水利工程土坝设计及施工技术分析

水利工程土坝设计及施工技术分析

贾真

奎屯农七师勘测设计研究院（有限公司）

摘要：由于土坝对各种地形的适应度较强，在水利工程中的应用也十分广泛，土坝的历史较为悠久，人们在施工和设计中也累计了丰富的经验。特别是在气候恶劣、工程地质条件复杂和高烈度地震的地区，经处理后均可筑坝。该文结合工程实际情况，探讨了水利工程土坝的设计与施工技术，明确了土石坝实际上是一种可取的坝型。文章针对水利工程土坝设计及施工技术分析进行了详细的阐述，内容仅供参考。

关键词：水利工程；土坝设计；施工技术；分析

导言

土坝适用于多种地势地貌，在水利工程中也获得了广泛的运用。土坝有着悠久的开展前史，人们已把握了非常丰富的规划与施工经历，尤其在自然条件恶劣、地势地貌杂乱及地震活动频频地区，采取合理办法处置后都可以进行土坝施工筑坝成型。

1土坝施工技术

1.1坝基处理

土坝坝基施工时应彻底地清理坝基部的腐殖土、弹簧土以及树根等杂物，以免坝体出现渗漏的情况。总而严之，在土坝施工前应对坝基进行有效的技术处置。

1.2土坝黏土料的选用与维护

在雨季到来前，应做好料场排水设备避免雨水或地下水影响土坝用料的物理性能进步土料的含水率，影响土坝整体质量和使用性能。在土坝用料的选择方面，应预留一部分备用料，贮量应集中并且要选择质地均匀的黏土料，保证土料贮量充足。同时还应研究和分析黏土料的物理特性。尽可能不使用耕地用土，同时也应考虑涂料运输以及开采的问题。在气候严寒地区施工时可以直接利用干枯的树枝或积雪等将土料覆盖，确保土料来年施工的正常使用。

1.3坝体施工技术

坝体施工时应选择无雨和少雨季节，如果降水过多致使土壤含量过大将严重影响和破坏土料的抗碱强度，使土壤层间出现光滑土层造成滑坡。并且如果土料含水率过大将无法碾压，所以在坝体施工时应严格控制土料含水率，防治土料含水率超标。应严格依据相关标准进行土坝施工设计，如施工现场存在弹簧土，则应彻底清除并采样试验。在筑坝施工时，应严格控制填土层的厚度。最后，应时刻关注天气情况，采取有效的防雨措施，避免在作业面上存有积水。

2工程影响因素及工作特点

在土坝施工过程中通常会出现渗流、冲刷、沉陷等影响。①渗流的影响，一般来说，土坝的坝身和坝基在一定程度下具有透水的现象，所以在土坝挡水工作之后，很容易产生坝身和地基渗流，并且在坝体和坝基的重合部分与混凝土的重合面产生集中渗流。给施工工作带来了一定的影响。为消除或者减轻渗流所带来的影响，可以采取适当的防渗排水设施，从而保证坝基的稳定性。②冲刷现象，主要形成原因是土料之间的粘合力比较小，从而导致抗冲击能力降低，降落坝面的雨水，沿坝坡下游而冲刷坝面。在这种现象出现时，如果没有防护措施，很容易导致坝受到破坏，为防止这种现象发生，在施工之前设置一定的保护措施。③沉陷影响，散粒体在进行土料筑坝工作中，因为散粒体具有一定的空隙，所以很容易发生移动，在施工过程中，随着坝体的升高，对坝面作用力就会越大，所以坝体和坝基都会由于压缩而产生沉陷，并且沉陷时间会比较长。为避免这种现象的产生，在进行坝顶设计时应适当增加沉陷值，对于该工程中应通过沉陷计算从而确定预留沉陷值。

3进行施工设计

3.1施工准备

在进行土坝填筑施工工作之前，应进行土料实验过程：①对于在场地规划的取土场土料进行击实试验，然后确定所取土场土料的最合适含水量和最大干密度系数；②在得到土场土料最佳合适水量和最大干密度之后，在工程项目相关单位管理监督下，经实验室的实验人员和相关部门的工地实验人员进行土壤容重试验；③确定对土坝粘土填筑每层所需要摊铺的厚度、压实遍数、碾压设备等。

3.2土坝施工

土坝施工的整个流程包括：①对实地进行测量放样工作，主要是采用全站仪对坝基的开挖范围进行测量放样，主要依据是测量人员提供的放样单以及小红旗帜做的标志。在土坝低碳技术建设施工之前，应该对坝基所规定一定范围内的覆盖层进行清理工作，工作程序应严格按照设计及相关规范的要求，利用挖掘机按照一定的顺序进行，当发现部分区域有难以清理的地方时，采用了人工清理的方法。②进行必要的压实工作，该工作通常都是在基础挖掘结束后进行；另外在进行坝基观测仪器的预埋时，应严格按照所设计的环节进行，本工程埋设在土坝右侧0+131和坝右侧0+203的两个断面的基础上。③在进行排水棱体块石堆筑工作时，一般采用人工堆砌的棱体，并且每块棱体之间相连接没有空隙且没有垂直相接。进行砂碎石排水体施工时，与排水棱体块石堆筑工作具有一定的相同点，都是利用人工进行堆砌，所需材料砂碎石料都是采用外部购买，堆砌完成后，用较细的碎石铺洒在表面。在进行土坝粘土填筑时，应严格按照规范的施工要求进行。④进行坝顶施工环节，工作项目主要包括防浪墙、排水沟和混凝土路面的施工，顺序为浇筑防浪墙、排水沟、混凝土路面，这一环节工作结束之后就需要进行土坝下游面施工，主要包括草皮护坡、素混凝土镶边以及排水棱体坡脚排水沟。

4土坝施工技术处理措施要对土坝施工中的技术问题进行处理。

4.1坝基

为了有效地防止坝体的渗漏，要彻底地清除坝基位置的树根、树枝、腐殖土和弹簧土。总之，一句话需要对土坝的坝基进行技术处理。

4.2粘土料场选择及保护

为防止降水和地下水进入到料场中，在雨季来临之前，要将料场的排水条件进行适当的改善，阻止土料的含水量增加。为了使物理性能够符合坝体用料的各种要求并满足坝体填筑的需求，在对粘土料进行选择时，要有一定的备用料，贮量要相对集中一些，且粘土料的质地要均匀，总体的贮量要够。还需要了解与分析粘土料的物理性。要尽量不占用耕地，并且方便开采和运输。在寒冷的地区可以利用树叶和干草、积雪等保暖措施进行覆盖，保证料场第二年施工不会被耽误。

4.3筑坝

施工尽量安排在少雨的季节，由于含水量高的土料抗剪强度较低，容易产生出光滑的土层接触面。在筑坝时含水量高的土料无法对其进行碾压，因此要禁止含水量过高或是超标的粘土料进入到坝体的建筑中。要严格地按照有关规定来进行设计，如果发现弹簧土，就要将其进行彻底的抠出。要根据有关规定进行取样并测试。在筑坝过程中，并要对土坝填土时的铺土厚度进行严格的控制。另外，要多注意当地的天气预报和雨情，且要采取一些防雨措施，尽量使作业面上不会出现积水等情况。

结束语

土坝在长时间的发展中积累了丰富的施工经验，在水利工程中加以运用具有得天独厚的优势，土坝能够就地取材，基本所有土石都能够作为筑坝的材料，节约大量的水泥及钢材等资源，降低工程造价，并且由于科学技术的发展土坝施工技术也随之更新和发展，目前土坝在坝工工程中获得普遍运用，是发展迅速的坝型之一。

参考文献

[1]周耀刚.浅议水利工程土坝设计及工作特点[J].科技创新与应用，2013，（12）：142-143.

[2]刘菊.浅谈水利工程土坝防渗加固技术[J].祖国：建设版，2012，（12）：12.

[3]赵宏波.浅议水利工程土坝设计及工作特点[J].大科技：科技天地，2011，（19）：358-359.

作者简介

贾真（1983.8-），男，安徽省宿州市人，工程师，本科学历，研究方向：主要从事水利水电设计工作。