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摘要:近年来,我国的水利水电事业取得了很大的进步,相应的对于施工的质量水平也提出了更高的要求。在水利水电工程的建设发展过程中,土石坝施工技术是较为普通且常用的一种技术,它具有明显的特征,不仅可以显著地提高工程施工效率,还有利于降低施工成本,对最终施工质量的良好具有保证作用。文章首先对土石坝施工技术的优缺点进行简单分析,进而详细论述了水利水电工程中土石坝施工技术的要求,以期为未来该领域的发展提供借鉴和参考。
关键词:水利水电工程;土石坝;施工技术
0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水利水电工程中的土石坝施工技术的优点
1.1施工成本较低
土石坝施工进程中,施工原料主要在施工地采集而得,相较于混凝土施工节省了大量的原材料购买成本。此外,由于就地采集原材料,避免了大型施工中原材料的运输而产生的巨大成本。是防水坝修建进程中经济效益较高的技术方案。
1.2工程技术简单
土石坝施工技术仅包含原料采集、坝基处理、石料抛填及固定等,施工中无精度或难度较高的步骤,且原料地的选取与采集方式的选择均由施工设计人员控制。因此,在土石坝技术施工进程中,相较于其他施工技术,施工单位不必雇佣大量的技术型人员,可节省工程建设的用人成本。
1.3施工时间较短
土石坝施工技术因其就地采集原料的特点,常无需大量的前期准备工作。同时,施工技术决定了坝体中无法进行复杂的结构设计,在土石坝施工中,大型机械设备可以贯穿工程的始终,工程时间相较于混凝土等其它施工方案有明显的优势。另外,由于设备担当施工的主力,施工人员的安全也能得到保障。
1.4改建过程较为便捷
从施工技术上进行分析,土石坝为土料、石料等简单堆积而成,结构较为简单,内部受力均匀。后期因环境变化或者工程需求进行扩建时,仅需以现有结构为基础向上或者两侧继续延伸,土石坝整体施工质量依旧可以得到保证。此外,如工程需要,对坝体进行局部的破坏,其稳定性也不会受到较大的影响。
2水利水电工程总土石坝施工技术的缺点
2.1坝体自重较大
土石坝为传统技术堆砌而成的坝体,其功能与坝体的体积有直接关联,因此现阶段水利工程中的土石坝均具有自重较大的特点。且土石坝施工进程中往往不会对地基进行深度处理,在施工结束后一段时间内,土石坝会发生一定的沉降。
2.2无溢洪功能
受施工原料与施工技术简单的影响,土石坝结构较为单一,常在溢洪功能上由较大的缺失,需在工程后期修建专业的溢洪通道确保其洪水拦截功能的完善性。
2.3工程受气候影响较大
由于施工技术的简单,其常不具备排除外界干扰的能力。尤其在土石坝施工阶段,其受气候控制明显,如南方梅雨时期通常不会进行土石坝施工,避免大量降水使原料的含水量过高而影响土石坝的稳定性。在北方土壤封冻时期,土石坝施工也无法正常开展:①土壤封冻使原材料采集较为困难;②冷冻的石料与土料均会产生不规则的体积变化,此时修建土石坝在气候转暖时会出现明显的渗水现象,坝体将无法正常发挥其效用。
3水利水电工程中的土石坝施工技术应用
3.1土石坝施工进程中料场的分析
3.1.1料场的选择
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。如在径流较小,仅用于简单防水的坝体会选取土壤与沙粒进行修建;而针对于有洪水暴发可能的区域,为保证坝体的稳定性,常会在原材料中加入大量的石料。此外,因季节与气候的不同,原材料使用也存在差异性。因此,在料场选取的进程中,需要优先对施工环境进行分析,并制定完善的用料计划。
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。此外,因材料开掘进程中,常采用爆破手段,若周边存在居民区,需保证爆破对居民正常生活无影响。
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。对原材料的物理性质进行分析,包括石料的成分、凝聚力,土壤材料的含水量、渗透系数等,保证原材料满足工程质量的要求。此外,要对主料场的储藏量开展分析。常规施工进程中,为保证突发事件的应对能力,主料场的储量应在工程使用总量的两倍以上。主料场选取进程中还应避免过早被坝体修建造成水位上升淹没,保证其满足施工全程的需求。
3.1.2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。
3.2土石施工进程中坝基处理
土石坝施工进程中,坝基的处理较为简单,更多的集中于表层土壤挖掘。由于水利工程中坝基常位于河岸,其上通常含有较多的杂草、树根、乱石、水井等,表面土壤有机质较为丰富,甚至部分地区存在大量地下土壤表层排水通道,如不进行深入挖掘,土石坝在修建完成后难以具备较高的防水性质与稳定性,工程质量无法得到保证。坝基处理进程通常要注重以下几点:
3.2.1挖掘顺序
坝基处理进程中,通常以自上而下的顺序进行挖掘。这种挖掘顺序原因有:①施工进程中不会造成土壤的塌方,最大程度上保证施工人员的安全;②若从下部开始挖掘,将会产生施工进程内部干扰,上部土壤将会不断对已挖掘区域进行掩埋,下部挖掘效果得不到保证,同时,上部土壤自由陷落不利于后期岸坡的修理。
3.2.2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。
3.3坝基处理
覆盖层比较浅的,一般开挖成截水槽,并回填与坝体的防渗体相同的土料;覆盖层比较深的,一般用灌浆法法处理。对于断层、破碎带、节理裂隙、泉眼等特殊问题,要采取具有较强针对性的方法进行修复,最大程度上保证坝基的稳定性,进而实现工程整体质量的保障。
4 结语
在水利水电施工过程中,土石坝施工技术得到了越来越广泛的应用。同时,它对于施工的质量水平也具有很高的要求。因此,为了确保整体施工质量的优良,相关施工单位在实际施工之前,要进行合理的方案设计。而对起基础作用的材料更要严格把控,使其达到施工质量的规范要求。在经济飞速发展的今天,水利水电工程施工中,对于技术水平也提出了更高的要求。这就需要不断地更新技术和设备,从根本上来改善整体施工质量水平。文章从具体的施工要点,进行了较为详细的论述,以期为未来该项施工技术的发展提供参考。
参考文献:
[1]朴吉星.水利水电工程中的土石坝施工技术分析[J].低碳世界,2020,10(02):67-68.
[2]陈庆宇.水利水电工程中的土石坝施工技术研究[J].科技风,2020(02):117.
[3]王友春.水利水电工程中土石坝施工技术的相关研究[J].中小企业管理与科技(中旬刊),2019(12):171-172.
[4]罗飞轮.水利工程中土石坝的施工技术核心探究[J].工程建设与设计,2019(19):184-186.