水利工程土石坝施工技术要点探讨--中国期刊网

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水利工程土石坝施工技术要点探讨

发表时间：2021/5/27 来源：《基层建设》2021年第2期作者：冯曦

[导读] 摘要：在土石坝工程设计中，要首先结合工程要求，进行必要的渗流分析，主要对土石坝渗流的原因进行重点分析，对存在的潜在的主要安全隐患提出合理的布设防渗措施，要保证对后续施工没有影响的情况下，施工才能有序开展。

        广西凯隆工程设计有限公司
        摘要：在土石坝工程设计中，要首先结合工程要求，进行必要的渗流分析，主要对土石坝渗流的原因进行重点分析，对存在的潜在的主要安全隐患提出合理的布设防渗措施，要保证对后续施工没有影响的情况下，施工才能有序开展。在研究土石坝渗流时，需要结合工程建设实际需求，还需要清楚土体结构特征以及水流特点，知道土层中的水流的运动规律。基于此，本文对水利工程土石坝施工技术要点进行分析，仅供参考。
        关键词：水利工程；土石坝施工技术
        引言
        当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，但是，在施工过程中依然存在影响土石坝施工建设质量的因素，本文就该技术在水利水电工程建设中的应用进行论述。
        一、土石坝施工技术
        水利工程项目中，土石坝是一种十分有效的技术，现阶段，随着水利工程建设规模的扩大，人们对土石坝建设也提出了更高的要求，土石坝数量的增多使得土石坝技术的应用非常关键。为保障整个的工程建设质量，必须结合施工建设要求，科学进行土石坝技术的应用。心墙土石坝、沥青混凝土面板堆土石坝等都是可以选择的技术。这些技术在实际的应用过程中，整体的资金投入较少，正是基于技术的经济性考虑，这些技术的应用范围非常广，且未来具有很大的技术发展潜力。由于土石坝存在材料的区别，以材料作为划分标准，包含了以下几种：石渣和爆破石料、卵石堆砌的石坝；土和砂砾堆砌的土坝；土石混合坝。根据土石坝施工方法的不同，主要包含了填充式、碾压式和爆破式，其中，碾压式土石坝的应用最多，主要是由于在碾压式土石坝施工时，不需要进行各种施工材料的远距离运输，材料的运输费用相对较低；颗粒状态性能使得其能够在一定程度上抵御结构变形；整体的工艺操作比较简单。
        二、土石坝渗流的原因
        首先，对于一般的土石坝以及其土石坝的基层填料都是一些散粒颗状体，例如，土料、沙砾等。这些填料的颗粒间都有一个孔隙率大的特点，所有具有较好的透水性。因此，当水库开始蓄水时，由于土石坝以及坝基的填料的孔隙较大，在水压力的作用下，水流会通过这些孔隙向下游渗透从而会造成坝身、绕坝及坝基的渗漏。对于渗流又分为正常渗流与异常渗流两种。若渗流在设计的可控范围内，渗流量必然在设计规范范围内且表现为稳流状态，此时渗流量一般不大，水质也比较清澈，含沙量较小，不会对石坝的坝身及坝基等填料造成破坏，此时为正常渗流；反之，若渗流较大，且渗水量比较集中，水质也较为浑浊、含沙量大，会对土坝的坝身及坝基会受到管涌、土料流失等渗透破坏。因此，这种对水库蓄水业的兴利产生影响的渗流称为异常渗流。
        三、水利工程土石坝施工技术要点
        材料
        灌浆材料的选择将会对大坝裂隙的封堵效果产生直接影响。浆液的基本组成材料有：（1）水泥。选用P.O42.5型号水泥，并且检查确认水泥没有出现结块的情况。（2）水。可以从水库中就地取水，但是需要在现场布置过滤池，保证水中没有杂质。（3）掺合料。为了改善浆液性能和降低成本，加入粉煤灰、膨润土等材料。各类材料的选择要求也要参考相关标准。（4）外加剂。工程中使用的外加剂主要有3类，分别是减水剂、早强剂和防渗剂。在保证基本材料质量过关且符合使用标准的情况下，配制灌注所用的浆液。设计多组配比，然后通过制作试件的方式，检查强度、粘结力等各项性能是否达标。

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根据试件性能确定最佳配比，然后将物料按照比例放入到搅拌机中。设定搅拌时间为60s，搅拌结束后检查泥浆是否拌匀，并通过筛网进行过滤，确保泥浆中没有固结的大颗粒。浆液现用现配，最长存放时间不得超过6h，放置2h以上的浆液，在重新使用前要进行复拌，避免浆液出现分层的情况。如果是低温天气下施工，还要注意做好设备及管路的保暖，保证灌浆顺畅。
        筑坝阶段
        施工人员在筑坝的过程中，必须合理选择卸料方式进行干预，将土石料采取压实措施进行处理，将运输后的土石料合理卸载和堆放，依靠施工机械设备和推土机进行压实处理，在进行推土机的操作以后，可利用施工机械设备，对土石料进行摊铺。施工人员必须采用施工机械设备进行土石料的摊铺处理，反复进行土石料的碾压，以确保土石坝筑坝过程中，筑层的厚度、平整程度、密实程度合理，确保土石坝结构的稳定性，确保其防渗性能符合施工需求。在此建设过程中，由于土石坝的施工环境复杂程度较高，因此必须合理采用体系化、全面化的筑坝施工方案，可依靠流水线的方式进行土石坝的施工作业，为减少筑坝漏压的发生，可依靠流水线方式进行土石坝施工作业，合理选择机械设备进行重叠碾压施工，在退卸料以后，需要合理把控土石料的卸载情况，以均匀铺洒土石料，保障坝基施工的正常开展。
        灌浆
        可供选择的坝身灌浆方案有两种：其一是普通的挖槽灌注混凝土。槽内浇筑混凝土后，形成较为坚硬的墙体，既可以承压，又能够防水。但是工程量较大、成本较高，并且现场施工对坝体结构的扰动较大。其二是高压摆喷灌浆造墙，通过摆动喷射，让泥浆与土体、石块相结合，形成坚硬的墙体。这种方案利用了既有的土体、石块，从而减少了混凝土的用量，成本较低。同时不需要大范围的开挖，对既有坝体的破坏较小。高压摆喷灌浆造墙。在墙体参数方面，长度可以根据裂隙的长度来确定，通常超出裂隙长度约1.5m。墙体宽度为30cm。水库坝址岩层为单一的二长片麻岩，中粗粒结构，片麻构造相当明显，属沉积变质岩。在二长片麻岩中尚有部分基性侵入岩侵入。坝址区规模较大的断层有位于左岸坡脚的断层F2和分布于右岸南山头的F6～F10。因此在坝基灌浆时，也需要使用高压摆喷方式。为了减轻施工压力和控制施工成本，可以将相邻两处裂隙带连为一体。并选取裂隙带中间位置进行钻孔，这样就可以从同一钻孔内同时向两条裂隙带进行注浆，简化操作步骤，且保证了灌浆封堵效果，具体的注浆浆液注及其扩散形式。完成坝基灌浆后，14d后采取超声波检测的方法，检查裂隙的充填效果。同时监测坝基有无渗漏问题。
        结束语：
        土石坝具有较好适应地基变形的特性，且管理运行简单、经济、方便，因此被广泛采用；但是土石坝也有自身的不足，作为挡水建筑物，其渗流问题一直是个需要思考和解决的问题。为了解决土石坝渗流问题，需要遵循一定的渗流控制原则，需要对渗流原因具体分析以后，在以上多种放渗措施中选择合适的渗流防渗措施。
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