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水利水电工程中的土石坝施工技术研究刘珂

发表时间：2020/11/12 来源：《基层建设》2020年第21期作者：刘珂

[导读] 摘要：土石坝填筑不单单是简单的用石头和泥土对大坝进行填充，在施工过程中，稍有不慎就会影响到大坝今后的使用情况。

        安徽祺泰建设工程有限公司安徽池州 247100
        摘要：土石坝填筑不单单是简单的用石头和泥土对大坝进行填充，在施工过程中，稍有不慎就会影响到大坝今后的使用情况。作为需要严谨对待的施工建筑，在进行大坝填充的过程中要保证填筑所需要的材料不会出现质量问题。运用专业的建筑技术能力，对施工现场进行严格的质量监管和控制是建筑人员应该注意的问题。本文将从土石坝填筑过程中的质量控制方面给出建议。
        关键词：土石坝；施工技术；水利水电
        引言
        作为基层水利工作者，土石坝技术是必须要掌握的专业技术之一。本人一直从事土石坝的设计、施工和建设管理，工作中对土石坝技术上的创新进行了研究和探讨，形成了一些研究成果，现撰写成文，以供基层的同行参考。
        1水利水电工程中的土石坝施工技术
        1.1施工准备
        （1）工程地质勘察。提前对工程地质地貌结构、水文条件、交通情况、土质厚度等施工因素进行综合勘察，合理制定碾压土石坝施工方案，有效规避施工风险，预防各类施工问题的出现。在该工程中，尾矿库区分布在晚古生代陆缘盆地，场区附近构造主要表现为褶皱和断裂。矿库周边地质结构存在熔岩、崩塌及危岩体等不良地质作用。同时，坝址区分布地层由细砂、粉土、圆砾、强风化粉砂岩、中风化粉砂岩、强风化泥岩等构成，该区域地表水主要由大气降水、径流沿线泉水进行补给。最终，该工程选择建设碾压式土石坝，施工场地内没有出现泥石流、地面沉陷、活动性断裂、采空区等不良地质作用。（2）筑坝材料的选取。在工程施工中，筑坝材料料场与坝址区间隔距离为2km，所选取筑坝材料与地层岩性为卵砾石，料场表面无植被覆盖，可开采面积大、地下水位埋深大、已探明储量满足土石坝施工要求。
        1.2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。此外，为避免原岸坡土基在碾压时受到破坏，与岸坡结合位置宽1.5m~2.0m及边角位置，严禁使用羊角碾、夯板等实施碾压，并确保坝体压实搭接宽度＞1m。（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。
        1.3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。

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（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。
        2水利水电工程中的土石坝施工管理措施
        2.1土石坝填筑施工过程中坝体建筑材料的质量控制
        土石坝的建设中需要的原材料大多都是泥土和石头。对于不同层面的衔接处都应该使用不同的材料进行联结，保证各个联结面之间不会出现镂空渗水的现象保证土石坝的质量安全。对于土石坝建设过程中的材料要做到“纯粹”，里面不会夹杂到其他的杂物，影响材料的质量，降低使用材料所达到的效果。因此，在材料的运输过程中，要尽量避免将材料在不借助运输工具的情况由高处向低处直接抛出。一是容易造成施工现场不安全，威胁到施工工人的生命；二是在不借助运输工具的情况下，容易导致材料在不经意间沾到别的杂质，影响建筑效果。对于更加边边角角的建筑来说，要更加注意材料的细致程度，因为对于细节的忽视，往往会造成整个大坝的决堤。除此之外，对于土石坝施工过程中的每一项建设步骤甚至材料选择都在严格按照设计图纸进行，对于过程中的参数要求要严格遵照国家有关规定进行才能更加确保土石坝的质量安全问题。
        2.2控制填筑压实度
        在工程施工中，于滤水拦砂坝下游区域修建一座碾压式土石坝的截渗坝，坝顶标高2110.00m，坝高6m，坝顶宽3m，坝轴线长64m，上下游坡度均为1：2.5，库容约为2.8万m3。该截渗坝所采用筑坝材料为卵砾石，为保证坝体填筑压实度符合施工要求、充分发挥坝体截渗作用。在坝体填筑环节，提前对所配置筑坝材料开展质量检测工作，明确要求筑坝材料的细粒大于0.075mm。并将粒径小于这一标准的细粒所占比例控制在5%以内。同时，要求填筑材料的曲率系数为Cc＝1-3，不均匀系数Cu大于5，及时将不符合以上级配标准的材料进行更换。同时，对第四系覆盖层开展整体清除作业，换填为卵砾石层，再组织开展坝体碾压作业，直至坝体相对密度大于0.85、干容量大于19.5kN/m³、地基承载力大于200kPa为止。
        2.3坝基处理
        在尾矿库工程前期施工阶段中，根据工程地质勘察结果得知，坝址及库内所分布地下水、地表水的水质较差，将对混凝土与土石坝坝体结构造成一定程度的腐蚀影响；地下水主要分布于溶蚀裂隙当中，并在水平高度较低处的垭口处泉眼加以排泄；坝址第四系覆盖层厚度较大，所建设碾压土石坝将受到地震液化因素的影响，对坝基承载性能造成干扰等等。针对以上问题，施工企业针对性开展构筑物与碾压土石坝体防腐施工；做好坝体引流与排渗施工措施，避免岩溶水持续冲刷土石坝；对坝基进行处理、减小地震液化危害系数；将第四系覆盖层换填为强风化粉砂岩层等坝基处理措施，最大程度降低环境因素对碾压土石坝施工质量的影响系数。
        2.4土石坝填筑施工过程中的质量检测
        对于土石坝的质量检测不单单局限于工程结束后的大体检查，在施工中的每一项步骤都应该进行检查。对于建筑材料采用定期的宏观检查和不定期的抽查，才能保证工作人员在工作过程中不弄虚作假，保证材料和工程的质量安全。其他对于泥土颗粒等的详细计算可以按照规定和依据公式来进行更加科学的计算，保证土石坝的工程质量。
        结语
        综上所述，在水利工程施工中，针对各项施工质量问题，应结合工程施工情况与水文地质条件，严格控制坝体填筑压实度，掌握各项施工工序流程，灵活应用以上质量控制策略，不断创新与改善施工技术，更好的促进碾压式土石坝施工进程的发展。
        参考文献：
        [1]刘萍.浅析碾压土石坝施工质量控制要点[J].低碳世界，2017（14）.
        [2]周贵明.碾压土石坝施工工艺与质量控制[J].低碳世界，2016（26）.