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水利水电工程中的土石坝施工技术研究张毅

发表时间：2020/12/15 来源：《基层建设》2020年第24期作者：张毅

[导读] 摘要：经济的发展，城市化进程的加快，促进水利水电工程建设项目的增多。

        舟山市永川水利建筑工程有限公司浙江舟山 316000
        摘要：经济的发展，城市化进程的加快，促进水利水电工程建设项目的增多。在城镇化发展背景下，水利水电工程项目增多，土石坝施工技术为水利水电施工中常用的坝体施工技术，其施工质量直接关系到水利水电工程作用的发挥。就此，施工单位应明确土石坝施工流程，掌握施工技术要点，做好人员组织与材料设备管理工作，方可发挥土石坝施工技术优势。本文就水利水电工程中的土石坝施工技术展开探讨。
        关键词：水利水电工程；土石坝；施工技术
        引言
        新时期，水利水电工程土石坝坝体施工技术不断发展，在有效的开展施工研究过程，应该结合具体工程实际，科学的引入更加高效的技术措施，从而才能有效的保证施工建设质量。
        1水利水电施工中土石坝施工技术特点
        在水利水电施工中，应用的土石坝类型较多。根据坝高，土石坝划分为低坝（高度＜30m）、中坝（高度在30-70m之间）、高坝（高度＞70m）；根据原材料，土石坝划分为均质坝（原料为均一土料）、非土料防渗体坝（原料为透水性高的土料和透水性低的粘土）、土质防渗体分区坝（原料为混凝土等人工材料）；根据施工技术，土石坝划分为碾压式土石坝（碾压填筑施工而成）、定向爆破堆石坝（定向爆破技术）、冲填式土石坝（冲击填筑而成）。基于土石坝的施工原理及不同类型，在水利水电施工中表现出如下优势：（1）成本低，土石坝就地取材，需要采购的钢筋、水泥等材料较少，材料采购、运输成本显著减少；（2）结构简单，和其他坝体相比，土石坝的结构简单，便于后续改建；（3）施工便捷，基于土石坝的简单结构，施工工序较少，机械化水平较高，有助于施工效率的提升；（4）适应性强，土石坝的坝身由土石散粒体组成，适用于不同地基。
        2土石坝防渗技术
        2.1混凝土防渗墙
        混凝土防渗墙需要用到专门的造孔机械设备，在操作过程中，需要不断地在松散、透水的地基上造孔，以泥浆固壁，在泥浆下向孔内灌注混凝土，从而得到一整道直立且连续的防渗墙，以充分发挥拦截坝体与坝基渗漏的重要作用。就目前而言，该项技术不断趋于成熟，在砂层、淤泥层等多个领域都取得了一定的成果。混凝土防渗墙主要应用于地形复杂的基础防渗，同时在土石坝的坝身防渗等工作中也可以起到一定的作用，具备工艺先进化水平高、施工效率高、成墙效果直观、适应范围广、防渗效果显著以及节省成本等显著优势，在实际的施工过程中，需要对接缝质量等细节问题引起足够的重视。
        2.2坝体渗漏加固处理技术
        坝体防渗标准是为了保证坝体和坝基的渗透稳定性，其抗渗坡度和渗流速度应满足工程施工的要求，应尽量控制渗流，避免发生结构渗漏。在坝体渗透加固处理中，常用的方法有灌浆法、斜墙法等。以灌浆防渗技术为例，也就是结合灌浆材料不同，划分为三类，一个是黏土浆或黏土水泥浆，适合应用在坝身和非岩性坝基防渗加固中。另一个是水泥灌浆，适合应用在破碎岩基的固结灌浆和帷幕灌浆，最后一个是化学灌浆，适合应用在坝基防渗。灌浆方法分为两种，一个是填充法，另一个是劈裂法。填充法也就是在小的灌浆压力作用下，把浆液灌入到坝体开裂位置，堵塞裂缝。
        2.3高压喷射灌浆防渗
        高压喷射灌浆需要用到钻探机钻孔完成具体操作，首先需要按照设计要求将安装有特制合金喷嘴的注浆管下到预定位置，然后使用高压泵喷射浆液破坏原有土体，实现土粒与浆液的充分混合并得到固结体，固结之间体交互连接即可得到连续性的防渗帷幕，主要发挥拦截渗漏的防渗作用。现阶段，该项技术广泛应用于众多防渗工程施工中，尤其在软基加固方面取得了一定的成果，而很少应用于全风化花岗岩地层方面的防渗工程。

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高压喷射灌浆防渗主要适用于以下土质：砂土、淤泥、软弱黏性土和粒径不超过5cm的砂卵石等，在灌浆过程中，其深度始终低于50m，具备施工效率高、防渗效果好、不受水位影响、安全性与可靠性高以及造价成本低廉等显著优势。
        3水利水电工程施工中土石坝施工技术要点
        3.1做好料场规划
        在土石坝施工中，料场规划为基础、关键环节，施工单位应从空间、时间与数量三方面入手，进行料场规划工作。在空间规划中，施工单位应结合施工现场实际状况，合理选择料场的位置，优化配置料场的高程，尽最大限度缩短料场到施工现场的运输距离，支持低料低用及高料高用，提高土石料应用效率，减少施工能耗与成本。对于条件允许的施工区域，要求水利水电施工的上下游及左右岸等区域实现同时供料，提高施工效率。在时间规划中，施工单位应结合空间规划内容，制定完善料场开采计划与土石料应用计划，在旱季，优先应用含水量高的土石料；在雨季，优先应用含水量低的土石料；在上游，优先应用易淹料场，最大限度发挥土石料的价值。在数量规划中，施工单位应结合土石坝施工的工程量，准确计算料场的开采量，保障土石坝施工期间材料的不间断供应，并避免材料开采过多出现浪费。通常来说，料场的土石料开采数量应高于坝体填筑量，可按照如下比值开采：对于土料，开采量与填筑量比值应控制在2~2.5之间；对于石料，比值为1.5~2；对于砂石料，比值为1.5~2；对于水下砂砾料，比值为2~3；对于反滤料，其筛后处理获得的有效方量应超过3。
        3.2碾压施作
        （1）碾压设备选型。各种碾压设备的所发挥的压实作用存在较大差异，所以在碾压过程中，需要以填筑要求为依据，选择合适的碾压设备。借鉴积累的实践经验可以发现，当实施碾压的时候，应用的设备应该达到碾压强度要求，同时与填料物理学性质等相符。（2）碾压方式选定。以碾压设备为依据，采取合适的碾压方式，一般有两种，一种是进退错距法，另一种是圈转套压法。就前者而言，其操作方便、快捷，不同工序协同进行，主要包括碾压与铺土等，可获取良好压实效果。再就后者而言，此种方法对工作面提出较高要求，宜应用于多碾滚组合碾压，在应用该方法开展作业的过程中能够取得良好效率，不过由于转弯交接比较多，所以容易引发超压现象，如果转弯是小半径，那么容易对土层产生影响，导致其出现扭曲，进而破坏其剪力，同时转弯位置容易发生漏压现象，无法保证压实质量。
        3.3处理坝基与岸坡
        在土石坝施工前，应做好坝基与岸坡的处理，奠定良好基础。在坝基处理中，施工单位应按照从下至上的顺序进行挖掘施工，对于覆盖层较浅的区域，将坝基开挖为截水槽，填筑和坝体防渗体一致的土料；对于覆盖层较深的区域，坝基开挖技术选择灌浆法。对于存在泉眼、断层等问题的坝基，应采取针对性修复措施，保障坝基稳定性。在岸坡处理中，应将岸坡表层的杂草、乱石清理干净，并调整岸坡的坡度，保障坝体和防渗体间的密封性。对于以岩石材料为主的岸坡，要求坡度在1：0.75内，并连接位置设置粘土浆液；对于以粘土材料为主的岸坡，要求坡度在1：1.5内。
        结语
        综上所述，随着科学技术的进步与发展，大量的新型技术、工艺与材料得到了广泛普及，土石坝防渗技术也处于不断的创新与完善的过程中。对于上述所提到各项防渗施工技术而言，其应用与发展都在一定程度上促进了水利水电工程所发挥效用的最大化，有利于水利建设领域的健康可持续发展。
        参考文献：
        [1]叶理辉.水利水电施工中土石坝施工技术分析［J］.四川水泥，2019（05）：255.
        [2]肖晗.水利水电工程中土石坝施工技术分析［J］.科学技术创新，2019（27）：129-130.
        [3]郭友波.水利水电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.