泥浆泵筑坝过程监测—以前拐沟泥浆泵试验坝为例

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1、泥浆泵筑坝过程监测—以前拐沟泥浆泵试验坝为例第一章文献综述1.1研究背景、目的及意义黄土高原是世界上黄土覆盖面积最大的高原。黄土高原地区土质疏松，地形破碎，千沟万壑相互交织交错；降雨多集中在6-9月份并且单次降雨雨强大、雨量多；植被稀少，植物多样性差，覆盖度低。再加上过去战乱、开荒耕作、经济开发如煤炭、天然气的开发等导致其成为了我国水土流失及其严重的地区（汪习军1999）。为了解决这一难题，国内外的学者进行了大量的研究（陈永宗等1988;唐克丽1993;刘元宝1984;张信保2004;DeJongE1983；So

2、ileauJMetal1990等）。治理黄土高原地区水土流失的总方向是改土与治水相结合，治坡与治沟相结合，生物措施与工程措施相结合。其中，沟道治理中重要的工程措施之一就是建设淤地坝(崔云鹏1998)。水坠法筑坝和碾压法筑坝是我国目前修筑淤地坝最主要的2种方式(郑新民.2006；黄自强.2003)。水坠法是指利用水枪冲土、人工搅拌将地形较高处的土料拌合成高浓度的泥浆通过输泥渠引流至坝面，经过排水固结形成坝体的方法；碾压法是指在筑坝过程中利用碾压机械对筑坝土体进行逐层压实加高从而形成坝体的方法。经过长时间的发展，水坠

3、法筑坝技术无论是在理论还是实践经验方面都有了很大的提高。水坠法筑坝具有诸多的优点：工效高，据统计，一般冲填工效15-20m3/d，比碾压坝提高了3-6倍；投资少，资料表明，碾压法筑坝单纯从成本上看就是水坠法筑坝的3~4倍（郑新民2006）；施工简单、速度快，它将装、运、卸、夯实等工序合并为输泥冲填一次完成，易于操作，便于群众掌握（黄河流域水坠坝科研协调组；黄河上中游管理局2004；魏世民1998）。..1.2国内外研究概况水坠坝是指利用水枪冲土、人工搅拌将地形较高处的土料拌合成高浓度的泥浆通过输泥渠引流至坝面，经

4、过排水固结形成所形成的土坝（水利部2004）。水坠法筑坝是黄土高原地区人民在长期的沟道治理中逐步创造并不断完善的一种筑坝技术，是一种可以淤地造田的水土保持治理工程措施。近代以来，国外也有利用水力冲填建设土坝的实例（郑新民2006）。但相对来说是及其少的，日本、美国等国家研究多涉及的是拦砂坝。早在古代，在黄河流域就已经采用类似于水坠法筑坝的施工方法，开展引水拉沙造田，将荒滩荒沟改造为高产稳定的基本农田。在引水拉沙造田、引水拉土修渠的基础上，逐步发展为引水冲土修筑土坝。由于水坠坝具有工效高、施工机具简单、操作技术易于

5、掌握的特点。为这项技术的推广和发展创造了极为有利的条件。1950年后，水坠坝的发展主要经历了三个阶段：第一是水坠坝的初步试验阶段：1957年，黄河水利委员会水利科学研究所采用水力冲填筑坝的技术，用水力冲填黄土，修筑了一座4m高的试验土坝，这拉开了水坠坝初步试验阶段的序幕。此后，经历了15年的发展，陕西省水土保持局编写了《水坠坝》一书，书中肯定了水坠坝的优越性，系统总结了水坠坝的设计、施工、维修养护和事故处理的经验，以及研究和推广中的问题，对水坠坝的建设起了十分重要的推动作用。第二章研究内容、方法及技术路线2.1工

6、程概况项目区位于志丹县顺宁镇任坪村保娃沟门流域的前拐沟，距县城10km，属洛河二级支流。该流域为典型的黄土丘陵沟壑第一副区，地貌由梁峁、沟坡、沟床三个单元组成，以坡为主，沟壑纵横，梁峁林立，沟谷深切，地形破碎，沟壑密度2.28km/k㎡，地理特点是西北高、东南低，最大高差443m，两岸覆盖黄土，主要沟道断面多呈U型，支沟沟道断面多呈V型。延定公路从流域沟口通过，沟口至坝址处有简易乡村道路。交通十分便利。项目区地理位置图如图2-1所示。项目所在区域为大陆性季风气候，春季干旱少雨多风，夏季炎热多雨，秋季降温迅速，冬季

7、雨雪稀少，光照充足。多年平均气温7.8℃，绝对最高气温37.4℃，最低气温-25.4℃，年均无霜期154天，多年平均降水量511.8mm，其中汛期6-9月份降雨量占全年降雨量的66%以上，最大年降雨量785.9mm，沟道属季节性流水，多年平均侵蚀模数为17000t/k㎡•a。前拐沟泥浆坝控制流域面积1.75km2，主沟道长2.5km，沟道比降2.4%，属任坪行政村管辖。.2.2研究技术路线项目试验的研究根据内容的不同划分为两个阶段。第一个阶段是筑坝土料性质测定试验；第二阶段是筑坝过程监测试验。试验研究的

8、重点主要在泥浆泵筑坝过程监测试验阶段。论文的撰写直接针对筑坝过程监测的数据进行分析。论文的总技术路线如图2-3。泥浆浓度的测定以及浓度的控制是泥浆泵筑坝中的关键性因素，采用泥浆土水体积比或泥浆含水量表示；泥浆浓度采用称重法测定，搅拌机产生的泥浆浓度控制采用定时监测的形式，每20-30分钟取样1次，并附加随机抽查的形式，采样点选择坝体泥浆和泥浆泵管道出口的泥浆，每隔20-3