水利施工中土石坝施工技术研究

水利施工中土石坝施工技术研究

张兆元

阳谷黄河河务局 山东聊城 252300

摘要：在城镇化发展背景下，水利工程项目增多，土石坝施工技术为水利施工中常用的坝体施工技术，其施工质量直接关系到水利工程作用的发挥。就此，施工单位应明确土石坝施工流程，掌握施工技术要点，做好人员组织与材料设备管理工作，方可发挥土石坝施工技术优势。

关键词：水利工程；土石坝；施工技术

目前，土石坝在水利工程中得到了广泛应用，虽然土石坝施工简单，但为了达到理想的质量效果，仍然对施工技术提出了一定要求。因此，有必要对土石坝施工技术进行详细的分析。文中从水利施工中土石坝施工技术特点入手，论述施工要点，保障土石坝施工技术的合理应用。

1水利施工中土石坝施工技术特点

在水利施工中，应用的土石坝类型较多。根据坝高，土石坝划分为低坝（高度＜30m）、中坝（高度在30-70m之间）、高坝（高度＞70m）；根据原材料，土石坝划分为均质坝（原料为均一土料）、非土料防渗体坝（原料为透水性高的土料和透水性低的粘土）、土质防渗体分区坝（原料为混凝土等人工材料）；根据施工技术，土石坝划分为碾压式土石坝（碾压填筑施工而成）、定向爆破堆石坝（定向爆破技术）、冲填式土石坝（冲击填筑而成）。基于土石坝的施工原理及不同类型，在水利施工中表现出如下优势：（1）成本低，土石坝就地取材，需要采购的钢筋、水泥等材料较少，材料采购、运输成本显著减少；（2）结构简单，和其他坝体相比，土石坝的结构简单，便于后续改建；（3）施工便捷，基于土石坝的简单结构，施工工序较少，机械化水平较高，有助于施工效率的提升；（4）适应性强，土石坝的坝身由土石散粒体组成，适用于不同地基。

2水利施工中土石坝施工技术要点

2.1做好料场规划

在土石坝施工中，料场规划为基础、关键环节，施工单位应从空间、时间与数量三方面入手，进行料场规划工作。在空间规划中，施工单位应结合施工现场实际状况，合理选择料场的位置，优化配置料场的高程，尽最大限度缩短料场到施工现场的运输距离，支持低料低用及高料高用，提高土石料应用效率，减少施工能耗与成本。对于条件允许的施工区域，要求水利施工的上下游及左右岸等区域实现同时供料，提高施工效率。在时间规划中，施工单位应结合空间规划内容，制定完善料场开采计划与土石料应用计划，在旱季，优先应用含水量高的土石料；在雨季，优先应用含水量低的土石料；在上游，优先应用易淹料场，最大限度发挥土石料的价值。在数量规划中，施工单位应结合土石坝施工的工程量，准确计算料场的开采量，保障土石坝施工期间材料的不间断供应，并避免材料开采过多出现浪费。通常来说，料场的土石料开采数量应高于坝体填筑量，可按照如下比值开采：对于土料，开采量与填筑量比值应控制在2~2.5之间；对于石料，比值为1.5~2；对于砂石料，比值为1.5~2；对于水下砂砾料，比值为2~3；对于反滤料，其筛后处理获得的有效方量应超过3。

2.2土石料开采与运输

在料场规划完成后，施工单位应该按照规划内容进行土石料的开采，并根据土石坝的施工要求，对土石料进行初步加工，将加工后的土石料运输至施工现场，为土石坝施工提供充足材料。在土石料开采中，常用爆破开采技术，如深孔梯段爆破技术、洞室爆破技术等，对于爆破获取的大粒径石块，应配置碎石机将其破碎为合适粒径的土石料，符合土石坝施工要求；在土石料加工中，应通过蒸发、掺料、加水等方式调节土石料的含水率，使其与最佳含水率间的差值低于2%，为压实施工奠定基础，使土石坝含水率达标；在土石料运输中，施工单位应根据空间规划内容，选择最短路线运输土石料，保障材料供给的持续性。

2.3处理坝基与岸坡

在土石坝施工前，应做好坝基与岸坡的处理，奠定良好基础。在坝基处理中，施工单位应按照从下至上的顺序进行挖掘施工，对于覆盖层较浅的区域，将坝基开挖为截水槽，填筑和坝体防渗体一致的土料；对于覆盖层较深的区域，坝基开挖技术选择灌浆法。对于存在泉眼、断层等问题的坝基，应采取针对性修复措施，保障坝基稳定性。在岸坡处理中，应将岸坡表层的杂草、乱石清理干净，并调整岸坡的坡度，保障坝体和防渗体间的密封性。对于以岩石材料为主的岸坡，要求坡度在1：0.75内，并连接位置设置粘土浆液；对于以粘土材料为主的岸坡，要求坡度在1：1.5内。

2.4填筑施作

2.5.1填料铺筑

在卸料过程中，通常利用自卸汽车进占方式，也就是在平整度达标的松土层，由汽车卸料，在此基础上充分应用推土机，以设计厚度为依据，前进占平料。第一在填料铺筑过程中，需要确保施工平行于坝轴线，将卸料、填平与检查集为一体，在保证铺筑厚度平整均匀的同时，合理设置上游坡度，即1%至2%，以粒径大于正常标准的石料为对象，一定要将其打碎，清除所有杂物。然后，在防渗体中，当开展铺料作业的时候，为防止自卸汽车严重影响压实土层，导致其剪力下降，往往应用进占法完成倒退铺料。除此之外，通过反滤层，当自卸汽车到达防渗体进行铺筑的时候，非常容易带来反滤料，导致防渗土料存在杂质，由此降低防渗质量，所以需要安装专门应用的“路口”，不仅可以以避免填料混合，以此维护坝体质量，还可以统一解决“路口”位置质量问题。另外，在铺筑全过程中，当卸料的时候，可以应用带式运输机，也可以应用自卸汽车，在此基础上以设计厚度为依据，使用推土机完成平料，在填铺结束后需保证坝面起伏均匀，避免积水现象发生。

2.5.2填料加水

部分黏性土料具有较低含水量，对此，如果含水量过低，需要在填筑之前的一天至两天完成加水作业。但是以非黏性填料为对象，在运输过程中为防止失水，应该选择坝面位置适当加水，而且需要做到少加、勤加以及匀加，由此确保压实质量。除此之外，为保证不同填筑层密切联系，在正式填筑之前，需要以上层填筑面为对象，利用洒水车完成洒水工作，使其湿润度处于合理范围中，在碾压过程中，如果应用光轮振动碾，在进行下层铺料填筑之前，需要为上层铺面刨毛，并确保其深度不小于五厘米。

2.6碾压施作

2.6.1碾压设备选型

各种碾压设备的所发挥的压实作用存在较大差异，所以在碾压过程中，需要以填筑要求为依据，选择合适的碾压设备。借鉴积累的实践经验可以发现，当实施碾压的时候，应用的设备应该达到碾压强度要求，同时与填料物理学性质等相符。

2.6.2碾压方式选定

以碾压设备为依据，采取合适的碾压方式，一般有两种，一种是进退错距法，另一种是圈转套压法。就前者而言，其操作方便、快捷，不同工序协同进行，主要包括碾压与铺土等，可获取良好压实效果。再就后者而言，此种方法对工作面提出较高要求，宜应用于多碾滚组合碾压，在应用该方法开展作业的过程中能够取得良好效率，不过由于转弯交接比较多，所以容易引发超压现象，如果转弯是小半径，那么容易对土层产生影响，导致其出现扭曲，进而破坏其剪力，同时转弯位置容易发生漏压现象，无法保证压实质量。

3结语

综上所述，土石坝施工具有成本低、结构简单、施工便捷、适应性强等优势。在水利施工中，施工单位应做好料场规划，规范土石料的开发与运输，合理处理坝基与岸坡，规范坝体填筑施工与土石坝碾压施工，保障土石坝施工质量，提高水利工程整体效益。

参考文献

［1］叶理辉.水利施工中土石坝施工技术分析［J］.四川水泥，2019（05）：255.

［2］肖晗.水利水电工程中土石坝施工技术分析［J］.科学技术创新，2019（27）：129-130.