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谈水利施工土石坝施工技术

谈水利施工土石坝施工技术

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。

2水利施工中土石坝施工技术要点

基于土石坝施工技术的优势,施工单位应在水利施工中规范应用该技术,保障其优势有效发挥。本文结合土石坝施工流程,总结施工技术要点,为施工单位提供理论与实践帮助[1]。

2.1做好料场规划

在土石坝施工中,料场规划为基础、关键环节,施工单位应从空间、时间与数量三方面入手,进行料场规划工作。在空间规划中,施工单位应结合施工现场实际状况,合理选择料场的位置,优化配置料场的高程,尽最大限度缩短料场到施工现场的运输距离,支持低料低用及高料高用,提高土石料应用效率,减少施工能耗与成本。对于条件允许的施工区域,要求水利施工的上下游及左右岸等区域实现同时供料,提高施工效率。在时间规划中,施工单位应结合空间规划内容,制定完善料场开采计划与土石料应用计划,在旱季,优先应用含水量高的土石料;在雨季,优先应用含水量低的土石料;在上游,优先应用易淹料场,最大限度发挥土石料的价值。在数量规划中,施工单位应结合土石坝施工的工程量,准确计算料场的开采量,保障土石坝施工期间材料的不间断供应,并避免材料开采过多出现浪费。通常来说,料场的土石料开采数量应高于坝体填筑量,可按照如下比值开采:对于土料,开采量与填筑量比值应控制在2~2.5之间;对于石料,比值为1.5~2;对于砂石料,比值为1.5~2;对于水下砂砾料,比值为2~3;对于反滤料,其筛后处理获得的有效方量应超过3。

2.2土石料开采与运输

在料场规划完成后,施工单位应该按照规划内容进行土石料的开采,并根据土石坝的施工要求,对土石料进行初步加工,将加工后的土石料运输至施工现场,为土石坝施工提供充足材料。在土石料开采中,常用爆破开采技术,如深孔梯段爆破技术、洞室爆破技术等,对于爆破获取的大粒径石块,应配置碎石机将其破碎为合适粒径的土石料,符合土石坝施工要求;在土石料加工中,应通过蒸发、掺料、加水等方式调节土石料的含水率,使其与最佳含水率间的差值低于2%,为压实施工奠定基础,使土石坝含水率达标;在土石料运输中,施工单位应根据空间规划内容,选择最短路线运输土石料,保障材料供给的持续性。

2.3处理坝基与岸坡

在土石坝施工前,应做好坝基与岸坡的处理,奠定良好基础。在坝基处理中,施工单位应按照从下至上的顺序进行挖掘施工,对于覆盖层较浅的区域,将坝基开挖为截水槽,填筑和坝体防渗体一致的土料;对于覆盖层较深的区域,坝基开挖技术选择灌浆法。对于存在泉眼、断层等问题的坝基,应采取针对性修复措施,保障坝基稳定性。在岸坡处理中,应将岸坡表层的杂草、乱石清理干净,并调整岸坡的坡度,保障坝体和防渗体间的密封性。对于以岩石材料为主的岸坡,要求坡度在1:0.75内,并连接位置设置粘土浆液;对于以粘土材料为主的岸坡,要求坡度在1:1.5内。

2.4坝体填筑施工

在坝基与岸坡处理完成后,需进行坝体填筑施工,通常选择平起填筑技术,进行分层填筑,每层填筑的厚度控制在10~20m之间。在实际施工中,平起填筑无需接缝或削坡,可利用大型设备实施流水作业,施工效率高、质量有保障。对于土石坝的反滤层,施工单位可根据施工现场状况,选择挡板法或削坡体等填筑工艺。无论哪种填筑工艺,均需注意犬牙更替现象,通过材料休止角,控制犬牙的大小,要求犬牙交错带低于填筑厚度的1.5~2倍[2]。

2.5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。

3结论

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。

参考文献

[1]叶理辉.水利施工中土石坝施工技术分析[J].四川水泥,2019(05):255.

[2]肖晗.水利水电工程中土石坝施工技术分析[J].科学技术创新,2019(27):129-130.

作者:聂斌 单位:南陵县水利工程规划建设管理站