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水利施工中土石坝施工技术的运用
摘要:土石坝施工是水利施工的核心环节,施工工序比较多,影响因素多,任何一个细节控制不当,都会影响施工质量。因此,在具体施工中,必须结合工程特性,选择有针对性的施工方法,并制定科学合理的施工方案,从合理规划料场位置、土石料的开挖和运输、土石料加工、土石坝压实施工、土石坝填筑施工等方面同时入手,并严格把控施工中的注意事项,能够更好地控制和保障施工质量,促使我国水利工程事业持续健康的发展。
关键词:水利施工;土石坝;应用
前言
与其他坝型相比,土石坝的核心优势是就地取材,可以直接使用工程周边区域中的土料、石料作为坝体材料,无需使用钢筋、混凝土、水泥等工程材料,以此来缩短施工工期、控制造价成本。应按照设计要求完成竣工并交付使用,确保水利工程运行指标一切良好,土石坝坝体上并未发生任何渗漏、沉降等质量问题。
1合理规划料场位置
在案例工程土石坝施工中需要用到大量回填料,需要有专门的堆放场地,料场位置规划是否科学合理,直接关系到土石坝施工的进度和质量。因此,在土石坝施工前必须结合水利工程现场情况,加强选址和规划。为保证施工质量和进度,从时间、空间、质量3个方面入手来规划料场位置。(1)在时间规划上,充分考虑料场和土石坝施工强度以及坝体填筑部位变化之间的相互影响,保证原材料的供给能够满足施工要求。(2)在空间规划上,合理确定料场的位置和高程,并进行科学合理的布置。(3)在质量规划上,对施工现场的地质条件、埋深、回填料储量等指标进行综合分析和试验,保证料场的总储量和质量满足土石坝施工的要求。不同施工阶段,对施工强度的要求不同。在质量规划上做到了料尽其用,提升永久性和临时性建筑物基础碴料的利用率。
2土石料的开挖和运输
土石坝结构和布置不同,对土石料开挖方式和运输量的要求也不相同,需要对比分析不同开挖运输方案的优缺点和经济性,从而选择出最佳的土石料开挖和运输方法,常用的土石料开挖运输方案有以下几种:①正向铲开挖后,由自卸汽车运输到土石坝施工现场进行施工。②正向铲开挖后,通过胶带将土石料运输到施工现场进行施工。③斗轮式挖掘机开挖后,采用胶带机运输,装载到自卸汽车上,再运输到施工现场进行施工。④采砂船开挖,然后通过有轨机车运输,再转入胶带机运输到施工位置进行施工。不同土石料开挖和运输方案有其独特的优缺点,在方案比选时,需要结合土石坝施工现场实际条件,充分机械使用效率,并最大限度上减少转用次数,并结合铺料设备的铺筑能力,充分利用好地形条件,提升施工效率。结合案例工程的特性,选择第二种土石料开挖运输方案,效果显著。
3土石料加工
通常情况下,新挖掘的土石料含水量比较大,为提升土石坝施工质量,需要严格控制含水率,保证填料含水率在最佳含水率±2%时才能使用。土石坝施工中,土料主要来自于台地和河滩地上的土料,含水率较大,无法直接应用到施工中。挖掘出土料运输到储料场后,还需进行自然蒸发、翻晒、掺料等加工处理,保证含水量达到规定值后才能应用到施工中。此外,土石坝填筑施工前,还需将土料中粒径过大的石块清除出去,就案例工程而言,土料主要来自于台地和河滩,因此,超粒径石料比较少,可采用装有耙的推土机来清除。而那些没有清除干净的超粒径石料,需要在土石坝填筑整平阶段,进一步清理,以保证填筑效果。
4土石坝压实施工
压实特性:在土石坝压实施工中,压实特性由土料的基本特性决定,通常情况下,土料颗粒分布情况、含水量以及其它性能,都会影响压实特性。不同土料种类结构不同,具有的性能也不同,对压实效果的影响也不同。按照土料结构和组分的不同,通常分为2种,一种是粘性土料,另一种是非粘性土料。其中,粘性土料的粘结能力比较强,但摩擦系数较小,具有较强的压缩性,这和粘性土料的透水性较小有关,难以达到理想的压实效果。而非粘性土料则能达到很好的压实效果,具有较好的压实特性。压实标准:土石坝施工特性决定了土料压实效果越好,则物理力学性能指标就越高,土石坝施工质量就越好。但如果土料被过分压实,不但会提升压实施工的费用,而且容易形成剪力破坏,难以达到理想的技术经济效果。
5土石坝填筑施工
在土石坝填筑施工之前,需要在施工现场选择不小于50m的试验段,进行碾压试验,通过不同料场、土料、机械的相互组合,确定最佳的施工碾压参数,以保证施工的有效性和规范性。案例工程为典型的粘土心墙坝,主要填料是粘土料,通过推土机、装载机、自卸汽车将加工好的填料运输到施工现场,进行分段、分层填筑。保证左接头深槽采用人工铺筑,并回填到60m以下高程,每层填筑厚度要控制在15cm左右,由手扶式碾压设备碾压6~8遍。而60m到坝区间的填筑施工,则由自卸汽车将填筑料卸在坝面上,再用推土机逐步推平。但要保证汽车在虚土上的行驶轨迹尽量不重叠。60~70m区间,每层填筑厚度要控制在20~25cm之间,并用凸块振动设备碾压6~8遍,碾压设备无法达到的位置,比如边角部位,应由人工夯实,通过手扶式碾压设备和蛙夯实面,再由人工做刨毛处理。心墙反滤层在填筑时,要和粘土心墙同时施工,并遵循“先砂后土”的填筑原则。下游坝壳土质基础上都必须设置水平反滤层,粗砂、中粒径、小粒径石子各铺设50cm厚,坝壳料可由装载机、自卸汽车开采上坝,采用进占法卸料后,由推土机做推平处理,层厚要控制在0.8~1.0m之间,振动平碾碾压6~8遍,砂砾石料碾压时可适当洒水,洒水量以不沾轮为准。
结束语
综上所述,土石坝作为具备挡水功能的构筑物,是水利工程中的一项关键技术。在现代水利工程中,传统土石坝施工技术存在诸多工艺缺陷有待解决,难以满足实际施工需求。为突破传统土石坝施工技术的局限性,提高工程质量与技术水平,促进我国水利事业的健康快速发展,施工单位及相关人员需要深入研究土石坝技术,掌握标准的施工要点,逐渐探索新技术手段,以保障水利工程土石坝施工活动的顺利开展。
参考文献
[1]尹鹏茂.水工建设中土石坝施工技术及质控方法研究[J].中国房地产业,2017(21):129.
[2]杜乐乐.水利水电工程中土石坝施工技术探讨[J].建筑技术研究,2019,2(8):13-14
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