浅析水利水电工程中的土石坝施工技术 李建辉

发表时间:2021/5/31   来源:《基层建设》2020年第30期   作者:李建辉
[导读] 摘要:土石坝施工技术属于我国水利水电工程施工建设中的主要技术,对工程施工质量产生着不同程度的影响,必须从土石坝施工的整体情况出发,明确土石坝技术在规划阶段、运输和挖掘阶段、压实阶段及筑坝阶段的施工要点,明确具体的施工流程和施工方式,规避施工过程中可能发生的问题,把握工程建设的整体工序和流程,提升土石坝技术的压实程度,优化防渗漏措施处理,以不断促进土石坝施工质量的提升。
        四川省人民渠绵阳建设公司  四川省绵阳市
        摘要:土石坝施工技术属于我国水利水电工程施工建设中的主要技术,对工程施工质量产生着不同程度的影响,必须从土石坝施工的整体情况出发,明确土石坝技术在规划阶段、运输和挖掘阶段、压实阶段及筑坝阶段的施工要点,明确具体的施工流程和施工方式,规避施工过程中可能发生的问题,把握工程建设的整体工序和流程,提升土石坝技术的压实程度,优化防渗漏措施处理,以不断促进土石坝施工质量的提升。
        关键词:水利水电工程;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(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土石坝技术施工要点
        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。
        2.2运输与挖掘
        土石料场内开展挖掘工作过程中,需要借助施工机械设备进行,依据建设区域的地质环境特征和土石料分布情况,合理选择挖掘方式。运输方式以自卸自走的运输方式为主,也可通过胶带机土石料运输,以将土石料向水利水电建设的位置运送。进行土石料挖掘过程中,可采用平面挖掘和立体挖掘两种方式进行,可从施工实际情况出发进行挖掘方式的选择,也可以结合两种形式进行土石料的挖掘,从施工过程中的土石料需求量和土石料分布状况,优化机械设备型号的选择。
        2.3坝体填筑施工
        为加强大坝填筑施工质量控制,监理工程师在大坝填筑过程中进行了全程旁站,要求承包人严格按照设计要求进行大坝填筑施工,严格控制料源质量,对不合格的爆破料严禁运输上坝。在填筑过程中严格控制铺料厚度、碾压遍数、加水量等施工参数,严格按照规定对每层填筑料进行试验抽样检测,同时结合北斗监控系统对大坝每层填筑料的质量进行检查验收。对大坝填筑过程施工质量控制管理的具体要求为:(1)坝体填筑前,先组织发包人、设计及承包人共同对坝基开挖质量进行检查验收。

为便于对验收中存在的问题进行及时处理,每次验收高度为5m,只有待坝基经“四方”现场联合检查验收合格后方能进行大坝填筑施工。(2)现场要求承包人设置坝体填筑分区规划牌,将准备施工填筑面的分区提前在规划牌上进行规划,规划牌能够清晰描述并反映填筑现场分区、填筑高程、填筑桩号等基本信息,现场填筑作业必须按规划牌所示的分区进行施工。由于坝体填筑是一个动态的施工过程,要求规划牌的施工信息要根据实际施工情况及时更新。(3)根据现场填筑分区规划牌所示,现场合理划分填筑铺料区、碾压区、待检区等并用白灰线统一标识,在施工区域设置施工标识牌以避免无顺序填筑、碾压,确保坝体填筑碾压质量。在坝料卸料、铺料时,要求避免粗细料分离,要求对垫层料、过渡料与主堆石料接触带处分离的块石集中问题进行清除处理。对于两岸岸坡和坝基部位局部机械设备不能铺料到位且振动碾亦不能有效进行碾压的地方,要求承包人采用人工配合机械的方式进行薄层摊铺,每层厚度不得超过25cm,并采用手扶式小型振动碾碾压密实。
        每层料填筑前,由监理工程师在现场对上一层料的填筑质量进行验收。首先确认底下的一层填筑料碾压施工已按批准的工艺参数完成、确认质量检测(试验检测)结果满足设计要求、大坝填筑北斗监控系统显示碾压图像完整并签署本层的填筑准填证后方可进行本层料的填筑作业。
        2.4混凝土施工质量控制
        (1)混凝土原材料和配合比控制。混凝土原材料和配合比对混凝土施工质量影响较大,所以应在源头进行原材料的检测,混凝土的配合比每次拌和前均需要抽样检查,及时调整配合比偏差,保证入仓后的混凝土料符合工程质量要求。(2)混凝土面板施工控制。铜片止水是混凝土面板重要的防渗主体,在进行混凝土浇筑时应注意对止水铜片装置进行保护,止水铜片周围浇筑的混凝土要保证振捣密实且不能损坏止水铜片。仓面的坡面长度较长时,卸料溜槽的长度也比较长,这时对混凝土质量及浇筑施工要求更高,混凝土料要有较高的和易性,避免浇筑的混凝土在初凝时产生冷缝。另外作为支撑挤压边墙设置的架立筋,在混凝土布料施工前应进行拆除,防止对混凝土面板造成基础约束。(3)温度控制。面板混凝土浇筑施工时应避开恶劣天气,如工期较近,必须在恶劣天气下施工时应做好防护措施,高温下施工应注意控制混凝土原料温度,并采取一定降温措施。低温下施工时应注意对出模的混凝土进行保温处理,保证混凝土浇筑的质量。(4)混凝土养护。混凝土面板是一种薄壁结构,容易受到当地环境影响,所以在混凝土面板浇筑完成后应注意进行保温保湿养护,初凝后的混凝土面板要在其上方布置多孔软管以形成自流水便于持续进行混凝土面板养护,直至大坝蓄水停止。
        2.5压实阶段
        土石料压实工作必须依据先进的施工机械设备进行,以保障土石料能够被碾碎和压实,分析土石料颗粒粒径的大小、空隙比和密实度,从其物理性质上分析土石坝建设的具体方式。土石料压实过程中,必须对其内部荷载力和防渗能力进行整合,采取对应措施促进物理学性能的提升,若是土石料的含水量较高,则土石料的施工难度也会随之增加,这就需要优先进行挖掘设备的选择,采用含水量较低的土石料进行干预。
        结束语
        目前生产生活领域离不开电力资源这一主要能源,该能源对人们的生活产生着极大影响,所以在多种形式电力生产工程迅猛发展的时代下,为满足人们对电力资源的需求,水利水电工程也不断加快建设。在水利水电工程建设过程中,土石坝技术的应用,可就地取材,节约水利水电工程建设成本,施工工序简单,结构安全性高,施工效率快,应用优势显著。
        参考文献
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        [2]刘利.探析水利施工中土石坝施工技术的运用[J].智能城市,2019,5 (23):176-177.
        [3]唐双平.浅谈水利工程土石坝施工的技术与趋势[J].农村实用技术, 2019(10):102-103.
        [4]罗飞轮.水利工程中土石坝的施工技术核心探究[J].工程建设与设计,2019(19):184-186.
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