水利工程土石坝坝体施工技术要点

发表时间:2020/9/17   来源:《科学与技术》2020年11期   作者:陈明
[导读] 土石坝具体指的是采取抛填和碾压等方法将施工场地的石料和土料堆筑而成

        陈明
        湖南省宏泰水利水电质量检测有限公司   湖南长沙   410000
        摘要:土石坝具体指的是采取抛填和碾压等方法将施工场地的石料和土料堆筑而成的挡水坝。土石坝工程最为显著的施工优点就是可以就地取材,对坝基地质条件要求较低。另外,土石坝结构简单,施工过程相对来说也较为简单、便捷。随着施工设备以及施工技术的不断优化,实际施工过程需要用到的施工人员数量不断减少,施工工期也有效缩短,极大程度地节省了施工成本。本文基于水利工程土石坝坝体施工技术要点展开论述。
        关键词:水利工程;土石坝坝体;施工技术要点
引言
        土石坝是指采用当地石料、混合料或土料,经过特殊工艺堆砌而成的挡水坝。在土石坝施工中采用的施工技能相较于其他技能,具有较好经济性能及应用性能,因此在水利工程中应用较为广泛。在实际施工中,由于对土石坝施工使用材料没有明确要求,部分施工队伍使用当地材料,进而有效降低施工成本,提高水利工程经济价值。
1土石坝概念
        目前已建成的土石坝较多,均采用当地材料进行筑坝,多数土石坝坝型为粘土心墙堆石坝,少部分为粘土心墙风化料坝和混凝土面板堆石坝。此外,土石坝施工步骤简单,只需借助简单的机械设备就能快速完成施工。在施工结束后,检查周围土壤密实度,出现松散情况应进行碾压,确保土壤紧密度,进而提高土石坝的稳定性。随着现代科技不断发展,施工技术、观念不断更新,进一步提升土石坝施工技术。
2影响土石坝稳定性因素
        (1)人为因素。①在土石坝出现不稳定情况,施工人员未及时处理,导致土石坝稳定性一再遭到破坏;②在土石坝施工结束后,施工人员未定期做好维护工作,导致土石坝存在潜在安全隐患。如果土石坝出现问题,也不能得到较好解决。为维持土石坝稳定性,可在其周围建设相关工程提高坝坡稳定性,比如开设矿点、修建道路等;或是采用增加排水量,增加土石坝重量[3]。(2)自然因素。①土石坝周围环境因素,包括风力、水流速度、地质灾害及各种自然因素作用;②施工使用的材料稳定性较差,进而破坏土石坝内部结构,在时间使用过程中稳定性受到破坏。在自然环境影响因素下,进一步破坏土石坝内部结构,造成不同程度软化,进而引发坝坡滑坡。
3土石坝坝体施工技术要点
        3.1大坝填筑施工
        (1)大坝填筑施工所用填料为开挖产生的粘土。填筑时,应按照先风化料再粘土的原则,同时要和两侧的风化料保持同时。和坝体相接触的层面需在铺填之前冲洗干净,以免对基础和坝体的结合造成影响。在坝体铺料过程中,应防止产生石料集中而导致土体架空。(2)自卸车于工作面前沿停车卸料,按照进占法进行铺料,完成铺料后,用挖掘机将其摊铺整平,确保仓面保持平整,实际的分层厚度根据设计要求由人工使用标尺进行严格控制。将填料整平后,采用振动碾进行碾压,对于两侧接触带,可使用满载汽车进行碾压。(3)当粘土料和两侧反滤料衔接时,不同层次之间的材料必须做到界限分明,同时做好对接缝的处理,避免层间出现明显错动。另外,在斜面还应设置横向接缝,使其成为锯齿状的坡面。(4)在填筑施工中,要对填料含水率进行严格控制,使实际含水率处于允许范围。当风力较强或日照充足时,需按照监理方指示,于坝面实施洒水润湿处理,使含水量达到预期。若需要洒水,应在碾压前实施,在洒水的同时还要进行碾压,且洒水应保持连续和均匀。大坝的填筑面应有一定向上倾斜,这样是为了促进排水,在降雨前将整个填筑面碾压成光面,以此避免雨水大量下渗。在工作面宽度相对较小的部位,可使用苫布进行覆盖。降雨后及时进行排水,并对潮湿的表层土进行清理。

(5)对于结合坡面,根据填筑上升速度对表面的松土进行铲除。同时还要对坡面实施刨毛,将含水量严格控制在允许范围之内。之后继续进行铺土和碾压。填筑时应避免出现弹簧土和虚土层等问题,保证整体填筑质量。考虑到作业面的宽度较小,涉及很多工种,需要用到很多的机械设备,故施工中必须做好组织设计。
        3.2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。
        3.3防渗体结合面施作
        (1)防渗体与坝基结合面,针对坝基而言,不仅需要承担坝体自身重量,还需要承担各项外加荷载,对于大坝运行安全性以及稳定性而言,坝基的稳定性以及承载性是决定性因素,所以在和坝基结合面处理的过程中,需要充分考虑不同因素,比如材料以及坝高等。其一,针对土质坝基而言,需要合理调整其表层含水量,使其达到施工含水量正常范围的最高值,在此基础上确定压实系数,确保其与防渗填料一致,实施有效碾压,进而在刨毛结束后填筑压实。其二,以非粘性土坝基为对象,首先实施压实,然后铺土,再合理调整含水量,使其达到施工含水量最高值,同时利用轻型碾压设备完成压实操作。(2)防渗体与岸坡结合面在坝体施工过程中,通过和岸坡结合面进行处理,能够加强控制,如果处理存在问题,将出现渗水薄弱部位,由此形成渗水通道,更为严重时导致“管涌”现象发生。其一,在填料铺填之前,需要清除这一位置的污物,处理完松动岩石,而且适量洒水,再将一定比例的浓粘土浆摸于此处,并确保其厚度为五厘米,与此同时进行填筑与压实。其二,在施工过程中,对于在岸坡附近构成的便道,需要在施工到标高部位的时候把它清除,在此基础上以松铺厚度为依据,开展填筑和压实工作,最终确保检测质量满足要求。(3)防渗体与砼结合面,在坝体填筑过程中,一定要对称施工和作业,由此防止侧压超出正常范围而威胁坝体安全。同时,针对坝体砼结构成品而言,需要予以有效保护,并且如果在三米范围中开展填筑施工,需要利用小型机具,不得利用重型设备,倘若有需要,应该利用人工摆砌方式,以此保证孔隙率满足要求。
结束语
        “大坝建设,功在当代,利在千秋,福泽万众”,因而,其施建质量切不得小觑。对此,参建各方的各级管理人员务须对其施建质量予以高度重视,全面贯彻各项具体质量保障举措,紧抓各重点施作环节的施作质量,严抓紧控,多措共举,互助互督,协同共建,竭力促使土石坝施作质量得以优质达标,造福万千民众。
参考文献
[1]王开科,郭友军,黄笔,闫浩静,刘铭.土石坝坝体填筑边坡施工控制要点[J].施工技术,2018,47(S4):526-527.
[2]拓筱杨.水利水电工程中土石坝施工技术探讨[J].黑龙江水利科技,2018,46(09):113-115.
[3]郭友波.水利工程中土石坝的施工技术与方法[J].黑龙江科学,2018,9(12):148-149.
[4]余聪聪.土石坝坝体填筑施工关键技术研究[J].建材与装饰,2017(47):285-286.
[5]耿军.浅谈复合土工膜心墙土石坝填筑施工工艺[J].技术与市场,2017,24(08):227-228+230.
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