水利水电工程中的土石坝施工技术研究

水利水电工程中的土石坝施工技术研究

韩海龙

青海循化县水利局， 青海 循化 811100

摘要：近年来，科学技术的发展迅速，土石坝具有很多优势，是一种常见坝型，现已在水利水电工程项目建设中得到了有效应用。在土石坝施工过程中，施工人员需要严格按照施工要求进行施工，并加强土石坝施工质量管理，以获取更高社会效益和经济效益，为水利水电行业的发展提供支持，文章对水利水电工程中土石坝施工技术进行了研究。

关键词：水利水电工程；土石坝；施工技术研究

引言

土石坝施工具有工程技术简单、工期短、工程成本低等优点，虽存在一定功能上的缺陷，但在我国水利工程中仍得到了广泛的应用。对土石坝施工技术进行详细的分析，利于施工团队更加合理的选取施工方案，具有重要的现实意义。

1土石坝施工技术的特点

土石坝施工能够就地取材，这就节省了很多水泥、钢筋等材料，为施工企业节省了更多施工材料成本、人力和物力等资源。土石坝施工比较简单，尤其是维修和扩建相对便利，其具有适应变形性能，对地基的要求相对较低。但是土石坝坝顶不能溢洪，极易出现不均匀沉陷问题，施工技术人员必须予以重视。在施工质量管理过程中，相关管理人员需要根据施工需求，合理地制定完善的施工方案，尤其要做好施工设备、施工材料、施工人员的监督工作，及时地处理各项违规问题，控制各项施工风险。同时，在土石坝施工过程中，相关管理人员还需要严格控制坝体地基的夯实质量，确保地基满足坝体实际建设要求，可以引进帷幕灌浆处理技术、固结灌浆处理技术，提高坝体的防渗性能。除此之外，相关技术人员需要合理地调配坝体分区，设计各项施工工序，按照填筑要求完成防渗涂料填筑工作。

2土石坝施工技术工序流程与施工要点

2.1筑坝料场规划阶段要点

在水利水电工程土石坝施工阶段中，需要开展施工准备工作，例如工程坝基挖掘作业、坝基两侧岸坡处理作业等。将坝基表面所分布的各类杂质、障碍物进行清理，明确坝基挖掘与清理作业顺序。开展坝基清理作业，随后自上而下开展坝基挖掘作业，有效控制坝基两侧岸坡的坡度。在筑坝料场规划设计阶段中，应对水利水电工程施工区域周边环境开展地质勘察作业，探测不同区域中土石料的分布情况、储量;在地质勘察报告基础上对筑坝料场制定开采计划;同时对筑坝料场规划与开采计划开展优化设计工作。在空间层面上，对不同筑坝料场的规划需要遵循短运输距离、适中料场水平高度、筑坝料场全方位分布、安全间隔距离等原则。具体来讲，则是优先选择规划与坝基施工现场距离较短、水平高度较低、在坝基施工区域四周分散分布、周边一定距离内没有分布建筑物、群众的土石料场，从而降低土石料运输时间、避免运输事故与安全事故出现、降低施工干扰;在时间层面上，综合分析季节的变幻对土石料场蓄水高度的影响，优先对水平分布高度较低、容易被淹的土石料场进行开采;在数量层面上，需要确保土石料探明储量的总量高于土石坝施工对土石料的最高需求量，并确保不同阶段土石料开采计划中的开采将可满足不同施工阶段的强度、对土石料的需求量;在废料处理层面上，在土石料场规划、开采计划制定的同时，也需要对废弃料的堆料地点、处理方式加以分析。

2.2土石料挖掘阶段要点

借助于施工机械设备，在土石料场内开展土石料开挖施工作业，并结合不同土石料场的地质结构、土石料分布结构，选择适当的开挖形式。结合水利水电工程土石坝实际施工情况选择自卸自走运输土石料运输方式、转自卸自走土石料运输方式、胶带机土石料运输方式等，将土石料运输至指定堆放位置。土石料常用挖掘方式主要为立体挖掘与平面挖掘两类，可结合实际施工情况从中选择其中一种挖掘方式，或是结合两种方式开展土石料组合挖掘施工作业。并结合实际施工情况(如不同土石料场分布位置、土石料施工需求量等)，选择适当规格型号、运力的施工机械设备。

3优化措施分析

3.1土料的加工

对于施工所使用的土料来说，只要表层清除且合格的土料均可上坝填筑，但由于黏土颗粒小、亲水性强、比表面积大等因素，水会对土料的使用性能产生较大影响。在实际施工过程中，要考虑土料的最优含水率，采取有效措施合理控制土料含水率，必要情况下，依照标准规范对其水分进行调节，确保填筑压实时的含水率在最优含水率范围之中。调节土料含水率的主要方法包括：自然蒸发、烘烤、掺料、翻晒等，或者通过料场加水；料堆加水；在开挖、装料、运输过程中加水等方式来进行控制调节。对于超径石含量较低的砾质土料，可以使用装耙的堆土机在料场中进行初步清除，然后在坝体施工填筑面上进一步清除；若超径石含量较多，可以在料斗中加装蓖条筛等筛分装置进行筛除，或采用高坡下料，使粗粒径自然清除。对于粗粒径较大的过渡料，可以采用爆破技术进行开采，对于质量要求高的反滤料、垫层料可以通过破碎、筛分、掺和的方式进行处理。

3.2料场的使用时间规划

土石坝施工进程中常会准备多个辅料场，为保证资源的最大使用效率与工程的顺畅开展，辅料场使用时间上也要有详细的规划，常见的规划原则有：（1）优先使用较易被淹没区域的料场，避免料场在使用之前已经被淹没。从而导致最终原材料不足。（2）优先使用上游的料场。土石坝施工进程中对上游环境影响较大，避免上游料场在使用之前已经遭受破坏。（3）优先使用距离较远的料场。该措施主要为保证近距离料场储备的丰富，在土石坝修建进程中，越到后期，施工强度越大，此时近距离料场充足的储备与及时供料就成了工程顺利实施的保障，尤其在大坝合龙阶段，必须保证原材料的充足供给。（4）合理季节性调配。当坝体修建部分时间处于雨季时要预备充足的干料，即优先使用含水量较高的料场，确保土石坝施工的质量。

3.3土石料的运输

对于土石料的开挖运输工作来说，从料场开挖、运输，一直到坝面平料、压实等，都需要使用配套的工程机械来开展工作，确保形成综合性的机械化施工体系。针对水利工程的大中型土石坝，特别是高土石坝中，综合性的机械化施工体系能够大大提升工程建设效率。实际施工中，土石料的运输方案可以采用以下几种类型：正向铲开挖，通过自卸车、胶带机运输上坝；斗轮式挖掘机开挖，通过胶带机装载到自卸车上，然后通过自卸车运输上坝；采砂船开挖，经有轨机车运输，胶带机转运上坝。在这些运输处理方式的选择过程中要结合水利工程现场建设要求及条件，充分提升机械设备使用效率，减少土石料转运的次数，以及辅助设备的数量，充分利用现场地形条件进行统筹规划，确保各类坝料铺筑方法、设备一致。

3.4岸坡处理

（1）岸坡处理进程中要保证足够的深度，即挖掘进程中需要看到不透水层为止。避免坝体防渗体搭建深度过浅，在其下端留下渗水通道，使土石坝的防水效果无法得到保障。（2）岸坡的坡度控制。岸坡坡度是坝体与防渗体结合紧密性的重要保障，对于土石坝修建的工程质量有重大意义。坡度的控制与土壤的性质关联性较大，需要结合实际情况进行针对处理。若岸坡为岩石，其坡度需控制在1：0.75以下，且岩石无法与防渗体进行有效结合，需要在连接处充填粘土浆液，保证土石坝施工质量；若岸坡土壤为粘土，其坡度应控制在1：1.5以下，并要对岸坡进行休整，保证其表面的平整；若岸坡为非粘土壤，其坡度需要依据当地情况确定，基本原则为不能高于当地土壤饱和状态最大稳定坡度。

结语

土石坝在我国水利工程中应用较为广泛，占据我国坝体修建的80%以上。为保证我国水利工程整体的修建质量，设计人员与施工人员需依据施工环境的不同进行针对性的材料选择与施工方案设计，确保土石坝正确地发挥其防洪、防渗的作用，促进我国水利工程不断进步。

参考文献

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