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土石坝现场安全检查与安全检测技术探讨

发表时间：2020/10/16 来源：《基层建设》2020年第19期作者：吕剑敏

[导读] 摘要：随着我国社会经济的迅速发展，也有力的促进了建筑行业的进步，特别是在水利水电工程方面，更是获得了长足的发展。

        广西桂能工程咨询集团有限公司广西壮族自治区 530000
        摘要：随着我国社会经济的迅速发展，也有力的促进了建筑行业的进步，特别是在水利水电工程方面，更是获得了长足的发展。而在水利水电工程中，土石方施工是其中的重点也是难点，尤其是土石方施工的质量将会直接关系到整体施工的效率和质量。所以，就需要对土石方施工的工序进行合理的安排，并结合施工现场的实际情况，采用适当的施工工艺，才能够保证整体的施工效率和质量，防止出现安全隐患。因此，本文首先将概述水利水电工程施工技术的控制措施，然后分析水利水电工程中土石方施工技术的应用要点，最后详细阐述水利水电工程中常用的土石方施工技术，希望可以为相关工作人员提供有用的参考。
        关键词：水利水电工程；施工技术；应用要点；土石方；控制措施
        引言
        新时代我国水利工程事业蓬勃发展，相关施工工作也陆续展开，为了保证水利施工的有效进行，满足施工计划的实施规范，这就需要加强石坝施工管理与完善自动化观测方式，并且将研究结果及时应用起来，全面保证水利工程施工的高质量水平，满足时代发展要求。同时明确水利工程施工的重要性，在进行水库建设时，特别是针对中小型水库建设，土石坝的施工为施工工程的重要核心之一，对其实施有效的施工管理和加强自动化检测能够有效地提高其施工质量。分析中小型水库中的石坝施工工程管理和自动化观测，为今后我国水利工程发展提供有效保障。
        1土石坝的类型
        目前，我国范围内已经有90%的水利水电工程应用了土石坝，土石坝的分类方法有很多种，具体如下。
        1.1根据坝体中的材料进行划分
        由砂砾和土作为主要成分构成的坝体被称为土石坝，而由砂砾土壤和石料构成的坝体被称为混合土石坝。
        1.2根据施工方式进行划分
        土石坝又分为充填式、水冲填土、碾压式以及爆破堆石土石坝。在施工过程中对土石坝类型进行选择时，需要综合考虑不同施工区域的具体环境，具体至我国范围内，现今应用范围最为广泛的当属碾压式土石坝[1]。碾压式土石坝依据材料在坝身内的配置及防渗体所用的材料种类，可细分为均质坝、土质心墙坝、土质斜墙坝、多种土质坝等，
        1.3根据土石坝建筑的高度进行划分
        高度没有超过30m的土石坝属于低坝，高度在30～70m的土石坝属于中坝，高度超过70m的土石坝属于高坝。
        2土石坝填筑施工过程中的质量控制和施工技术
        2.1土石坝填筑施工前期的质量控制
        对土石坝进行正式施工前的工作要做好充足的准备。任何建筑都要根据建筑图纸来进行建设，而对于建设图纸的要求当然不能任凭设计师根据自身的经验来自由发挥，而是要求设计师对施工现场进行仔细的勘测，发现在大坝建设过程中可能出现的问题和本身水库的问题。图纸设计师根据对实际情况的勘测，进行挡水坝的设计，同时大坝设计要结合当下的实际技术情况和经济情况来绘制。土石坝与其他性质的大坝相比，所使用到的填筑材料都是可以进行就地取材的材料。因此，这就需要工作人员在施工前期进行材料的开凿，以避免施工过程中出现所选取的材料开采地无法开采或者开采出来的材料不能作为大坝填筑的材料等问题。除了前期的图纸设计与材料开采问题，在施工过程中也要进行定期的材料质量和工程建设进度的检查以监控工程建设中出现的质量问题，好进行及时的解决。对于大坝建筑的位置也要事先进行表面的杂物清理，以方便大坝施工的顺利进行。

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        2.2土石坝填筑施工过程中反滤层建筑的质量控制
        任何挡水坝的建设都需要首先考虑到反滤层的设计和建设问题。反滤层的建设是为了防止了水体渗出，导致大坝的坝体不稳甚至坍塌。因此反滤层的建设中首先应该注意到的问题就是，用于建设反滤层的材料内部要非常紧密，不能有漏空的地方出现，这就要求在反滤层的建设过程中工作人员要使用大型的机械工具把反滤层材料压实。在压实材料的施工过程中要注意到对压实部分进行严格的检查，防止出现没有压实的部分，影响大坝的使用周期。反滤层材料在进行压实的过程中势必会需要一个具体的数值来证明该材料已经达到了要求，所以对于材料的数值要严格按照国家相关建筑的数值要求进行压实。期间对于反滤层应该在哪进行建设，应该选取什么材料等都要按照设计师的图纸来进行，因为设计师在进行图纸绘制前都实际环境已经做了精密的勘测，不需要再浪费人力、物力来进行再一次过滤层位置选择。
        2.3土石坝坝料碾压实时监控技术
        传统土石坝压实质量检测是在事后进行的，即当碾压完成后，检测部门按照相应的检测方法对坝体进行检测，由于现行的检测方法耗时长，抽检点数量较少，检测结果无法代表整个坝面的压实质量，当发现个别抽样点不满足要求时，很难界定重新碾压的范围，容易造成其他合格区域的“过压”现象，碾压遍数控制法和碾压轮迹控制法都是经验性的工艺控制法，属于宏观过程控制，质量控制精度不高。为此，国际上20世纪90年代已系统地提出来了连续压实控制技术（简称CCC技术），一些欧洲国家开始建立相关技术标准，在铁路、公路、大坝、机场、地基等填筑工程领域进行了普遍应用。其原理是在土料填筑碾压过程中，根据土体与振动压路机相互动态作用原理，通过连续量的振动压路机振动轮竖向振动响应信号，建立检测评定与反馈控制体系，实现对整个碾压面压实质量的实时动态监测与控制，连续压实控制技术采用GPS实时动态定位和压实传感器监测技术，将振动压实机具作为加载设备，利用软件实时处理碾压机钢轮准确位置和振动量，根据压实机具与土体之间的相互作用，通过土体结构的反作用力（抗力）来分析和评定坝料的压实状态，进而实现碾压过程中压实质量的连续检测、连续控制，以图形、数值和声音信号等多种方式实时显示压实值，实现由点的抽样检测转变为覆盖整个碾压面的全面监控与检测。
        2.4瞬态瑞利波检测技术
        瞬态瑞利波检测技术是一种不仅利用了波的运动学特征，更重要的是利用了波的动力学特征对土石坝坝体填筑质量进行无损检测的新技术。在自由界面（如地面）上进行垂直向瞬态激振时，均会在其表面附近产生瞬态瑞利波，瑞利波在自由表面附近传播时，质点在波传播方向的垂直面内振动，振幅随深度呈指数函数急剧衰减，质点的振动轨迹在波的传播方向的铅垂面内作顺时针或逆时针的椭圆运动。在瞬态瑞利波检测技术中主要利用瑞利波与工程质量检测有关的主要特征，一是在分层介质中，瑞利波具有明显的频散特性，因而在不同地质层分界处瑞利波波速有变化，从而可以实现工程地质的分层；二是由于瑞利波的波长不同，穿过深度也不同，某一波长的波速主要与深度小于1/2波长的地层物性有关，因此，可以据此测定地质层深度及厚度；其次是瑞利波在介质中的传播速度与介质的物理力学性质密切相关，瑞利波速度值的大小可以反映出介质的物理力学特性和存在状态，因此可以据此判定被检测介质的密实度。
        瞬态瑞利波检测技术又称为频率测深技术，它是在地面上人工施加一瞬间冲击力，在地面附近产生一定频率范围的瞬态瑞利波，它是由多个简谐波组成，这些简谐波叠加在一起，并以脉冲的形式传播，每一个简谐波都以一定的相速度传播，速度是频率的函数。
        结语
        土石坝施工管理和自动化观测工作较为繁琐并且系统性较强，本文以云南某水库土石坝施工管理及自动化检测为研究对象，分析其施工过程中的施工管理内容以及自动化检测内容，以保证石坝的工程质量合格，进而保证施工企业和使用人员都能够满意，同时做到资源最大化使用。
        参考文献：
        [1]叶理辉.水利施工中土石坝施工技术分析[J].四川水泥，2019（5）：255.
        [2]牟雷.水利施工中土石坝施工技术的应用研究[J].科学技术创新，2018（12）：130-131.