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浅析工程条件对胶凝砂砾石坝的影响

发表时间：2020/12/23 来源：《基层建设》2020年第24期作者：周郅人

[导读] 摘要：针对胶凝砂砾石坝技术而言，在我国正处于应用起步阶段，缺乏对工程条件影像性的认识，常见的影响因素有气象、水文、地形等，胶凝砂砾石坝的科学性与砂砾料质量、岩基质量等有一定关系。

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        摘要：针对胶凝砂砾石坝技术而言，在我国正处于应用起步阶段，缺乏对工程条件影像性的认识，常见的影响因素有气象、水文、地形等，胶凝砂砾石坝的科学性与砂砾料质量、岩基质量等有一定关系。本文主要就工程条件对胶凝砂砾石坝的影响进行了探讨、分析，以供参考。
        关键词：工程条件；胶凝砂砾石坝；影响
        胶凝砂砾石坝属于一种新型坝型，介于散粒体与弹性体之间，相较于土石坝，抑或是面板石坝，其坝体断面可缩小，施工工艺则比重力坝更为简化，优势主要体现于骨料使用范围实现了拓宽，可对就近砂石材料进行运用，且不用级配，抑或是冲洗就可拌合，这在一定程度上减少了固废、筛分环节，促进了土石方运输机械使用率的提高，有效的确保了施工效果。
        1、气象条件的影响
        相较于散粒料，胶凝砂砾是一种硬填方，在基于硬填方筑坝技术的前提下来说，气温、降水是气象方面的常见影响因素。
        （1）气温。针对胶凝砂砾石而言，其级配条件相对较宽，不用对砂砾料予以筛分处理，拌合的材料具有水化热低的特点，温度较高往往不会导致温度控制问题的发生。但值得注意的是，施工期间，胶凝砂砾石的VC值与凝结时间、气温存在紧密的联系，如若温度较高，抑或是在太阳暴晒的情况下予以拌合处理，那么就会直接会损失砂砾石的凝结时间，如若VC值控制不良，则会在一定程度上缩短凝结时间，从而对胶凝砂石的碾压与层间结合造成影响［1］。另外，如若气温较低，会对胶凝砂砾石石坝的设计造成影响，这主要是因为胶凝砂砾石的抗冻融性较低，设计人员一般会采用设置保护层等方式来达到防止冻融破坏的目的。由此就可看出，气温会对胶凝砂砾石筑坝设计及施工造成一定的影响，在设计及施工阶段应充分考虑该因素。在基于现行胶结颗粒料筑坝技术导则的前提下来说，明确指出如若平均气温持续稳定5天左右，温度未超过5℃，抑或是连续5天的气温均处于一3℃以下，在施工时就需采取低温施工，考虑到气温骤降，采用覆盖保温的方式，当气温低于一10℃后，则不能进行施工。
        （2）降水。降水主要包含降雨和降雪，前者主要以东北地区冬天为主，在天气寒冷的情况下，填筑类作业较为少见，故降雨因素是最为关键的，如若降雨强度过高，会对拌合好的胶凝砂砾石造成严重的影响，即含水量增大，降低了填筑料的和易性及均匀性；在落实碾压的过程中，如若降雨量较大，则极有可能导致振动碾压机出现滑动，亦或是碾压层表面含水量较高等情况的出现，均会降低填筑质量。大量工程实践指出，在开展胶凝砂砾石填筑工作时，每小时的降雨量最好不超过4mm，以进一步对砂砾石材料的性质及和易性进行确保，但随着工程的进展，限定条件也有所放宽，以每小时在3mm范围最为适宜，降雨量较小的前提下，可以进行施工。值得注意的是，降雨还会对砂砾石的存储造成影响，当降雨量过大，就会导致自然堆放的砂砾石含水量过高，最终降低储料质量，故实际施工中就需重视对降雨、降雪因素的考虑，落实防护措施［2］。
        2、水文条件的影响
        在胶凝砂砾石筑坝施工中，水文条件也是常见影响因素，主要包含径流、泥沙等，在设计的过程中，需充分考虑此类因素，特别是要对洪水标准、坝高、库容等进行明确。针对径流及洪水而言，其主要发挥着调节设计坝体断面、泄水建筑物、控制设备的作用，直接影响着坝高的选择及泄水建筑物的布置。相关规定指出，当胶凝砂砾石坝坝高高于50米时，需完成必要专题论证的补充，并提出了50米以下坝高设计原则，故在对径流、洪水予以调节时，需对坝高因素进行充分的考虑。针对泥沙而言，其往往会对坝前泥沙淤积及泄洪泥沙含量、粒径组成等造成影响，如若河流的泥沙较多，受坝前淤积泥沙压力的影响，坝体的稳定性就会受到威胁，且泄洪建筑物的抗冲磨性也会受到泄洪泥沙含量，抑或是粒径组成的影响，故不可忽视对凝砂因素影响的考虑。
        3、地形条件适应性的影响
        通常情况下，胶凝砂砾石坝的白轴线往往为直线，与河流流向近于正交，有时为促使坝体两端坝头放在较好的岩基上，坝线会和河流流向斜交，但交角不宜太小，不然就会促使坝体工程量增加，从而对泄洪水流的顺畅性造成影响。相较于碾压式坝，胶凝砂砾石筑坝与之相同，特点朱啊哟体现于快速施工，故对于较宽的河谷，可作为胶凝砂砾石坝的布置地，这主要是因为如若河谷较为狭窄、岸坡陡峭，无法无机械设备的运作提供足够的空间，从而就无法实现快速施工。在基于地形条件适应性的前提下来说，受碾压设备运作空间的要求，相较于混凝土重力坝，胶凝砂砾石坝对河谷的宽度要求更高［3］。
        4、地质条件适应性的影响，
        针对地质条件而言，其主要包含了地基条件、天然建筑材料，通过对有关资料的分析发现，国外已建胶凝砂砾石筑坝的地质条件，包含了岩基质量、岩基上覆盖层厚度，前者所造成的影响主要体现于馄饨重力坝体主要依靠坝体自重、坝体和岩基连接，从而达到抗滑与抗倾覆的目的；梯形坝体底层基本是压应力，以依靠坝体和岩基的摩擦实现抗滑，加之所产生的垂直应力较为均匀，往往不会随着水库水位的变化而发生较大的改变，这也是有效区别梯形坝、直角三角形坝的关键。
        另外，在基于天然建筑材料的前提下来说，其主要包含了砂砾料、石料，在胶凝砂砾石坝的建筑材料中，砂砾石属于主要材料，往往在坝址区，抑或是库区的附近就可能遭到储量充足且质量合格的砂砾料，大多都具备开采条件及运输条件，不会对工程的安全、环境等造成较大的影响，这在一定程度上缩短了砂砾料的运输距离，减少了工程造价，对此在选择坝址时，就需充分考虑此类因素。但值得注意是，砂砾料质量会对工程质量造成直接的影响，如若含水量过高、含砂量过低等均属于质量不合格的砂砾料，不可应用到施工中［4］。另外在，针对石料而言，其在胶凝砂砾石坝中主要被应用到了保护层、基础垫层、泄洪底孔等混凝土施工中，受混凝土在大坝工程量中占比不大的影响，虽然对石料的量要求不大，但质量要求则非常严格，避免不合格的石料应用，以免导致混凝土质量不达标。
        5、工程条件影响性分析汇总
            表1工程条件对胶凝砂砾石坝的影响汇总

        6、结语
        综上，工程条件会对胶囊砂砾石坝造成一定的影响，从而制约工程建设，尤其是坝址地质条件、天然建筑材料，直接决定着筑坝的可行性，这主要是因为如若覆盖层厚度过大，抑或是岩基质量不合格，则会对胶凝砂砾石坝的经济性造成影响，而如若坝址区附近的砂砾石储量不够，抑或是开采区离坝址较远，受远距离运输的影响，就无法实现因材适构，不利于快速施工，对此需充分考虑各因素对胶囊砂砾石坝，严格按照相关规范要求开展施工，以确保工程质量。
        参考文献
        ［1］吕建文.守口堡水库胶凝砂砾石坝冬季防冻保温措施方案比选［J］.山西水利，2018（2）：456-457.
        ［2］王莎.胶凝砂砾石坝全过程质量控制及可靠度分析［J］.中国水利水电科学研究院，2019（2）：132-133.
        ［3］李富源.胶凝砂砾石坝施工分层模型试验研究［J］.华北水利水电大学，2017（5）：89-90.
        ［4］吴海林，彭云枫，袁玉琳.胶凝砂砾石坝简化施工温控措施研究［J］.水利水电技术，2017（2）：45-47.