水利施工土石坝施工技术探讨

发表时间:2021/4/23   来源:《工程建设标准化》2021年第1期   作者:  类延凯
[导读] 本文主要从土石坝施工技术分析,等几方面探讨了主题,旨在与同行共同学习,共同进步。
        类延凯
        山东展蓝建设有限公司    山东临沂    276000
        摘要:本文主要从土石坝施工技术分析,等几方面探讨了主题,旨在与同行共同学习,共同进步。
        关键词:水利水电;土石坝;施工技术
        土石坝施工技术是水利水电工程施工中常见的施工技术,具有施工工艺简单、维修方便、施工成本较低等等优势,因此应用十分广泛。实际的施工过程中,为了保证工程质量,必须严格控制施工工艺流程,本文主要介绍水利水电土石坝施工技术的施工方法,希望能对同类型工程有一定的参考作用。
        一、土石坝施工技术概述
        施工技术的不断进步促进了机械设备和建设材料的完善,土石坝最主要的建筑原料就是土料、石料以及混合料,三种施工材料堆筑建成的挡水坝就是土石坝。根据土石坝筑坝材料的不同,土石坝的种类也有所差异,常见的土石坝有堆石坝、土坝以及土石混合坝等形式;根据土石坝施工工艺的不同,土石坝可分为水中填土坝、充填式土石坝、定向爆破堆石坝等形式;依据土石坝的坝高不同,坝高高于30 m 的称为低坝,在30~70 m 之间的视为中坝,高于70 m的即为高坝。
        二、土石坝的优点及缺点分析
        1.土石坝的优点
        土石坝工程都是就近取材或者就地取材,大大节省了钢材、水泥和木材等建筑材料,减少了运输费用,减少了工程的成本。
        土石坝结构简单,建成以后维修比较简单,在原有的坝建基础上进行加高和扩建比较容易进行。
        由于土石坝的坝身是土石散粒结构,它适应变形的特点非常突出,因此在选择搭建坝基时,对低级的要求很低。
        土石坝的施工还有技术简单,工序少,组合机械能很快施工的优点。
        2.土石坝的缺点
        对于排洪方面由于坝顶不能溢洪,一般要另外设计溢洪道。由于土石坝的材料很大一部分都是黏性的土料,因此它的填筑会因气候的变化而受到影响。散粒结构的坝身容易导致坝体沉陷和不均匀沉陷。
        三、土石坝施工技术分析
        1.施工设备的选择及操作
        土石坝建筑施工的施工设备必须要满足工程施工要求,施工单位在购置机械设备时,要保证其性能良好,机械质量合格,易于操作。在设备施工操作时,现场的施工人员必须要严格按照设备使用说明进行相关操作,当有些设备需要配合使用时,也要保证两个设备或者两个以上设备型号相互匹配。
        2.料场规划
        土石坝施工中,料场的合理规划和使用,是土石坝施工中的关键技术之一,它不仅关系到坝体的施工质量、工期和工程造价,甚至还会影响到周围的农林业生产。
        3.土石料加工与运输
        清除表层及不合格料后的上山料场的土料均可上坝填筑,但由于粘土颗粒小,比表面积大,亲水性强,水对土料工程性能影响大,填筑压实有最佳状态的最优含水率问题,鉴于有此特点,要求对土料的含水率进行控制,必要时按规范进行水份调节处理,保证在填筑压实时含水率在最优含水率±2%左右为合格料。调整土料含水量有两种方法:第一,降低土料含水量的方法有挖装运卸中的自然蒸发、翻晒、掺料、烘烤等方法。第二,提高土料含水量的方法有在料场加水,料堆加水,在开挖、装料、运输过程中加水。砾土中超径石含量不多时,常用装耙的堆土机先在料场中初步清除,然后在坝体填筑面上进行填筑平整时再作进一步清除;当超径石的含量较多时,可用料斗加设蓖条筛(格筛)或其他简单筛分装置加以筛除,还可采用从高坡下料,造成粗细分离的方法清除粗粒径。粗粒径较大的过渡料宜直接采用控制爆破技术开采,对于较细的、质量要求高的反滤料,垫层料则可用破碎、筛分、掺和工艺加工。


        4.填筑施工过程中的技术分析
        (1)土石坝的坝面施工程序主要包括了铺料、洒水和压实以及质检等几个阶段。坝面的工作由于工作面较为狭窄以及工种和工序、机械设备都较多,所以在施工的时候就要考虑到要妥善的安排组织和规划。为了避免在坝面的施工中出现人为的干扰等而延误施工的进度,就要采用流水的作业施工。流水作业施工组织应该要先按照施工的工序来对坝面进行分段,然后再组织相应的施工队来进行工作。
        (2)在施工中一般来说都是采用平起填筑施工的方法。这种方法的好处就是可以有效的减少接缝、削坡等工序,有效的保证了填筑质量;第二就是保证了有尽可能大的碓石的填筑面,这样有利于大型的机械进行施工;第三就是有利于在继续填筑的时候布置到防渗区的道路中;有利于减少料届的偏差以及相邻料的平起填筑的时候的跨缝碾压等。
        (3)要在土石坝进行分层强夯填筑的时候,要严格的控制每一层土石的厚度,要保证其在10m~20m 之间。同时还要采用较大能量的夯机动力来进行玉雅,这样能够提高土石料的密度并且能够消除变形等。在分层铺筑夯实的过程之中,在夯击之后要在土石层中进行新的填筑,然后再进行夯击,一直到坝体达到了我们所需要的高度。在这个过程中要控制每一层的土石的填筑厚度以及在夯击时的能量,这样才能够让坝体的密度和强度等都能得到显著的提高,并且可以大大的降低工程量以及造价等。
        5.反滤层的填筑方法,大体可分为削坡体、档板法及土、砂松坡接触平起法三类。土、砂松坡接触平起法能适应机械化施工,填筑强度高,可做到防渗体、反滤料与坝壳料平起填筑,均衡施工,被广泛采用。根据防渗体土料和反滤层填筑的次序,搭接形式的不同,可分为先土后砂法和先砂后土法。无论是先砂后土法或先土后砂法,土砂之间必然出现犬牙交错的现象。反滤料的设计厚度,不应将犬牙厚度在内,不允许过多削弱防渗体的有效断面,反滤料一般不应伸人心墙内,犬牙大小由各种材料的休止角所决定,且犬牙交错带不得大于其每层铺土厚度的1.5~2 倍。
        四、预防裂缝的常见措施
        1.在桥梁的最初设计时,在容易出现裂缝的位置添加一些钢筋的设计,具体可以在孔洞周围以及转角处布置一些倾斜的钢筋来增强拉力,特别应当注意在设计中降低桥梁结构的约束度,并降低对混凝土钢筋的保护层的厚度,因为保护层的厚度愈大愈容易发生裂缝。
        2.为改善和调节混凝土的性能、节约水泥而掺加的有机、无机或复合的化合物,这就是混凝土的外加剂。外加剂可以从以下几个方面来选择:改善混凝土拌合物流变性能的外加剂;调节混凝土凝结时间、硬化性能的外加剂;改善混凝土耐久性的外加剂;改善混凝土其它性能的外加剂。这样做可以降低最终收缩值、改善混凝土的工作度、增强抗渗能力,还可以增加混凝土的密实度,并替换等量的水泥,减少水泥用量,降低成本、这样做最大好处是可以降低混凝土水泥化的温度,降低出现温度裂缝的出现几率。
        3.在混凝土的骨料上选择应本着选取质量好的骨料,粗骨料包括卵石、碎石、废渣等;细骨料包括中细砂,粉煤灰等。选择这样的骨料可以降低干缩、水化热,并能获得相对较小的孔隙率以及表面积,降低了混凝土出现裂缝的几率。
        4.在桥梁的施工过程中对混凝土的运输、浇筑和温度及表面的保护,是减少混凝土裂缝的关键。在较高的温度事施工,应当就露天的砂石料用帆布覆盖,也可以用水对砂石料进行降温。在混凝土搅拌的过程中向混凝土加添温度相对低得水,来降低混凝土入模温度,从而实现我们降低混凝土裂缝的目的。
        结语
        总之,在土石坝建筑施工过程中,严格按照施工设计的各项操作规范,并在具体施工现场做好监督管理工作,确保施工质量和土石坝的建筑质量,为我国水利水电事业做出努力。
        参考文献:
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        [2]梁树安.水利工程中土石坝的施工质量控制措施[J].科技创新导报,2012,(34).
        [3]刘春来.试析水利工程土石坝施工现代技术的应用[J].企业技术开发月刊,2013,(12).
        [4]朱炳浩.大体积混凝土防裂施工技术探讨[J].硅谷,2008(22).
        [5]刘亚涛.水利工程坝体填料分区的影响因素分析[J].科技资讯,2010.17
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