的基础防渗，同时在土石坝的坝身防渗等工作中也可以起到一定的作用，具备工艺先进化水平高、施工效率高、成墙效果直观、适应范围广、防渗效果显著以及节省成本等显著优势，在实际的施工过程中，需要对接缝质量等细节问题引起足够的重视。

结语：

综上所述，土石坝施工具有成本低、结构简单、施工便捷、适应性强等优势。在水利施工中，施工单位应做好料场规划，规范土石料的开发与运输，合理处理坝基与岸坡，规范坝体填筑施工与土石坝压实施工，保障土石坝施工质量，提高水利工程整体效益。

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