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1、关于水工土石坝施工技术探析 摘要:土石坝是水利工程中最常见的一种坝。它是指由用当地泥土、石料等材料,经过抛填、辗压等方式筑成的挡水坝。土石坝的优点主要有:取材方便、对坝基地质条件的要求较低,结构简单,易于施工,成本较低等。随着大型高效机械化设备的采用,坝体防渗材料和结构的优化改进,施工成本降低等特点,为土石坝的发展带来新的发展机遇。本文对水利工程土石坝的施工进行了分析,旨在与同行交流,共同提高。 关键词:水利工程;土石坝;施工;质量控制 中图分类号:TV641文献标识码:A文章编号: 一、土石坝的种类 土石坝的种类很多,根据不同的标准可以进行不同的分类。一是按坝的高度可以分为:高
2、坝、中坝和低坝;二是按施工方法可分为:碾压式土石坝、水中填土坝、定向爆破堆石坝和冲填式土石坝等,其中,碾压式土石坝是应用得最为广泛的。 二、土石坝的优势和缺陷 1、优势 一是取材方便,可以进行就地取材,大大节省了水泥﹑钢材﹑木材等建筑材料,避免了长途运输,减少了施工成本,节约了施工时间,缩短了工期;二是土石坝结构较简单,维修和扩建相对而言比较容易;三是对地基地质条件要求较低。由于坝身是土石散粒状结构,有较强的适应变形的性;四是施工技术比较简单,工序很少,便于开展机械化快速施工。 2、缺陷 一是坝顶不具备溢洪能力,一般需要另外设置溢洪道(洞);二是施工导流不如其它类型的坝方便;三是
3、填筑粘性土料受外界温度、水分等影响较大;四是容易沉陷,且具有不均匀的特点。 三、土石坝施工技术分析 (一)料场的规划布置 料场是土石坝材料的聚集地,是土石坝后勤保障的大本营。料场的选址和规划布置,直接关系着施工的进度、质量。因此,必须高度重视料场的合理规划和使用。在施工前,从时间、空间、质与量等方面做好全面科学的规划布置。 一是做好料场的时间规划。应充分考虑料场与施工强度、坝体填筑部位变化之间的相互影响;二是做好空间规划布置,指合理选择料场位置和高程,并进行合理的布置;三是做好料场质与量的规划布置,应全面勘探地质结构、埋深、储量及各种地质力学指标,进行相关试验。确保料场的总储量能够
4、满足坝体总方量的需求,而且应满足各个阶段施工上坝强度的最大要求,做到料尽其用,充分利用永久性和临时性建筑物基础进行碴料开挖。 (二)土石料加工技术分析 1、土料加工技术分析 对上山料场的土料表层和不合格料进行清除后,均可进行上坝填筑,但是,因为粘土颗粒体积较小,亲水性较强,土料的性能极易受到水的影响。因此,填筑压实的最佳状态就是必须保证有最优的含水率。故此,必须高度土料含水率的控制,填筑压实时,土料的含水率控制在最优含水率±2%左右的,即为合格料。控制和调整土料含水量主要有两种方法:一是通过土料堆的翻晒、烘烤、掺料等方式,可以加快水分蒸发和中和,从而达到降低土料含水量的目的;三是通过
5、土料堆加水,在开挖、装载土料和运输土料的工程中加水的办法,提高土料的含水量。 2、石料开采技术分析 一是砂砾石料的开采主要有两种方法,即:陆上开采与水下开采;二是进行块石料开采时,应由石料场开采或利用建筑物进行开挖。开采时要形成多个工作面流水作业的方式。一般采用深孔梯段爆破与特定目的洞室爆破相结合的方法进行爆破;三是做好超径石块的处理,主要有两种方法:浅孔爆破法与机械破碎法;三是构建“一条龙”的施工流程模式,采用综合机械化施工的方式,想方设法提高机械化施工水平。 (三)填筑施工技术分析 1、土石坝坝面作业施工程序 土石坝坝面作业包括的施工程序有:铺料、摊铺、洒水、压实、质检等工作
6、。坝面作业,工作面狭窄,工种多,工序多,机械设备多,施工时需有妥善的施工组织规划。为避免坝面施工中的干扰,延误施工进度,土石坝坝面作业宜采用流水作业施工。流水作业施工组织应先按施工工序数目对坝面分段,然后组织相应专业施工队依次进入各工段施工。 2、平起施工技术分析 施工中一般采用平起填筑施工,平起施工有几个优点:减少了接缝、接坡、削 坡等工序,保证了填筑质量;保证有尽可能大的堆石填筑面。在防渗土料与反滤过渡料的填筑关系上,有先土后砂及先砂后土两种作法,为加快施工进度及控制边界,一般均采用先砂后土施工。 3、土石坝分层强夯填筑施工技术分析 土石坝分层强夯填筑施工应控制每层土石填筑厚
7、度,在10m~20m之间;采用大能量的夯击动力预压,以提高土石料的密度,消除土石料的变形;分层铺筑分层夯实,在夯击后的土石层中填筑新的土石层,再进行新的夯击,直至达到坝体需要的高度。 四、土石坝施工质量的管理和控制 1、土石坝产生渗流的主要原因分析 土石坝建设最大的病害即是渗流。产生异常渗流的原因有以下几个方面:一是坝体填土与排水体之间的反滤层设计不正确;二是防渗体没有直达基岩或底部连续可靠的粘土层,在开挖截水槽时