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摘要:在水利工程项目建设中,土石坝技术是一项应用较为常见的施工技术,具有就地取材、造价成本低、结构简单、工序流程简略、施工效率高等诸多应用优势。但在部分工程施工中,受人为因素影响出现各类土石坝施工质量问题与安全问题。因此,对水利水电工程中土石坝施工技术进一步的深化探讨是很有必要的。
关键词:水利工程;土石坝;施工技术
一、水利水电工程土石坝施工主要内容
按施工方法,可将土石坝分成以下几种类型:碾压式土石坝、水中填土土石坝、水力冲填土石坝、定向爆破修筑土石坝。目前碾压式土石坝比较普遍,它的施工主要包括以下四项内容:第一,准备工作,如现场的四通一平,建设临时用房和排水清基;第二,基本作业,即对土石料进行开采、装车、运输、卸车和坝面作业;第三,辅助作业,如对施工场地进行清理,在料堆上清除粒径不满足要求的石块及杂物,为坝面施作临时或永久排水,在层间进行刨毛等;第四,为附加作业,如对坝坡进修整,可采取铺设草皮或砌筑护面砖方式。
二、土石坝施工技术的优点与缺点
第一,施工成本较低。土石坝施工过程中所需要使用到的原材料都是在施工
场地获得的,与混凝土施工相比能够节约大量的采购成本,而且在施工过程中由于就地使用材料还能够减少原材料运输所产生的费用,所以在堤防水坝修建过程中,其经济效益非常高。
第二,工程技术简单。土石坝施工过程主要包括坝基处理、原料采集、石料抛填以及固定等多个环节,在施工过程中并没有针对精度以及施工技术有过多的要求,选择的原材料都是就地采集,而且都是由相关的设计人员进行控制。所以在土石坝施工过程中与其他的施工技术相比,施工企业不需要选择大量的技术人
员,可以有效节约人员的成本。
第三,施工时间较短。土石坝施工技术因其就地采集原料的特点,常无需大量的前期准备工作。同时,施工技术决定了坝体中无法进行复杂的结构设计,在土石坝施工中,大型机械设备可以贯穿工程的始终,工程时间相较于混凝土等其它施工方案有明显的优势。另外,由于设备担当施工的主力,施工人员的安全也能得到保障。
第四,施工过程更便捷。分析土石坝施工技术,主要是通过石料和土料进行
堆积形成,不仅结构上简单,同时内部受力也较为均匀。如果后期因为工程需求以及环境上带来的变化,仅仅可以将结构向上调整,确保了土石坝施工的质量。 另外,如果工程要进行调整,破坏局部的坝体,也不会影响整个坝体的稳定性。
土石坝也具有一些缺点,例如:土石坝需要专门的设置溢洪通道,因为土石坝的坝顶不能进行溢洪的工作;相比较浆砌石或者硂坝,土石坝的施工导流比较复杂;如果土石坝的土料为粘性土料,那么土石坝比较容易受到气候的不利影响。 土石坝的最大的缺陷在于有较大的沉陷或者不均匀的沉降。
三、水利水电工程中的土石坝施工技术分析
(一)料场规划
在土石坝施工时,其土料、石料均是就地取材,施工量较大,因此必须做好相应的料场规划工作,一方面保证施工原材料的质量,另一方面则需要考虑运输便利性的问题。土石坝施工前,相关施工单位需对料场进行时间、空间、质量等方面的规划,做到统筹全局,确保工程顺利施工。在实际工程中,可采用检查测验的方式,充分掌握料场现状和形成原因,保证料场总体储量能够满足工程施工的需求。除此之外,必须重视施工场地的工程地质以及水文环境等问题,尤其是要重视施工的季节性问题。
(二)材料的开采加工技术
对土石料进行开采加工时,要对其作业程序进行严格的管控。开采前应做好充分的准备,对料场进行区分划定后对其表面杂物进行清理。此外,还需要在料场中布置相应的排水设施,以及合理安排物料运输的道路,使开采出来的土石物料能够顺利的运输,防止由于交通不畅而对工程的施工的整体进度造成不利的影响。
在开采土料时主要有两种开采方法,即立采以及平采。立采通常是在对具有较厚土层的区域进行开采的主要方式。利用立采法能够对所开采土料的含水量进行有效的控制,使其更加符合建筑标准。此外,立采法也适用于开采具有较大差异性的土层。而在土层较薄的区域则应主要使用平采的方式来进行开采。但在采用平采法时要注意土层的含水量,因为其土层较薄,因此,一旦出现含水量超出设计要求的情况时就必须采取适当的脱水处理措施。对土料进行开采前应对料场进行合理的划分,并根据土层的实际情况来采取合理的开采方式。
在开采石料时,通常需要通过浅孔爆破以及机械破碎这两种方法对直径超标的石块进行处理。采用机械爆破时主要是通过风动、锤破以及振冲等方式来对超径块石进行破碎。另外,还可以通过吊车来对重锤进行起吊,并利用重锤的下落势能来击碎超径石块;还可以利用风动的手持凿岩设备来通过浅孔爆破的方法破碎超径碎石。
(三)土料的挖掘运输
土石坝的施工过程中,从料场的开挖到坝体的平料和压实等各项工序都可以通过相互配合的机械完成,构成综合机械化施工。在大型的土石坝建造中,实现全机械化建造,对提高施工质量水平和加快施工速度、缩短工期有着十分重要的意义。土石料的运输,是保证土石坝强度的重要环节。经过对坝体结构、坝体强度要求、土石料的性质、运输距离、已有的机械种类等因素的综合考虑,最后确定相关的挖掘、运输和上坝方式,比如采砂船挖掘、胶带机运输、自卸汽车上坝等方式。
(四)填筑以及压实
在进行填筑的过程中,首先要进行的是铺土,铺土的过程中必须要充分保证施工的平整性,同时也要尽可能地保证材料铺设的均匀性。一般而言,在实际的铺设过程中,通常会存在相对比较大的土块以及石块,会严重影响施工的平整性。施工人员要尽可能地将较大的土块打碎,这样才能保证施工的平整性。在实际的施工过程中,施工人员要将石块进行反复的剔除碾压,以此来保证施工的质量能够符合预期的设计标准。铺土结束之后要进行的就是平土。在平土的过程中,首先施工人员要对土层的厚度进行确定,对于土层的厚度可以采用拉线的形式进行实际的确定工作。在平土施工时,施工单位主要采用的是人工平土以及机械平土两种方式。人工平土具备机动灵活的施工特点,但是施工的效率是比较低。机械施工的施工效率相对比较高,但是灵活性不如人工平土。一般情况下,很多工程都是采用人工平土以及机械平土这两种方式进行配合,以此来完成施工工作。最后要进行的就是压实工作,压实工作对于土石坝工程的施工有着非常重要的影响。压实工作的质量直接影响到整个堤坝建设的稳定性。通常情况下,在实际的压实过程中,主要采用的碾压设备就是碾压机,施工时,施工人员要保证机械设备运行的平整度,这样才能在最大限度上保证碾压的质量。在进行实际的施工中,对于施工的次数也必须要进行严格的控制,对于施工面等区域,要进行颗粒的碾压,以此来尽可能的避免漏压的现象,避免施工出现质量问题。
结束语
随着科技的发展进步和我国水利事业的发展,在水利工程建设中土石坝技术的应用与实施起到了非常重要的作用。我国水坝技术的发展已经相当完善,拥有适合我国国情和地质要求的设计方案和施工技术,施工人员深入研究并掌握此项技术,并根据施工地的地理环境,制定出适合当地的土水坝施工方案,保证水坝的施工质量和工程进度,促进水利水电工程的快速发展。
参考文献
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