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摘要:在水利水电工程中,挡水大坝是重要的组成部分。土石坝是比较常用的挡水坝,在水利工程中应用的较为广泛。土石坝在实际应用过程中优点比较多,施工材料可以就地取材,节约投入成本,操作简单,对施工地质没有过多的要求等,有效提高了水利水电工程的建设质量。本文首先对土石坝在应用过程中的优缺点进行了分析,又对其实际的施工技术进行了探讨。
关键词:水利水电工程;土石坝;施工技术
一、土石坝的特点
土石坝建设所用的施工材料一般都是就地开采,利用抛填、碾压等技术将石料、土料、混合料进行堆筑,这就是土石坝的主要施工流程。对于坝体材料以土和砂砾为主时,称土坝;以石渣、卵石、爆破石料为主时,称堆石坝;当两类当地材料均占相当比例时,称土石混合坝。根据不同的施工方法可以将土石坝分成以下几种类型,分别是:碾压式土石坝、冲填式土石坝、定向爆破土石坝以及水中填土土石坝等等。碾压式土石坝由于其对于基础的要求不高并且能够适应基础变形的优点,是施工中最常用的坝型。
二、土石坝的优点及缺点分析
1、土石坝的优点
(1)节约成本
土石坝在建设的过程中可以直接使用周围地区中泥土和砂石,将这些材料混合在一起就可以进行土石坝的施工操作,对施工材料没有指定的要求,不会使用混凝土这种类型的材料,不但节约了输送过程中使用的费用,也节省施工材料的使用费用,有效降低了水利水电工程中的建设成本。
(2)土石坝结构简单
土石坝在建设的过程中内部结构比较简单,便于后续的扩建操施工,并且也可以根据水利工程建设的实际需求对其结构进行改变,不用消耗太多的精力。
(3)对地质地基要求较低
除了对施工材料没过多要求外,对于建设区域的地质环境也没有太多的要求,因为这种施工技术大多使用的是泥土和石料,组成结构适应能力很高,一般的地质环境不会对其造成影响,所以,在建设的过程中,土石坝对地基地质的要求不高,可以根据实际的建设需求来改变。
(4)施工技术简单
建设中对施工人员的技术水平也没有太高的要求,由于其结构简单,施工流程相对来说也比较简单,操作方便,可以使用机械设备辅助施工,施工设备也容易上手。
2、土石坝的缺点
(1)不能溢洪
因为土石坝的结构简单,在水量比较大的时候无法将水量排出,没有排洪的作用,想要进行防洪抗洪,还需要进行其他通道的建设。
(2)受气候影响
使用的施工材料可以就地取材,但是也会受到当地气候环境的影响,导致泥土的粘性发生改变,这会影响该项施工技术的实际应用质量。
(3)沉陷现象
土石坝结构建设中使用许多的碎石,这就会导致泥土石料的整体混和材料有一点程度的松散,在实际应用的过程中很容易出现坝体塌陷的现象,有时也会在不同位置出现沉降的现象。
三、土石坝施工技术探讨
1、料场规划
料场规划对该项施工技术有着非常重要的作用,在土石坝的实际施工中起到了关键性的作用。合理的规划可以保证施工质量,并且还可以缩短施工工期,减少成本的投入。同时,料场的科学规划对周围林业资源和农业资源的发展也有着促进作用。料场的空间规划也是非常重要的,要选择合适的位置进行料场的布置。时间上的规划也是非常重要的,要对周围环境的变化进行考虑,了解周围环境变换对料场的影响,然后进行合理地规划,确定使用的材料可以满足各个阶段的施工作业要求。
2、土石料加工与运输
清除表层及不合格料后的上山料场的土料均可上坝填筑,但由于粘土颗粒小,比表面积大,亲水性强,水对土料工程性能影响大,填筑压实有最佳状态的最优含水率问题,鉴于有此特点,要求对土料的含水率进行控制,必要时按规范进行水份调节处理,保证在填筑压实时含水率在最优含水率依2%左右为合格料。调整土料含水量有两种方法:第一,降低土料含水量的方法有挖装运卸中的自然蒸发、翻晒、掺料、烘烤等方法。第二,提高土料含水量的方法有在料场加水,料堆加水,在开挖、装料、运输过程中加水。砾土中超径石含量不多时,常用装耙的堆土机先在料场中初步清除,然后在坝体填筑面上进行填筑平整时再作进一步清除。
3、填筑施工
土石坝坝面作业施工程序包括铺料、摊铺、洒水、压实、质检等工作。坝面作业,工作面狭窄,工种多,工序多,机械设备多,施工时需有妥善的施工组织规划。为避免坝面施工中的干扰,延误施工进度,土石坝坝面作业宜采用流水作业施工。流水作业施工组织应先按施工工序数目对坝面分段,然后组织相应专业施工队依次进入各工段施工。在施工中一般来说都是采用平起填筑施工的方法。这种方法的好处就是可以有效的减少接缝、削坡等工序,有效的保证了填筑质量;第二就是保证了有尽可能大的碓石的填筑面,这样有利于大型的机械进行施工;第三就是有利于在继续填筑的时候布置到防渗区的道路中。
4、结合部位施工
土石坝施工中,坝体的防渗土料不可避免地与地基、岸坡、周围其他建筑的边界相结合:由于施工导流、施工方法、分期分段分层填筑等的要求,还必须设置纵横向的接坡、接缝。这些结合部位会影响到整个坝体的整体性以及质量,因为接坡以及接缝如果过多的话,还会对整个坝体的填筑强度产生影响,尤其是影响到机械化的施工。所以对于施工所以说对于坝体的结合部位的施工,一定要采取合理并且可靠的技术措施,同时还要加强对质量的控制和管理,一定要确保坝体的质量能够符合预先的设计要求。
5、反滤层的施工
反滤层的填筑方法,大体可分为削坡体、档板法及土、砂松坡接触平起法三类。土、砂松坡接触平起法能适应机械化施工,填筑强度高,可做到防渗体、反滤料与坝壳料平起填筑,均衡施工,被广泛采用。根据防渗体土料和反滤层填筑的次序,搭接形式的不同,可分为先土后砂法和先砂后土法。无论是先砂后土法或先土后砂法,土砂之间必然出现犬牙交错的现象。反滤料的设计厚度,不应将犬牙厚度在内,不允许过多削弱防渗体的有效断面,反滤料一般不应伸人心墙内,犬牙大小由各种材料的休止角所决定,且犬牙交错带不得大于其每层铺土厚度的 1.5~2倍。
结语:
在近几年的坝工建设中,由于土石坝在成本、运输、技术、速度上的优势而在工程中备受重视,其在同类坝工中有着很强的竞争力。在实际施工中,要注意从科学的角度合理的分析施工的工期,制定好施工计划,严格按照计划按期完成目标,使各种材料以及施工都人员能够得到充分的发挥,相互配合,使土石坝建设工程日趋完善。
参考文献:
[1]段晓平.关于水利水电工程中土石坝施工技术探讨[J].工程技术:全文版,2017(3):00191-00191.
[2]王学武.土石坝在水利水电工程中的施工探討[J].科学技术创新,2014(11):160-160.
关键词:水利水电工程;土石坝;施工技术
一、土石坝的特点
土石坝建设所用的施工材料一般都是就地开采,利用抛填、碾压等技术将石料、土料、混合料进行堆筑,这就是土石坝的主要施工流程。对于坝体材料以土和砂砾为主时,称土坝;以石渣、卵石、爆破石料为主时,称堆石坝;当两类当地材料均占相当比例时,称土石混合坝。根据不同的施工方法可以将土石坝分成以下几种类型,分别是:碾压式土石坝、冲填式土石坝、定向爆破土石坝以及水中填土土石坝等等。碾压式土石坝由于其对于基础的要求不高并且能够适应基础变形的优点,是施工中最常用的坝型。
二、土石坝的优点及缺点分析
1、土石坝的优点
(1)节约成本
土石坝在建设的过程中可以直接使用周围地区中泥土和砂石,将这些材料混合在一起就可以进行土石坝的施工操作,对施工材料没有指定的要求,不会使用混凝土这种类型的材料,不但节约了输送过程中使用的费用,也节省施工材料的使用费用,有效降低了水利水电工程中的建设成本。
(2)土石坝结构简单
土石坝在建设的过程中内部结构比较简单,便于后续的扩建操施工,并且也可以根据水利工程建设的实际需求对其结构进行改变,不用消耗太多的精力。
(3)对地质地基要求较低
除了对施工材料没过多要求外,对于建设区域的地质环境也没有太多的要求,因为这种施工技术大多使用的是泥土和石料,组成结构适应能力很高,一般的地质环境不会对其造成影响,所以,在建设的过程中,土石坝对地基地质的要求不高,可以根据实际的建设需求来改变。
(4)施工技术简单
建设中对施工人员的技术水平也没有太高的要求,由于其结构简单,施工流程相对来说也比较简单,操作方便,可以使用机械设备辅助施工,施工设备也容易上手。
2、土石坝的缺点
(1)不能溢洪
因为土石坝的结构简单,在水量比较大的时候无法将水量排出,没有排洪的作用,想要进行防洪抗洪,还需要进行其他通道的建设。
(2)受气候影响
使用的施工材料可以就地取材,但是也会受到当地气候环境的影响,导致泥土的粘性发生改变,这会影响该项施工技术的实际应用质量。
(3)沉陷现象
土石坝结构建设中使用许多的碎石,这就会导致泥土石料的整体混和材料有一点程度的松散,在实际应用的过程中很容易出现坝体塌陷的现象,有时也会在不同位置出现沉降的现象。
三、土石坝施工技术探讨
1、料场规划
料场规划对该项施工技术有着非常重要的作用,在土石坝的实际施工中起到了关键性的作用。合理的规划可以保证施工质量,并且还可以缩短施工工期,减少成本的投入。同时,料场的科学规划对周围林业资源和农业资源的发展也有着促进作用。料场的空间规划也是非常重要的,要选择合适的位置进行料场的布置。时间上的规划也是非常重要的,要对周围环境的变化进行考虑,了解周围环境变换对料场的影响,然后进行合理地规划,确定使用的材料可以满足各个阶段的施工作业要求。
2、土石料加工与运输
清除表层及不合格料后的上山料场的土料均可上坝填筑,但由于粘土颗粒小,比表面积大,亲水性强,水对土料工程性能影响大,填筑压实有最佳状态的最优含水率问题,鉴于有此特点,要求对土料的含水率进行控制,必要时按规范进行水份调节处理,保证在填筑压实时含水率在最优含水率依2%左右为合格料。调整土料含水量有两种方法:第一,降低土料含水量的方法有挖装运卸中的自然蒸发、翻晒、掺料、烘烤等方法。第二,提高土料含水量的方法有在料场加水,料堆加水,在开挖、装料、运输过程中加水。砾土中超径石含量不多时,常用装耙的堆土机先在料场中初步清除,然后在坝体填筑面上进行填筑平整时再作进一步清除。
3、填筑施工
土石坝坝面作业施工程序包括铺料、摊铺、洒水、压实、质检等工作。坝面作业,工作面狭窄,工种多,工序多,机械设备多,施工时需有妥善的施工组织规划。为避免坝面施工中的干扰,延误施工进度,土石坝坝面作业宜采用流水作业施工。流水作业施工组织应先按施工工序数目对坝面分段,然后组织相应专业施工队依次进入各工段施工。在施工中一般来说都是采用平起填筑施工的方法。这种方法的好处就是可以有效的减少接缝、削坡等工序,有效的保证了填筑质量;第二就是保证了有尽可能大的碓石的填筑面,这样有利于大型的机械进行施工;第三就是有利于在继续填筑的时候布置到防渗区的道路中。
4、结合部位施工
土石坝施工中,坝体的防渗土料不可避免地与地基、岸坡、周围其他建筑的边界相结合:由于施工导流、施工方法、分期分段分层填筑等的要求,还必须设置纵横向的接坡、接缝。这些结合部位会影响到整个坝体的整体性以及质量,因为接坡以及接缝如果过多的话,还会对整个坝体的填筑强度产生影响,尤其是影响到机械化的施工。所以对于施工所以说对于坝体的结合部位的施工,一定要采取合理并且可靠的技术措施,同时还要加强对质量的控制和管理,一定要确保坝体的质量能够符合预先的设计要求。
5、反滤层的施工
反滤层的填筑方法,大体可分为削坡体、档板法及土、砂松坡接触平起法三类。土、砂松坡接触平起法能适应机械化施工,填筑强度高,可做到防渗体、反滤料与坝壳料平起填筑,均衡施工,被广泛采用。根据防渗体土料和反滤层填筑的次序,搭接形式的不同,可分为先土后砂法和先砂后土法。无论是先砂后土法或先土后砂法,土砂之间必然出现犬牙交错的现象。反滤料的设计厚度,不应将犬牙厚度在内,不允许过多削弱防渗体的有效断面,反滤料一般不应伸人心墙内,犬牙大小由各种材料的休止角所决定,且犬牙交错带不得大于其每层铺土厚度的 1.5~2倍。
结语:
在近几年的坝工建设中,由于土石坝在成本、运输、技术、速度上的优势而在工程中备受重视,其在同类坝工中有着很强的竞争力。在实际施工中,要注意从科学的角度合理的分析施工的工期,制定好施工计划,严格按照计划按期完成目标,使各种材料以及施工都人员能够得到充分的发挥,相互配合,使土石坝建设工程日趋完善。
参考文献:
[1]段晓平.关于水利水电工程中土石坝施工技术探讨[J].工程技术:全文版,2017(3):00191-00191.
[2]王学武.土石坝在水利水电工程中的施工探討[J].科学技术创新,2014(11):160-160.