水利工程土石壩樞紐設(shè)計

周煥軍 陳建軍

【摘要】近年來，我國的水利事業(yè)不斷發(fā)展。本文將從土石壩樞紐設(shè)計的特點、施工技術(shù)分析、施工質(zhì)量管理、未來發(fā)展趨勢等多個方面進行分析探討，對土石壩樞紐設(shè)計提出了合理的看法。

【關(guān)鍵字】水利工程、土石壩

中圖分類號：TV 文獻標識碼： A

前言

在我國水利工程處在十分重要的地位，雖然我國的水利事業(yè)發(fā)展迅速，但是和發(fā)達國家相比還存在很多不足，因此要從土石壩樞紐的特點出發(fā)，詳細分析其中的問題，加強對土石壩的研究。

土石壩樞紐的特點

水利工程中土石壩具有其它壩型所沒有的優(yōu)點，應用歷史也最為悠久。通常情況下土石壩的施工材料均就地取材，能夠?qū)κ┕み^程中的各種土石原材料進行充分利用，不僅節(jié)省了大量的木材、鋼材以及水泥等工程材料，也有效減少了材料運輸?shù)馁M用，從而降低了土石壩的工程成本。另外，土石壩的施工工序較少，施工技術(shù)也較為簡單，對于組合式機械的快速施工具備一定的便利條件，施工周期相對較短。土石壩的結(jié)構(gòu)相對簡單，對于后期的維修、加高或擴建等工程來說非常方便。土石壩壩身的主體材料為土石散粒體，有著較強的變形適應能力。但是土石壩也存在一定的缺點，土石壩的壩頂不具備溢洪功能，需要另設(shè)溢洪道; 在土石壩工程中，黏性土料的填筑質(zhì)量容易受到外界氣溫、溫度等因素的影響; 土石壩也容易存在較多沉陷及不均勻沉陷; 另外土石壩還存在施工導流不便方面的缺點。因此，土石壩施工過程中，質(zhì)量控制的重點及難點是如何控制和預防滲流問題。

土石壩樞紐工程施工技術(shù)分析

料場的規(guī)劃布置

料場是土石壩材料的聚集地，是土石壩后勤保障的大本營，必須高度重視料場的合理規(guī)劃和使用。在土石壩施工過程中對料場的規(guī)劃與使用直接關(guān)系著施工的質(zhì)量和進度和工程投資，必須做好料場的時間規(guī)劃和空間規(guī)劃。科學合理的規(guī)劃布置料場，首先要合理選擇料場位置和高程，并進行合理的布置做好空間規(guī)劃布置；其次是全面把握土石壩施工材料的產(chǎn)狀、儲量、埋深、地質(zhì)成因以及各種物理力學指標，切實做好土石壩施工材料現(xiàn)場的合理質(zhì)與量規(guī)劃布置；再就是充分考慮料場與施工強度、壩體填筑部位變化之間的相互影響。總而言之，要做好水利工程土石壩料場的規(guī)劃布置工作，土石壩施工料場的總儲量要確保能夠滿足壩體總方量的需求，而且應滿足施工過程中各個階段施工上壩強度的最大要求，做到發(fā)揮土石料的最大功能作用。

2.土石料的開挖運輸

土石料的開挖運輸是土石壩施工的重要環(huán)節(jié)。從料場的開挖、運輸，到壩面的平料和壓實等各項工序，必須全面頭籌，根據(jù)施工組織設(shè)計做到一條龍的施工運輸。這些過程都可以綜合機械化施工，即由互相互配套的工程機械來完成。實現(xiàn)綜合機械化施工對加快土石壩工程建設(shè)速度、降低工程建設(shè)早教以及提高施工技術(shù)水平有著十分重要的作用。

3.壩基與岸坡處理

進行對鋪蓋地基的和清理時，應將壩基岸坡及鋪蓋地基上面的樹木草皮樹根亂石以及各種構(gòu)筑物等等全部清除干凈，同時應該認真做好水井泉眼地道和洞穴等的處理坡面及局部松散浮渣采用人工清理的方法進行清理，在粘上心墻范圍內(nèi)回填低標號混凝土，其他低洼部位分層回填新鮮石渣用機械清理與人工清理互相配合的清理方式，將水塘洼地深槽等全部徹底清理干凈，再分層將其進行回填壓實，碾壓整個土質(zhì)壩基填筑，達到足夠的夯實程度。

4.填筑施工

土石壩壩面作業(yè)的特點是工種多，工作面狹窄，工序多，機械設(shè)備多等，要合理穩(wěn)定的進行填筑施工需要具備制定完善的施工組織詳細規(guī)劃土石壩的壩面作業(yè)一般采用流水線的施工方式進行施工，可以有效避免因壩面作業(yè)特點對壩面施工過程的打擾，以切實保障工程的施工進度為加快施工進度及控制邊界，在防滲土料與反濾過渡料的填筑關(guān)系上，一般均采用先砂后土的施工順序土石壩在施工過程中的堆石體填筑可以應用自卸汽車后退法或進占法卸料，利用推土機將其攤平。后退法的優(yōu)點是汽車可在壓平的壩面上行駛，減輕輪胎磨損；缺點是推土機攤平工作量大，且影響施工進度后退法可以在一定程度上減輕料物的分離。

土石料的壓實

在土石壩施工過程中，土石料的壓實質(zhì)量是工程的關(guān)鍵。土石料的壓實質(zhì)量與土料的性質(zhì)、顆粒的組成、含水量以及壓實施工等眾多因素有關(guān)。同時土石料的壓實效果還容易受到土料顆粒的直徑大小影響，土料的顆粒越細，其空隙比就越大。而土料的含水量是影響壓實度的重要因素，土料中含水的礦物分散越大，其壓實的難度也就越大，所以一定要控制好土料的含水量及其中含水礦物的含量。

6.合理進行壩面分區(qū)

由于土石壩的體型較大，所以需要做好壩面分區(qū)工作。通常土石壩的施工工序分為鋪料、攤鋪、灑水、壓實以及質(zhì)檢等。在壩面分區(qū)作業(yè)過程中，防滲土料的施工應該根據(jù)填筑要求以及實際情況，來合理劃分。也可根據(jù)機械設(shè)備及填筑情況來進行及時的調(diào)整。

四、土石壩施工的質(zhì)量技術(shù)管理

要切實對壩體基礎(chǔ)進行清理處理，將樹木、草皮、樹根、亂石、墳墓以及各種構(gòu)筑物全部清除，并認真做好水井、泉眼、地道和洞穴等各個方面的處理。在完成基礎(chǔ)處理工作后，才能實施填筑施工，使土石壩具有足夠的承載力；對于在覆蓋層較深的地方修建工程，基礎(chǔ)處理的工程量比較大，應根據(jù)具體需要采用振沖、防滲墻、固結(jié)灌漿、帷幕灌漿等方式對地基進行綜合性處理，達到夯實壩體地基，滿足一定的承載和防滲要求的目標。夯實壩體地基寒冷地區(qū)，一般日平均氣溫低于負l0攝氏度時，不宜填筑土料。當日平均氣溫低于0攝氏度時，粘性土料按低溫季節(jié)施工。水利工程土石壩中的面板堆石壩堆石體的壓實參數(shù)、碾重、鋪層厚和碾壓遍數(shù)必須經(jīng)過碾壓實驗加以確定，設(shè)計壓實干密度、石質(zhì)、填料形狀、尺寸和級配等因素與其所取的值有密切關(guān)聯(lián)，在不同的實驗中，應該以優(yōu)化參數(shù)作為質(zhì)量控制的最好依據(jù)。水利工程的土石壩施工質(zhì)量非常容易受到季節(jié)性水文氣象的影響，因此必須高度重視水文氣象對施工進度的影響。

除此之外，必須對壩面進行合理的分區(qū)，確保填筑工作施工順利完成。要做到：嚴格按照填筑工序進行作業(yè)；進行防滲土料的選擇和施工應根據(jù)填筑的具體情況需要，并合理地根據(jù)實際需要情況來進行劃分填筑區(qū)域，適時對機械設(shè)備和填筑情況等進行必要的調(diào)整；對采用臨時斷面填筑與平起填筑土石壩工程，必須保證機械化的正常作業(yè)，以確保填筑工程的質(zhì)量，絕對不能因為追求臨時斷面的填筑量的最小化而影響機械化的正常施工。

土石壩樞紐設(shè)計未來的發(fā)展趨勢1.優(yōu)化改進壩體防滲材料 伴隨市場經(jīng)濟的飛速發(fā)展，科學技術(shù)的進步，材料科學也會有較大的發(fā)展，新的材料必將取代舊的材料。就土石壩來講，未來必定會有更多的人去鉆研壩體的防滲材料，因此土石壩壩體材料的防滲性能也會得到較大的改進。 2.加快土石壩的施工速度 目前，伴隨土石壩的壩工技術(shù)的不斷改進，混凝土重力壩、拱壩的施工技術(shù)不斷成熟，同時橡膠壩等新型壩型得到了較多的運用，因此對傳統(tǒng)土石壩的選用造成了較大的沖擊。傳統(tǒng)土石壩因存在著填筑量大、建設(shè)時間長的缺點，在目前其所處的境地較為尷尬。但因土石壩具有對地基要求低、對材料利用率高、施工簡單等優(yōu)點，所以在當今要做的就是提高土石壩的施工效率，怎樣快速施工成為土石壩未來發(fā)展的新方向。 3.投入大型設(shè)備 在壩體填筑量一定的條件下，要想減少填筑時間，就需要增大填筑強度。填筑強度能否達到預期的目的，設(shè)備的投入是主要的影響因素。大型施工設(shè)備的投入必定成為一種發(fā)展趨勢。伴隨大型機具的應用，施工的人數(shù)必定會相應減少，施工成本也會顯著降低。

結(jié)束語

結(jié)合本文的分析可知，加強對土石壩的特點和未來發(fā)展趨勢的分析對于水利工程的發(fā)展具有十分重要的意義，因此在今后的研究中，更應該重視土石壩施工的質(zhì)量管理，做好土石壩的施工工作，促進我國的水利工程穩(wěn)定發(fā)展。

參考文獻：

[1] 郭強.水利工程中土石壩的施工技術(shù)探討[J]. 黑龍江水利科技. 2013(08)

[2] 張殿林.淺談水利工程的施工質(zhì)量控制[J]. 農(nóng)村實用科技信息. 2010(05)

[3] 黃少文.公路邊坡與土石壩淺述[J]. 廣東建材. 2011(03)

李曉娟

【摘要】水利工程中土石壩具有其它壩型所沒有的優(yōu)點，應用歷史也最為悠久。但是和發(fā)達國家相比還存在很多不足，因此要從土石壩樞紐的特點出發(fā)，詳細分析其中的問題，加強對土石壩的研究。本文將從土石壩樞紐設(shè)計的特點、施工技術(shù)分析、施工質(zhì)量管理、未來發(fā)展趨勢等多個方面進行分析探討，對土石壩樞紐設(shè)計提出了合理的看法。

【關(guān)鍵字】水利工程、土石壩

中圖分類號：TV文獻標識碼： A

土石壩樞紐的特點

通常情況下土石壩的施工材料均就地取材，能夠?qū)κ┕み^程中的各種土石原材料進行充分利用，不僅節(jié)省了大量的木材、鋼材以及水泥等工程材料，也有效減少了材料運輸?shù)馁M用，從而降低了土石壩的工程成本。另外，土石壩的施工工序較少，施工技術(shù)也較為簡單，對于組合式機械的快速施工具備一定的便利條件，施工周期相對較短。土石壩的結(jié)構(gòu)相對簡單，對于后期的維修、加高或擴建等工程來說非常方便。土石壩壩身的主體材料為土石散粒體，有著較強的變形適應能力。但是土石壩也存在一定的缺點，土石壩的壩頂不具備溢洪功能，需要另設(shè)溢洪道; 在土石壩工程中，黏性土料的填筑質(zhì)量容易受到外界氣溫、溫度等因素的影響; 土石壩也容易存在較多沉陷及不均勻沉陷; 另外土石壩還存在施工導流不便方面的缺點。因此，土石壩施工過程中，質(zhì)量控制的重點及難點是如何控制和預防滲流問題。

二、土石壩樞紐工程施工技術(shù)分析

料場的規(guī)劃布置

料場是土石壩材料的聚集地，是土石壩后勤保障的大本營，必須高度重視料場的合理規(guī)劃和使用。在土石壩施工過程中對料場的規(guī)劃與使用直接關(guān)系著施工的質(zhì)量和進度和工程投資，必須做好料場的時間規(guī)劃和空間規(guī)劃?？茖W合理的規(guī)劃布置料場，首先要合理選擇料場位置和高程，并進行合理的布置做好空間規(guī)劃布置；其次是全面把握土石壩施工材料的產(chǎn)狀、儲量、埋深、地質(zhì)成因以及各種物理力學指標，切實做好土石壩施工材料現(xiàn)場的合理質(zhì)與量規(guī)劃布置；再就是充分考慮料場與施工強度、壩體填筑部位變化之間的相互影響。總而言之，要做好水利工程土石壩料場的規(guī)劃布置工作，土石壩施工料場的總儲量要確保能夠滿足壩體總方量的需求，而且應滿足施工過程中各個階段施工上壩強度的最大要求，做到發(fā)揮土石料的最大功能作用。

2.土石料的開挖運輸

土石料的開挖運輸是土石壩施工的重要環(huán)節(jié)。從料場的開挖、運輸，到壩面的平料和壓實等各項工序，必須全面頭籌，根據(jù)施工組織設(shè)計做到一條龍的施工運輸。這些過程都可以綜合機械化施工，即由互相互配套的工程機械來完成。實現(xiàn)綜合機械化施工對加快土石壩工程建設(shè)速度、降低工程建設(shè)早教以及提高施工技術(shù)水平有著十分重要的作用。

3.壩基與岸坡處理

進行對鋪蓋地基的和清理時，應將壩基岸坡及鋪蓋地基上面的樹木草皮樹根亂石以及各種構(gòu)筑物等等全部清除干凈，同時應該認真做好水井泉眼地道和洞穴等的處理坡面及局部松散浮渣采用人工清理的方法進行清理，在粘上心墻范圍內(nèi)回填低標號混凝土，其他低洼部位分層回填新鮮石渣用機械清理與人工清理互相配合的清理方式，將水塘洼地深槽等全部徹底清理干凈，再分層將其進行回填壓實，碾壓整個土質(zhì)壩基填筑，達到足夠的夯實程度。

4.填筑施工

土石壩壩面作業(yè)的特點是工種多，工作面狹窄，工序多，機械設(shè)備多等，要合理穩(wěn)定的進行填筑施工需要具備制定完善的施工組織詳細規(guī)劃土石壩的壩面作業(yè)一般采用流水線的施工方式進行施工，可以有效避免因壩面作業(yè)特點對壩面施工過程的打擾，以切實保障工程的施工進度為加快施工進度及控制邊界，在防滲土料與反濾過渡料的填筑關(guān)系上，一般均采用先砂后土的施工順序土石壩在施工過程中的堆石體填筑可以應用自卸汽車后退法或進占法卸料，利用推土機將其攤平。后退法的優(yōu)點是汽車可在壓平的壩面上行駛，減輕輪胎磨損；缺點是推土機攤平工作量大，且影響施工進度后退法可以在一定程度上減輕料物的分離。

土石料的壓實

在土石壩施工過程中，土石料的壓實質(zhì)量是工程的關(guān)鍵。土石料的壓實質(zhì)量與土料的性質(zhì)、顆粒的組成、含水量以及壓實施工等眾多因素有關(guān)。同時土石料的壓實效果還容易受到土料顆粒的直徑大小影響，土料的顆粒越細，其空隙比就越大。而土料的含水量是影響壓實度的重要因素，土料中含水的礦物分散越大，其壓實的難度也就越大，所以一定要控制好土料的含水量及其中含水礦物的含量。

6.合理進行壩面分區(qū)

由于土石壩的體型較大，所以需要做好壩面分區(qū)工作。通常土石壩的施工工序分為鋪料、攤鋪、灑水、壓實以及質(zhì)檢等。在壩面分區(qū)作業(yè)過程中，防滲土料的施工應該根據(jù)填筑要求以及實際情況，來合理劃分。也可根據(jù)機械設(shè)備及填筑情況來進行及時的調(diào)整。

三、土石壩施工的質(zhì)量技術(shù)管理

要切實對壩體基礎(chǔ)進行清理處理，將樹木、草皮、樹根、亂石、墳墓以及各種構(gòu)筑物全部清除，并認真做好水井、泉眼、地道和洞穴等各個方面的處理。在完成基礎(chǔ)處理工作后，才能實施填筑施工，使土石壩具有足夠的承載力；對于在覆蓋層較深的地方修建工程，基礎(chǔ)處理的工程量比較大，應根據(jù)具體需要采用振沖、防滲墻、固結(jié)灌漿、帷幕灌漿等方式對地基進行綜合性處理，達到夯實壩體地基，滿足一定的承載和防滲要求的目標。夯實壩體地基寒冷地區(qū)，一般日平均氣溫低于負l0攝氏度時，不宜填筑土料。當日平均氣溫低于0攝氏度時，粘性土料按低溫季節(jié)施工。水利工程土石壩中的面板堆石壩堆石體的壓實參數(shù)、碾重、鋪層厚和碾壓遍數(shù)必須經(jīng)過碾壓實驗加以確定，設(shè)計壓實干密度、石質(zhì)、填料形狀、尺寸和級配等因素與其所取的值有密切關(guān)聯(lián)，在不同的實驗中，應該以優(yōu)化參數(shù)作為質(zhì)量控制的最好依據(jù)。水利工程的土石壩施工質(zhì)量非常容易受到季節(jié)性水文氣象的影響，因此必須高度重視水文氣象對施工進度的影響。

除此之外，必須對壩面進行合理的分區(qū)，確保填筑工作施工順利完成。要做到：嚴格按照填筑工序進行作業(yè)；進行防滲土料的選擇和施工應根據(jù)填筑的具體情況需要，并合理地根據(jù)實際需要情況來進行劃分填筑區(qū)域，適時對機械設(shè)備和填筑情況等進行必要的調(diào)整；對采用臨時斷面填筑與平起填筑土石壩工程，必須保證機械化的正常作業(yè)，以確保填筑工程的質(zhì)量，絕對不能因為追求臨時斷面的填筑量的最小化而影響機械化的正常施工。

四、土石壩樞紐設(shè)計未來的發(fā)展趨勢1.優(yōu)化改進壩體防滲材料 伴隨市場經(jīng)濟的飛速發(fā)展，科學技術(shù)的進步，材料科學也會有較大的發(fā)展，新的材料必將取代舊的材料。就土石壩來講，未來必定會有更多的人去鉆研壩體的防滲材料，因此土石壩壩體材料的防滲性能也會得到較大的改進。 2.加快土石壩的施工速度 目前，伴隨土石壩的壩工技術(shù)的不斷改進，混凝土重力壩、拱壩的施工技術(shù)不斷成熟，同時橡膠壩等新型壩型得到了較多的運用，因此對傳統(tǒng)土石壩的選用造成了較大的沖擊。傳統(tǒng)土石壩因存在著填筑量大、建設(shè)時間長的缺點，在目前其所處的境地較為尷尬。但因土石壩具有對地基要求低、對材料利用率高、施工簡單等優(yōu)點，所以在當今要做的就是提高土石壩的施工效率，怎樣快速施工成為土石壩未來發(fā)展的新方向。 3.投入大型設(shè)備 在壩體填筑量一定的條件下，要想減少填筑時間，就需要增大填筑強度。填筑強度能否達到預期的目的，設(shè)備的投入是主要的影響因素。大型施工設(shè)備的投入必定成為一種發(fā)展趨勢。伴隨大型機具的應用，施工的人數(shù)必定會相應減少，施工成本也會顯著降低。

結(jié)束語

結(jié)合本文的分析可知，在我國水利工程處在十分重要的地位，雖然我國的水利事業(yè)發(fā)展迅速，但在土石壩的實際施工過程中還存在一定的問題，所在水利工程的研究中，土石壩施工的質(zhì)量管理問題不能忽視，做好土石壩的施工工作，為我國的水利工程穩(wěn)定發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

參考文獻：

[1] 張殿林.淺談水利工程的施工質(zhì)量控制[J]. 農(nóng)村實用科技信息. 2010(05)

[2]黃少文.公路邊坡與土石壩淺述[J]. 廣東建材. 2011(03)