水利工程土石坝坝体施工技术要点探讨 曾凯全

发表时间:2020/5/27   来源:《建筑实践》2020年1月第3期   作者:曾凯全
[导读] 土石坝作为古往今来应用最为普遍的挡水构筑物
        摘要:土石坝作为古往今来应用最为普遍的挡水构筑物,其施建质量历来是社会各界广泛关注的焦点所在。对此,本文结合笔者各方所学与相应水利建设项目施工实践经验,对土石坝坝体的相应施工前期准备与施工技术要点展开全面、细致探讨,以期可以为广大水利建设施工管理同仁在开展相应土石坝施工实践时提供些许可供借鉴参考之处。
        关键词:水利工程;土石坝;坝体施工;技术要点
        1、土石坝施工进程中料场的分析
        1.1料场的选择
        土石坝施工进程中,料场常设置在作业现场的周边。但距离并非料场位置选择的唯一标准,要综合考虑多方面因素进行选取。首先,原材料性质的考量。土石坝建设虽然施工技术较为简单,但其依据不同的施工环境,会选取不同种类的材料且建设性质存在一定区别的土石坝。其次,料场空间选择。料场空间选择需要注重的因素较多,通常可从以下几个方面进行分析:①料场选择进程中要保证其对周边已有建筑物无影响。一般处于建筑物轮廓线的300m之外,避免取土进程中破坏建筑物原有的地基防水措施。②料场选择过程中,应充分考虑原材料运送的便捷性。除较为常规的距离控制外,料场要通常要具有比施工地点更大的高程,避免质量较大的原材料运输时在陡坡出现运输困难,甚至出现后翻的现象,最大程度保证施工的安全。为保证施工效率,除主料场外,上下游及两岸都需选取辅料场,确保不同施工段坝体同步上升,避免工程内部相互干扰的情形出现。最后,料场的质量与数量规划。料场的质量主要指原材料采集的难易程度,料场选取前,需要先进行详细的勘探,勘探内容包括地质成因、产状、埋藏深度等,保证主料场原材料采集的便捷,并且原材料开采进程中不会造成大规模的地质扰动,保证施工效率与施工安全性。
        1.2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。
        2、土石坝坝体施工技术要点
        2.1填筑施作
        (1)填料铺筑。卸料与平料多使用自卸汽车采用进占法卸料,即汽车在平整好的松土层上行进并卸料,然后利用推土机严格按照设计厚度向前进占平料。首先,填料铺筑时应保持与坝轴线平行的方向作业,并严格按照“随卸、随平、随检”的原则,确保铺筑厚度平整均匀且向上游设1%~2%的坡度,对于粒径超标的石料务须打碎处理,并将杂物清除干净;其次,对于防渗体内实施铺料作业时,为避免自卸汽车对压实土层造成剪力破坏,通常宜采取进占法倒退铺料,确保自卸汽车始终处于松土层上行进;另外,自卸汽车由反滤层行驶至防渗体铺筑时,极易将反滤料带入防渗体,致使防渗土料出现一定杂质而影响防渗质量,因而应设置专用“路口”,除了能够防止填料混合而影响整体坝体的质量外,还能够对“路口”处的质量问题予以集中处理;此外,整个铺筑过程中,卸料时使用带式运输机或自卸汽车,然后利用推土机或平土机依照设计厚度平料,确保填铺后的坝面起伏保持均匀,防止坑洼不平而造成积水。(2)填料加水。对于含水量偏低的黏性土料,若含水量比允许范围值低,则加水作业应于填筑前1~2天于料场进行。而对于非黏性填料,为避免运输途中失水,则主要于坝面处加水,并严格按照“少加、勤加、匀加”的原则加水,以有效确保压实效果与质量。另外,为确保各填筑层层间实现紧密结合,填筑前应采用洒水车或人工胶管对上层填筑面洒水,确保填筑面随时保持湿润,若采用光轮振动碾碾压时,下层铺料填筑前还应对上层铺面实施刨毛,刨毛深度应≥5cm。


        2.2碾压施作
        坝面填筑后的碾压作业务须严格按照流程依次进行,避免出现漏压、超压等情况。防渗体土料碾压应与坝轴线保持平行,且坝料分区边界应做好重叠碾压,防止因局部漏压而造成渗流带。通常,为避免出现漏压,碾压机械每行重叠量至少为20cm~30cm。(1)碾压设备选型。碾压设备不同所产生的压实作用外力也有所不同,因此,碾压时应结合填筑实际要求合理选择碾压设备。据以往实践经验,碾压时所用设备应能够满足碾压施工强度及压实要求,并与填料物理学性质、作业面大小相互适应。(2)碾压方式选定。根据碾压设备选择合理的碾压方式,较为常见的碾压方法有两种:其一是进退错距法,其二是圈转套压法。首先,进退错距法操作简单便捷,碾压、铺土以及检测等各工序协调作业,对于分段流水作业及压实成效的确保十分有利。其次,圈转套压法对于工作面要求较大,适于多碾滚组合碾压,该法作业效率高,但因转弯交接多易重压而导致超压,若转弯为小半径时易导致土层发生扭曲而出现剪力破坏,且转弯处四角易出现漏压,压实质量难能确保。
        2.3防渗体结合面施作
        (1)防渗体与坝基结合面。坝基作为承受整个坝体自重及其他外加荷载的重要部位,其稳定性与承载性直接决定着大坝的安全稳定运行,因此,与坝基结合面处理时应结合基础自然承载力、坝高、筑坝材料等予以综合考量。首先,对于土质坝基,应调节其表层含水量至施工含水量允许上限,然后用与防渗填料相同的压实系数予以碾压,之后刨毛再填筑压实。其次,对于非粘性土坝基,应先压实再铺土,然后调整含水量至施工含水量允许上限,并用轻型碾压设备压实。另外,对于无须进行特殊处理的坝基如岩基,填筑前应先将岩基局部凹凸部位修整平整,然后将表面节理、裂缝等做好封闭处理。(2)防渗体与岸坡结合面。与岸坡结合面的处理是坝体施工控制的关键,一旦处理不到位,就会形成渗水薄弱部位而出现渗水通道,甚至还会引发“管涌”现象,对此,必须严格控制与岸坡结合面的处理质量。首先,填料铺填前,应首先冲洗岸坡结合面处的污物,将松动岩石予以清除处理并洒水湿润,然后将配制好的浓粘土浆或水泥浆砂,于结合面处涂刷5cm厚,边涂刷边填筑边压实;其次,施工时于近岸坡处形成的便道,应于施作至标高时将其挖除,然后依照试验确定的松铺厚度逐层铺筑并压实,直至检测质量达标方可隐蔽进入下一环节。(3)防渗体与砼结合面。首先,坝体填筑作业须对称施作,从而有效避免因侧向压力过大而影响坝体安全性。其次,对于坝体砼结构成品,应做好相应保护,且3m范围内填筑时应使用小型机具,禁止使用重型设备填筑,需要时可使用人工摆砌至孔隙率达标。另外,砼与土工布结合时,应预留钢筋并浇筑砼,从而确保两者的有效结合。
        2.4反滤层施作
        (1)砂石反滤层主要分为先土后砂法及先砂后土法,砂石反滤层施工时,应严格依照设计要求由下向上逐层铺设,不同粒径组反滤层厚应满足要求且层间不得混杂。分段铺筑作业时,接缝层次应清晰不得错位、混杂,填筑完毕后应做好全面检查,确保铺填厚度、填料质量及级配等均能达标,对于检查质量不达标者,应予以重新铺筑。(2)土工布反滤层铺设前,应对反滤料予以彻底清理,避免尖石、树根等破坏土工布,铺设后不得长时间暴晒,且覆土至一定厚度后方可实施碾压,每块土工布搭接宽度须>30cm。
        结束语
        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
        [1]王健. 水利工程土石坝施工技术要点[C]. 云南省水利学会.云南省水利学会2014年度学术交流会论文集.云南省水利学会:云南省科学技术协会,2014:606-608.
        [2]魏云猛.浅谈水利工程土石坝与围堰的施工技术要点[J].江西建材,2014(17):111.
        [3]阿布都外力·马合木提.水利工程土石坝施工技术要点[J].河南科技,2010(20):25.
       
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