水利水电施工中筑坝工程的关键技术探析

水利水电施工中筑坝工程的关键技术探析

张文进

张文进

中国水利水电第七工程局有限公司四川成都610081

[摘要]土石坝因其造价低、结构简单、施工方便，在我国水利水电工程中得到广泛应用。土石坝施工技术作为筑坝工程中的关键工艺发挥着日益重要的作用。文章分析了水利水电施工中筑坝工程的施工工艺特点，并进一步分析筑坝工程关键技术。

[关键词]水利水电；施工；筑坝工程；关键技术

1水利水电工程中的筑坝工艺特点分析

在水利水电施工的过程中，土石坝是比较常用的一种现代水利水电工程坝型。这种坝型源自于20世纪50年代，同时这一技术的出现促进了许多重要的水利水电工程得以修建，是目前世界上很多大坝采用的筑坝形式。土石坝施工技术作为筑坝工程比较关键的技术之一，在具备一定优点的同时也存在一些缺陷。下面通过对相关参考文献的阅读与分析，对水利水电工程中的筑坝工艺特点进行简单的介绍。

(1)土石坝的优点：①施工就地取材，节省了施工的材料，同时运输的成本得到减少，有效节省了人力和物力。如果采用的坝型是以钢筋水泥为主要填筑材料，与土石坝相比较，从材料方面来讲消耗比较大，并且运输这些材料又耗费较多的人力和物力；②土石坝与其他类型的挡水坝型比较，其结构相对是比较简单，比较容易进行扩建或者维修；③土石坝施工技术比较简单，施工程序比较少，便于组合机械并能快速施工；④土石坝的坝身因为是土石散粒体结构，有适应变形的良好性能，所以对地基的要求比较低。

(2)土石坝的缺点。土石坝由于自身施工技术的简单性以及要求低的特点，导致土石坝会出现一些缺陷，主要表现在：①施工受气候条件影响比较大，在恶劣气候如雨季和严寒冰冻情况下，填土质量难以保证，往往导致施工延期，增加了工程的造价。②土石坝的坝顶因为无法进行溢洪所以需要设置专门的溢洪通道；③与浆砌石坝或混凝土坝相比，土石坝的施工导流比较复杂；④土石坝有较大的沉陷或者不均匀的沉降。

2水利水电施工中筑坝工程的关键技术

2.1坝基与岸坡处理

岸坡、坝基和铺盖地基在进行清理时，应将上面各种构筑物全部清除干净，如树木、树根、草皮以及乱石等等，泉眼、水井、洞穴和地道等认真做好处理工作。可采用人工清理的方法来清理坡面以及局部松散浮渣，以人工清理与机械清理相配合的清理方式，将水库、水塘、深槽等全部彻底清理干净，再分层将其进行回填压实，碾压整个土质坝基填筑，直到达到足够的夯实程度为止。

2.2料场的规划布置

料场是整个土石坝施工的后勤保障，被称为土石坝材料的聚集地。料场的合理规划和使用，是土石坝施工中的关键技术之一，它关系到坝体的施工工期、质量和工程造价，所以必须科学合理的规划料场布置。施工前，应配合施工组织设计，对各类料场作进一步的勘探和总体规划、分期开采计划。使各种坝料有计划、有次序地开采，以满足坝体施工的需要。料场从空间、时间、质与量诸方面进行全面规划。①空间规划系指对料场位置、高程的恰当选择，合理布置。土石料的上坝运距尽可能缩短；高程上有利于重车下坡，减少运输机械功率的消耗；近料场不应因取料影响坝的防渗稳定和上坝运输；也不应使道路坡度过陡引发运输事故。用料时原则上应低料低用，高料高用。重要建筑物、构筑物、机械设备等与石料场保持足够的安全距离也是非常关键的。②时间规划是根据施工强度和坝体填筑部位变化选择料场使用时机和填料数量。料场的工作条件随着季节及坝前蓄水情况的变化而变化。时间规划应考虑：先近后远；先上游，后下游；上坝强度高时用近料，上坝强度低时用远料；含水量高的料场旱季用，含水量低的料场雨季用。③质与量的规划是指质量要满足设计要求，数量要满足填筑的要求。料场的地质成因、埋深、产状、储量以及各种物理力学指标在选择和规划使用料场时，应进行全面勘探和试验。

2.3土石料的加工与压实

由于粘土颗粒小，表面积大，亲水性强，水对土料工程性能影响大，所以鉴于有此特点在土石坝施工之前，需要对坝体所需的土石料含水率进行检测，并合理控制其含水量。当含水量较高时，可采用自然蒸发、翻晒、掺料等方法进行处理，使土料含水量满足填筑料的标准。土石坝施工质量的关键是土石料的压实。土料压实特性与土石料本身的性质、颗粒级配、组成情况、含水量大小以及压实功能等有关。一般粘性土的粘结力比较大，摩擦力比较小，具有较大的压缩性，但由于其小的渗透性，排水困难，该压缩过程是缓慢的，所以很难达到固结压实。而非粘性土料则恰恰相反。它的粘结力比较小，摩擦力比较大，具有较小的压缩性，但由于它的透水性大，排水容易，压缩过程快，所以能很快达到压实。因此非粘性土的压实干密度高于粘性土的压实干密度。颗粒均匀的细砂，比颗粒不均匀的砂砾料可能达到的干密度要小一些。

2.4填筑施工

施工土坝坝面作业程序包括摊铺、洒水、压实、质量控制等方面的工作。坝面作业，工作面狭窄，流程和作业面多，机械设备多，需要对填筑施工组织做适当的规划。坝面作业的基本要求：将填筑坝面划分为若干工作段或工作面。工作面的划分应尽可能平行坝轴线方向，以减少垂直坝轴线方向的交接。同时，还应考虑平面尺寸适应于压实机械工作条件的需要。坝面作业时，应按一定次序进行，以免发生漏压或过分重压。只有在压实合格后，才能填筑下一层新料。根据土石坝施工方法的不同，可分为碾压式、水力冲填土式、抛填式、定向爆破式等筑坝类型，其中碾压式土石坝最为普遍。①碾压机械的开行方式决定了碾压式土石坝的碾压方式。其开行方式通常有两种：圈转套压法和进退错距法。圈转套压法适合于多碾滚组合碾压，要求开行的工作面较大，其生产效率比较高，但碾压中转弯套压交接处重压过多，容易超压。当转弯半径较小时，土层容易引起扭曲，产生剪力破坏，在转弯的四角容易漏压，难以保证质量。而进退错距法则操作简便，碾压、铺土和质检等工序协调，便于分段流水作业，压实质量容易保证。②坝体填筑必须在坝基处理及隐蔽工程验收合格后才能进行。施工所选用的碾压机具，进行现场碾压试验。

2.5施工过程中混凝土模版的应用

在土石坝施工的过程中，不同材质的模版的使用也会带来不同的使用效果，从而形成不同的建筑坝体质量。所以水利水电施工人员在进行土石坝施工技术的应用过程应该注重坝体模版的选择。目前我国水利水电在施工的过程中比较经常使用的模版全都是全悬臂式模版，这一模版的应用可以使得坝体在施工的过程中。使得中间板层和上板层以及下板层之间进行分离，使得另一个模版上升以及另一个模版下降，从而大大地提高高了施工的效率，同时还缩短了施工的周期。在水利水电施工的过程中，在进行土坝的挖掘以后，就必须进行支护工程的建设。支护工程可以分为多种类型，可以根据实际工程的需要以及不同的施工模式，同时便于顺利进行。水利水电施工的过程中，开挖技术的保护工程要进行合理的分析以及施工环境进行合理的分析，切实保证施工进度的同时，实现高质量和安全的前提下，从而促进经济的顺利发展。

结束语

综上所述，目前土石坝施工技术已经发展成为水利水电施工技术中的关键技术。随着我国对水利水电工程的投入不断加大，土石坝在当前的坝工建设工程广泛应用，土石坝由于其在施工方面独特的优势，在今后的施工过程中会越来越受到重视，因此充分的考虑土石坝的施工技术特点，加强对水利水电工程中土石坝的施工技术的研究，对不断提高提高土石坝施工的水平有着重要的作用。

参考文献

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