水电工程中的土石坝施工技术研究刘国

发表时间:2020/5/9   来源:《工程管理前沿》2020年2月5期   作者:刘国
[导读] 随着城镇化进程的加快,我国重要基础设施建设取得了显著的成效
        摘要:随着城镇化进程的加快,我国重要基础设施建设取得了显著的成效。水电工程是为帮助人民解决民生问题而建造的工程,其主要作用就是合理控制水资源,提高水资源的利用率。近几年,我国在科学技术方面有所成就,越来越多的科学技术可以被用于水电工程的施工过程。如今,我国水电工程的施工技术已经取得了很大的进步,可以提高水电工程的施工质量,各大施工单位也很重视水电工程施工技术的更新和发展。本文就水电工程中的土石坝施工技术展开探讨。
        关键词:水电工程;土石坝;施工技术
        引言
        土石坝具有很多优势,是一种常见坝型,现已在水电工程项目建设中得到了有效应用。在土石坝施工过程中,施工人员需要严格按照施工要求进行施工,并加强土石坝施工质量管理,以获取更高社会效益和经济效益,为水电行业的发展提供支持,文章对水电工程中土石坝施工技术进行了研究。
        1水电工程土石坝施工技术特点
        在水电工程中,工程师经常会选择土石坝作为挡水坝体,其造价成本低、质量高,故而目前已经成为世界应用范围最为广泛的一种堤坝类型。土石坝的施工技术较为独特,其主要是通过对土石料进行一定的设计,逐层回填和碾压,形成挡水坝,采取这种方式建造的堤坝一般具有极好的防渗效果,可以大幅度提升水电工程的施工质量。在建造土石坝之时,施工单位所运用的最重要的技术就是控制碾压料的材质、含水率、压实系数,然后确定碾压料施工时应该选择的碾压方法和遍数。在建造土石坝时选取的材质都是遵从就近原则选取的,施工方应该研究材料的类型和主要特点,然后根据材料的实际情况选择加工方式和施工技术。此外,原材料都是天然的,所以容易受到自然气候的影响,含水率较难控制,施工单位应该严格注意选取材料的材质,正确选取施工技术。
        2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:其一,准备工作,如现场的四通一平,建设临时用房和排水清基;其二,基本作业,即对土石料进行开采、装车、运输、卸车和坝面作业;其三,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;最后为附加作业,如对坝坡进修整,可采取铺设草皮或砌筑护面砖方式。
        3水电工程土石坝施工技术
        3.1合理规划料场
        (一)空间规划。空间规划是指合理选择与规划料场的位置与高程,其中,料场位置应便于开采设备进出、交通便利且土石料上坝的运距宜短,高程适宜即坡度宜缓不宜陡,以便于重型车辆下坡。(二)时间规划。土石坝施工进程中常会准备多个辅料场,为保证资源的最大使用效率与工程的顺畅开展,辅料场使用时间上也要有详细的规划,常见的规划原则有:(1)优先使用较易被淹没区域的料场,避免料场在使用之前已经被淹没。从而导致最终原材料不足。(2)优先使用上游的料场。土石坝施工进程中对上游环境影响较大,避免上游料场在使用之前已经遭受破坏。(3)优先使用距离较远的料场。该措施主要为保证近距离料场储备的丰富,在土石坝修建进程中,越到后期,施工强度越大,此时近距离料场充足的储备与及时供料就成了工程顺利实施的保障,尤其在大坝合龙阶段,必须保证原材料的充足供给。(4)合理季节性调配。当坝体修建部分时间处于雨季时要预备充足的干料,即优先使用含水量较高的料场,确保土石坝施工的质量。(三)质量与储量规划。施工前对料场储量及料源予以全面勘察,主要包括料场产状、存储量以及填料各项物理力学指标如含水量、容重、级配、渗透性及压缩性等,从而有效确保料场储量满足土石坝总方量要求,填料质量满足坝体施工质量的相关要求。


        3.2土料的挖掘运输
        土石坝施工过程中的料场开挖、坝体平料和压实过程需要投入大量机械设备作为支持,实现施工的综合化、机械化,尤其注重土石料运输,提高土石坝强度。同时,技术人员需要考虑坝体结构、坝体强度要求、土石料性质和运输距离等各项影响因素,确定挖掘、运输和上坝方式,如采砂船挖掘、胶带机运输和自卸汽车上坝。
        3.3填筑施工作业技术
        在建造土石坝时,填筑施工是最重要的环节,其施工效果将直接决定土石坝的建造效果。土石坝的填筑施工包括铺料、摊铺、洒水、压实和质检等环节。在进行填筑施工之前应该先做好相关准备工作,保证施工正常进行。在施工过程中,可以采用平起填充的方式进行施工。采用这种方式可以提高施工效率和质量。除此之外,在施工过程中合理应用机械设备也可以提高施工效率。在填筑过程中,可以采用分层压实方式保证土石厚度和建筑密度。分层压实是指先利用小型碾动力预压,再采用大型振动碾复压,最后进行终压,完成填筑工作。
        3.4碾压施作
        坝面填筑后的碾压作业务须严格按照流程依次进行,避免出现漏压、超压等情况。防渗体土料碾压应与坝轴线保持平行,且坝料分区边界应做好重叠碾压,防止因局部漏压而造成渗流带。通常,为避免出现漏压,碾压机械每行重叠量至少为20cm~30cm。(1)碾压设备选型。碾压设备不同所产生的压实作用外力也有所不同,因此,碾压时应结合填筑实际要求合理选择碾压设备。据以往实践经验,碾压时所用设备应能够满足碾压施工强度及压实要求,并与填料物理学性质、作业面大小相互适应。(2)碾压方式选定。根据碾压设备选择合理的碾压方式,较为常见的碾压方法有两种:其一是进退错距法,其二是圈转套压法。首先,进退错距法操作简单便捷,碾压、铺土以及检测等各工序协调作业,对于分段流水作业及压实成效的确保十分有利。其次,圈转套压法对于工作面要求较大,适于多碾滚组合碾压,该法作业效率高,但因转弯交接多易重压而导致超压,若转弯为小半径时易导致土层发生扭曲而出现剪力破坏,且转弯处四角易出现漏压,压实质量难能确保。
        4水电工程土石坝施工技术发展趋势
        近年来,我国开始大力修建民生项目,尤其是水电工程。在水电工程的施工过程中,经常采用修建土石坝的方式以提高施工效率。修建土石坝不仅可以保证水电工程的质量,还可以大幅度降低施工成本、缩短工期。为保证水电工程的施工质量,施工单位应该积极提高技术标准,并做好相关准备工作,提高建筑质量。随着我国科学技术的发展,应该将新技术应用于土石坝的施工当中,在保证施工质量的前提下缩短工期。在土石坝建筑材料的准备过程中,应该准确计算土石料的含水率、压实度,并对其进行精确控制,在施工过程中采用大量的机械设备,及时更新施工技术,提高施工质量。随着我国科学技术的发展,在未来会不断出现各种提高施工质量和效率的新技术,也会研发各种新型材料。通过应用新材料的方式简化施工过程,解决传统应用材料带来的问题。随着新材料的逐渐推广,旧材料会逐渐退出市场,以提高土石坝的施工效果,提升水电工程的质量。
        结语
        土石坝在我国水电工程中应用较为广泛,占据我国坝体修建的80%以上。为保证我国水电工程整体的修建质量,设计人员与施工人员需依据施工环境的不同进行针对性的材料选择与施工方案设计,确保土石坝正确地发挥其防洪、防渗的作用,促进我国水电工程不断进步。
        参考文献
        [1]陈庆宇.水电工程中的土石坝施工技术研究[J].科技风,2020(2):117.
        [2]王友春.水电工程中土石坝施工技术的相关研究[J].中小企业管理与科技(中旬刊),2019(12):171-172.
        [3]陈瑞林.水电工程中土石坝施工技术分析[J].建材世界,2019,40(3):89-91.
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