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摘要:近年来,水利工程发展迅速,土石坝技术是水利水电工程施工中一项应用较为常见的施工技术,具有就地取材、低造价成本、结构简单、工序流程简略、施工效率高等诸多应用优势。但在部分工程施工中,受人为因素影响出现各类土石坝施工质量问题与安全问题。因此,本文对土石坝施工技术工序流程与管理要点开展探讨,以提高工程施工的规范性与技术应用的合理性。
关键词:水利水电工程;土石坝施工技术
引言
随着社会经济和科技的发展,各行各业对于能源需求激增,促进了我国水利水电事业的发展,使国内水利水电工程的规模和数量都体现出持续发展的大好趋势。但是随着人们对水利水电建设要求的提高,相关建设单位必须积极研究发展新技术,提高自身的竞争力。其中,土石坝施工是水利水电工程中的一个重要技术环节,随着科学技术的不断发展,土石坝施工技术以及施工工艺也得到了优化。各建设单位必须准确把握土石坝施工技术的应用要点,采用合理的方式进行施工,才能促进水利水电工程的质量提升,保证工程的顺利运行。
1土石坝的优点和缺点
①优点,水利水电工程中土石坝施工的原材料经常是就地取材,但是在一些特殊的施工环境中,施工的原材料就需要从材料厂进行购买,在这种情况下就将土石坝的优点显现出来,由于就地取材的原材料在钢筋混凝土材料体积和重量方面缺点较大,而通过购买可以有效节省建筑运输的成本,同时土石坝在施工中其工艺相对简便,这就使得在施工结构上有着明显的优势。在土石坝施工中不但整体施工难度会降低,后期的维护和养护工作也更加方便,也就是说在土石坝投入使用后想对坝体进行改造等,其施工也相对较为简单。对于土石坝施工来说,其施工原材料主要是土石和混合材料,这样就使土石坝本身具有较强的抗变形能力,在实际施工中对地基的要求也不会像其他工程那么高。其实土石坝还有很多优点,也正是因为这些优点在水利水电工程中土石坝施工技术应用甚广。②缺点,除了以上优点外,土石坝施工技术也有自身的缺点,总的来说就是一旦出现较大的洪水,土石坝并不能将其完全拦截,还需要溢洪道的修筑才能对洪水进行拦截,同时土石坝施工技术中含有倒流操作的环节,虽然看起来倒流操作较为简单,但是如果和混凝土坝体以及对堆砌石坝体来说,还是比较复杂,在土料粘度方面,土石坝施工技术经常会因为天气的变化受到负面影响,所以在实际施工中很容易发生沉陷等情况,严重影响土石坝的正常使用。在多方面影响下,土石坝的坝面平整度也存在一定的问题,这样也对土石坝的使用造成影响。
2水利水电工程中的土石坝施工技术研究
2.1施工料场的规划布局
水利工程土石坝施工过程中,要对施工进程的空间进行合理规划,确保控制现场施工质量、工期、安全、成本,减少对工程周边生态环境的影响。做好前期准备工作,从空间、时间、质量多个方面合理规划、布置料场。通过对料场位置、高程进行有效选择确定其空间规划方案;考虑现场施工强度、坝体填筑变化情况,确定其时间规划方案;掌握现场水文、地质条件和相关物理、力学方面的特性,确定其质量规划方案。总体来说,施工料场的规划布局工作要确保满足料场储量要求,同时,确保现场施工材料的供应,并充分利用现场各类基础开挖的渣料。
2.2加强施工过程质量控制
土石坝施工过程中的质量控制主要分为以下两个方面的内容:首先是对料场质量的控制,料场的质量会直接影响土石坝施工的整体质量,因此施工单位必须严格管控料场质量,尤其是在土料含水量、风化程度和石料等方面,一定要保证建筑材料符合土石坝施工相关规定和要求。同时还要积极查找施工问题的主要原因,有针对性地采取一些局部整改手段解决问题,促进工程的质量提升,比如当发现土料中存在含水量过高的问题时,可以采用排水法或者烘烤、翻晒等方法进行改善。
其次是对坝体质量的控制,施工人员除了要对土料质量进行检查,还应该对铺土厚度以及压实度进行认真的检查,确保坝体的质量。
2.3土石料运输与挖掘阶段要点
借助于施工机械设备,在土石料场内开展土石料开挖施工作业,并结合不同土石料场的地质结构、土石料分布结构,选择适当的开挖形式。结合水利水电工程土石坝实际施工情况选择自卸自走运输土石料运输方式、转自卸自走土石料运输方式、胶带机土石料运输方式等,将土石料运输至指定堆放位置。土石料常用挖掘方式主要为立体挖掘与平面挖掘两类,可结合实际施工情况从中选择其中一种挖掘方式,或是结合两种方式开展土石料组合挖掘施工作业。并结合实际施工情况(如不同土石料场分布位置、土石料施工需求量等),选择适当规格型号、运力的施工机械设备。
2.4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。坝基处理进程宏通常要注重以下几点:第一,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。第二,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。
2.5填筑施工技术
对于土石坝施工程序来说,包含很多,例如材料的摊铺、土石的压实以及质检等等,可以说是土石坝施工的工序较为复杂,经常会遇到在狭窄的作业面上工作的情况,这就需要机械设备进行操作,针对这种情况完善的施工规划尤为重要。因为对坝面进行施工时存在繁杂的情况,所以经常会选择流水作业的方式,推动土石坝的顺利开展。在实际施工中,因为不同的工序对施工顺序也有着不同的要求,所以要对不同的坝面选择分段的施工方式,将施工队伍进行分组,并投入到相应的作业段中。在填筑施工中经常会选择平起填筑的方式,这是因为该方式具有很多优点,如接缝少、削坡少等,对填筑环节的施工质量给予保障,同时还能保证碓石有较大的填筑面,使大型机械更好的进行施工。
结语
水利工程建设中土石坝施工技术得到了广泛的应用。对其施工过程要严格依照相关技术标准进行设计,合理控制现场施工质量,采取科学、高效的施工技术方法,确保土石坝施工更为安全、可靠。土石坝施工关系到水利工程的应用及未来发展,需要积极引进新技术、新工艺,并加强创新,努力提升施工技术水平,降低工程建设成本。
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