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水利施工中土石坝施工技术研究

发表时间：2020/12/21 来源：《基层建设》2020年第24期作者：谢国章

[导读] 摘要：在城镇化发展背景下，土石坝工程项目增多，土石坝施工技术为水利施工中常用的坝体施工技术，其施工质量直接关系到土石坝工程作用的发挥。

        身份证号码：43012419831010xxxx
        摘要：在城镇化发展背景下，土石坝工程项目增多，土石坝施工技术为水利施工中常用的坝体施工技术，其施工质量直接关系到土石坝工程作用的发挥。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。文中从水利施工中土石坝施工技术特点入手，论述施工要点，保障土石坝施工技术的合理应用。
        关键词：土石坝工程；土石坝；施工技术
        1水利施工中土石坝施工技术特点
        在水利施工中，应用的土石坝类型较多。根据坝高，土石坝划分为低坝、中坝、高坝；根据原材料，土石坝划分为均质坝、非土料防渗体坝、土质防渗体分区坝；根据施工技术，土石坝划分为碾压式土石坝、定向爆破堆石坝、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水利施工中土石坝施工技术要点
        基于土石坝施工技术的优势，施工单位应在水利施工中规范应用该技术，保障其优势有效发挥。本文结合土石坝施工流程，总结施工技术要点，为施工单位提供理论与实践帮助［1］。
        2.1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。
        2.2土石料开采与运输
        在料场规划完成后，施工单位应该按照规划内容进行土石料的开采，并根据土石坝的施工要求，对土石料进行初步加工，将加工后的土石料运输至施工现场，为土石坝施工提供充足材料。在土石料开采中，常用爆破开采技术，如深孔梯段爆破技术、洞室爆破技术等，对于爆破获取的大粒径石块，应配置碎石机将其破碎为合适粒径的土石料，符合土石坝施工要求；在土石料加工中，应通过蒸发、掺料、加水等方式调节土石料的含水率，使其与最佳含水率间的差值低于2%，为压实施工奠定基础，使土石坝含水率达标；在土石料运输中，施工单位应根据空间规划内容，选择最短路线运输土石料，保障材料供给的持续性。
        2.3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。

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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。
        2.4坝体填筑施工
        在坝基与岸坡处理完成后，需进行坝体填筑施工，通常选择平起填筑技术，进行分层填筑，每层填筑的厚度控制在10~20m之间。在实际施工中，平起填筑无需接缝或削坡，可利用大型设备实施流水作业，施工效率高、质量有保障。对于土石坝的反滤层，施工单位可根据施工现场状况，选择挡板法或削坡体等填筑工艺。无论哪种填筑工艺，均需注意犬牙更替现象，通过材料休止角，控制犬牙的大小，要求犬牙交错带低于填筑厚度的1.5~2倍［2］。
        2.5土石坝压实施工
        在填筑施工完成后，需进行压实施工，通常选择夯机动力预压技术，提高土石坝的密度，避免土石坝出现变形。基于坝体的分层填筑工艺，施工单位应进行分层夯实，确保每层填筑土石料的密实度满足施工要求，减少坝体沉降，提高土石坝施工质量。为保障土石坝压实度满足工程要求，施工单位应在施工期间进行实时监测，在每层填筑土石料压实施工完成后，监测其压实度，确保其符合要求后，方可进行下一层填筑，保障施工技术水平，提高土石坝施工质量。在压实施工完成后，应结合设计要求验证坝体各项参数是否符合要求。对于坝坡而言，通常设计为三级变坡，上游坝坡的坡度分别为1：3、1：3.25、1：3.5，下游坝坡的坡度分别为1：2.5、1：2.75、1：3；对于坝顶宽度而言，要求中低坝的最小宽度＞5m；对于坝顶高程而言，应结合设计数值与校核数值进行验证。例如，对于设计静水位363.2m，校核364.81m，设计防浪墙顶高程366.19m，校核366.38m的土石坝，其坝顶高程应控制在365.18m。
        3强化施工的技术管理
        对于技术管理过程中，需要构建完善的技术文件审核和审批制度。依照所签订的施工合同，其中已经签订好施工设计图纸和有关的设计方案，针对签订好的材料以及文件等进行更加细化的检查，从而可以满足实际施工的要求。平日施工过程中，要督促施工企业严格依照审核通过的设计图纸进行对应的施工。尤其是建设过程中的重要环节，比如施工中技术方面要着重加强管理，从而使技术能够达到实际施工的标准。对于重要的施工环节而言，要特别注意专业的质量管理工程人员务必要有严格的审查，签订后才可以进行各施工环节。土石坝工程验收阶段的质量管理，是整个建设工程质量管理的最后一道关卡，主要集中竣工后一些缺陷的维护和修复，以及竣工产品的检验和保护。所以，强化竣工后质量验收成为关键。必须选择科学合理的质量管理方法，确保土石坝工程整体质量达到使用标准。尤其是在土石坝工程建设过程中，有的区域可能已经完工，还有的区域需要实施，这就需要加强对已完工或正在实施的部分工程的保护，避免因施工工艺、工艺不当或出现意外情况而造成局部缺陷和成品损坏。针对质量验收结果不符合标准的地方，要立刻安排工作人员开展修复以及重建工作，以免由于部分问题而给整个土石坝工程项目建设带来不利影响。
        结论
        综上所述，土石坝施工具有成本低、结构简单、施工便捷、适应性强等优势。在水利施工中，施工单位应做好料场规划，规范土石料的开发与运输，合理处理坝基与岸坡，规范坝体填筑施工与土石坝压实施工，保障土石坝施工质量，提高土石坝工程整体效益。
        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（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.