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水利工程中的土石坝施工技术研究

发表时间：2021/6/16 来源：《建筑科技》2021年4月上作者：薛峰

[导读] 我国在建高土石坝的数量逐渐增加，目前已建成多种坝型，其中土石坝约占总坝型的80%，随着我国大型工程的不断发展，我国高土石坝建设也迅速发展，从而带动了土石坝施工技术的发展和进步，我国大型新型工程机械的出现和发展，在一定程度上促进了高土石坝建设的快速发展，一些高土石坝，如沥青混凝土面板堆石坝、混凝土面板堆石坝和心墙土石坝，由于其自身的优点，如工期短、工程造价低，已逐渐在水利水电工程中得到应用。

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摘要：我国在建高土石坝的数量逐渐增加，目前已建成多种坝型，其中土石坝约占总坝型的80%，随着我国大型工程的不断发展，我国高土石坝建设也迅速发展，从而带动了土石坝施工技术的发展和进步，我国大型新型工程机械的出现和发展，在一定程度上促进了高土石坝建设的快速发展，一些高土石坝，如沥青混凝土面板堆石坝、混凝土面板堆石坝和心墙土石坝，由于其自身的优点，如工期短、工程造价低，已逐渐在水利水电工程中得到应用。
关键词：水利工程；土石坝；施工技术研究
        前言：土石坝作为一项水利工程，其施工质量尤为重要。由于工程施工环境相对复杂，对施工技术要求严格，应建立相对完整的施工质量管理体系来保证。土石坝工程质量控制涉及到工程建设的各个环节，相关人员应全面控制和管理细节，不断提高土石坝工程施工的整体质量，落实施工管理工作。
        1.土石坝建设概述
        土石坝由于其特殊的组成，不能一次完全压实，需要反复回填碾压。只有回填碾压到一定厚度，才能体现土石坝的超固结特性。然后继续重复上述要求，只有经过反复碾压的高强度土石方才能满足水利施工中的技术要求。如果不重复压实，应力和变形的计算结果会不准确，通常低坝会变大，高坝会变小。因此，在土石坝工程中，必须反复夯实，达到科学合理的厚度。从土石坝技术的应用特点来看，即原材料获取非常方便，可以根据当地情况，经常堆土料和石料。而且这种技术的应用对原材料的要求不是很高，施工过程对木材和钢材的要求也不是很多，对于运输成本是一种有效的节约，施工过程也比较简单。在维护和扩建过程中，对地基的要求不是很高，主要是因为土石是粒状的，适应性强。至于土石坝技术的缺点，主要原因是土石之间的凝聚力比较小，坚固性不够，所以一旦发生大型水利灾害或洪水灾害，很容易被冲走。受外界温度影响，容易降低其密实度。经过长时间的雨水冲刷，泥土和石头很容易形成淤泥，很难清理干净。另外，由于土石坝本身结构的限制，无法溢流，导流效果也不是很好。再者，由于自然条件等因素的影响，水利工程的建设工期容易延误，需要经常维护，导致管理成本无形中增加。
        2.土石坝施工技术应用的优势
        在水利水电工程建设中，土石坝的建筑材料简单，施工过程中不需要大量采购建筑材料，大部分建筑材料可以在当地获得，可以在当地建筑市场购买，减少了长途运输造成的生产成本浪费，节约了建筑成本投资，提高了企业建设的经济效益。土石坝技术具有相对简单的结构特点，传统设计方法单一，保证了施工过程的简化和快捷。土石坝技术施工过程中，不会对原有建设项目造成破坏，有利于环境保护，不需要对施工环境结构进行重大改变。自身扩展性和适应性比较强，有利于根据建设项目的量进行扩建建设，保证建设项目的局部合理性，发展空间广阔。
        3.土石坝的特点
        土石坝是我国水利工程史上最常用的筑坝方法。其特点是：一是土石坝施工成本相对较低，因为施工过程中大部分主要材料来自现场开采，不需要钢筋、木材、水泥等材料，降低了材料和运输的成本投资。其次，结构简单，现场开采的材料可以直接用于筑坝，几乎不需要额外加工，即使筑坝已经完成，也可以随时修整。第三，适应性强。由于土石坝的主要材料大多来自施工现场，施工现场的环境对其影响很小，大坝建成后不会有太大变化。最后，构造简单。土石坝材料开采后，利用相应的机械可以快速应用于大坝施工，中间环节少，施工工艺不复杂。然而，土石坝的溢流性很差，与混凝土坝相比，其导流能力较弱。另外，最重要的是，土石坝建成后虽然环境对其影响不大，但在施工过程中很容易受到环境的影响。

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        4、土石坝工程的施工要点
        4.1工程地基处理
        对于土石坝的施工工作，需要进行基础处理，以保证开挖方式和台阶处理控制流程的一致性，同时根据标准如实匹配相应的宽度和高度，体现了基础工程开挖的科学性和标准指标。一般来说，土石坝基础与现有基础的倾角应在7左右，这样可以使土石坝本身具有较强的稳定性。需要注意的是，在控制岩基基面的过程中，应避免坝面岩石的冲蚀变化，尤其是在雾化环境中，即空气中的水分渗透到岩体的裂隙中，时间长了会对土石坝坝基的岩体造成破坏。因此，在施工过程中应采取预防措施，以减少土石坝基础在自然条件下的影响，降低其自身质量。优先放样测量土基，然后进行坝基开挖。为了加快排水施工过程，开挖时应在坝体轴线上设置渗槽，并随时注意现场土质的变化。在粘性土的前提下，注意含水量，弃土按相应标准处理。
        4.2土石坝施工材料储备的完善处理
        土石坝水利水电建设的第二个基本步骤是改善土石坝的建筑材料。土石碎石是土石坝的主要原材料。虽然取材简单方便，但也有一定的严格要求。在设计和决策阶段，要做好土石坝的选址工作，要综合考虑土石坝的具体质量要求和实际使用要求，综合分析周围空间和环境的影响因素，然后进行详细的材料分析。土石坝的材料一般采用现场开采的方式开采，此时需要对材料进行改良，如材料的粒径、抗硬度、含水量等，这些都是材料改良工艺。土石坝的施工材料一般都是机械开采，然后用人工数据进行分析和校核，然后沉降一段时间，才能进行真正的土石坝施工阶段。
        4.3的填土施工
        土石坝施工的坝面作业需要经过铺料、摊铺、压实、检验等多个过程。但坝面狭窄，大量工种、工序、设备交叉，会对工程工期造成不利影响。因此，在填筑施工前，应制定完善的施工组织方案，一般可采用流水间隔施工，避免窄坝面作业带来的施工干扰，从而保证现场施工的效率和进度。现场施工时，土石填筑面应逐渐扩大，以方便设备和材料进入现场。在运输过程中，要尽可能避免穿越防渗料区，减少相邻料水平填筑时料界的偏差和跨缝碾压施工的情况。土石坝施工可以分层碾压填筑，每层土石坝的填筑厚度应控制在一定范围内，以提高土石坝材料的完整性和密度。当土石稳定后，应通过试验确定土石的填筑厚度、压实设备和密度。填筑完成后，观察坝体稳定沉降并做好记录。
        4.4雨季土方施工
        如果工程在降雨量大的地区进行，由于水量太大，工程质量得不到保证，施工速度也会变慢。因此，为了避免负面现象，我们最好不要在雨季进行施工。如果此时必须进行，应选择正确的土料，保证正确的施工措施，做好防雨工作。具体来说，首先要改善粘土的性质，保证它能在雨天正常使用。二是正确规划施工，完善施工措施。三、做好防雨工作，保证工作不受雨水干扰。对于活动面积不是很大的项目，最好在雨天搭建雨棚。雨季来临，用帆布覆盖。降雨量少、时间短时，可在下雨前尽快将设备拆除，材料表层用平碾机压光，保证落向一侧，便于排水。
        结束语：土石坝施工技术属于我国水利水电工程建设的主要技术，对施工质量有不同的影响。从土石坝施工的总体情况出发，需要明确土石坝技术在规划阶段、运输开挖阶段、压实阶段和筑坝阶段的施工要点，明确具体的施工工艺和施工方法，避免施工过程中可能出现的问题。把握工程施工的全过程和流程，提高土石坝技术的压实度，优化防渗措施的处理，不断提升土石坝施工质量。
参考文献：
[1]隋子卿．试探水利工程中土石坝的施工技术[J]．城市建设理论研究，2014（10）
[2]潘英杰,徐李纳,赵旭波.水利工程土石坝施工的技术与趋势[J].黑龙江科技信息,2014,01:246.
[3]王玉婷,高亚威.水利施工中土石坝施工技术的应用探讨[J].南方农机,2019,50(03):245.