水利水電施工中筑壩工程關(guān)鍵技術(shù)分析

劉濤

【摘要】伴隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展以及科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，水利水電工程中的筑壩工藝逐漸受到人們的廣泛關(guān)注，在水利水電工程中最為常見的一種壩型就是土石壩。土石壩施工技術(shù)作為關(guān)鍵的工藝被廣泛的運(yùn)用到水利水電工程建設(shè)中，有效的促進(jìn)了我國水利水電工程事業(yè)的發(fā)展。

【關(guān)鍵詞】水利水電施工；筑壩工程；土石壩技術(shù)

1、引言

水利水電工程建設(shè)中的重要組成部分就是筑壩施工，而筑壩施工中最關(guān)鍵的技術(shù)就是土石壩施工技術(shù)，土石壩施工技術(shù)的使用直接影響到水利水電工程能否順利實(shí)施。

2、土石壩工程

2.1 土石壩的概念

土石壩就是將石料、土料或者混合料采用碾壓或者拋填的工藝進(jìn)行處理，從而堆筑成擋水壩。將土和砂礫作為壩體的填筑材料筑成的擋水壩被稱為土壩；將卵石、石渣、爆破石料作為壩體的填筑材料筑成的擋水壩被稱為堆石壩。當(dāng)這兩類填筑材料的比例是相同的時(shí)，所筑成的擋水壩被稱為土石混合壩（如圖1即為土石壩的構(gòu)造）。

2.2 水利水電工程中土石壩的優(yōu)點(diǎn)及其缺點(diǎn)分析

土石壩主要具有以下4個(gè)優(yōu)點(diǎn)：①施工時(shí)可以就地取材，極大的節(jié)約了施工的材料以及材料運(yùn)輸成本，大量的節(jié)約了人力和物力。②相較其他類型的擋水壩，土石壩的結(jié)構(gòu)更加簡單，后期的擴(kuò)建以及維修較為方便；③土石壩的施工技術(shù)較為簡單，且施工的工序較少，可以快速的進(jìn)行施工；④由于土石壩的壩身是有土石組成的，因此具有適應(yīng)變形的能力，大大降低了對于地基的要求。

土石壩主要具有以下4個(gè)缺點(diǎn)：①相較其他的擋水壩，土石壩的壩頂無法進(jìn)行溢洪，因此要另外設(shè)置專門的溢洪通道；②土石壩使用的土料都為粘性土料，在填筑是較容易受到天氣的影響，因此，要按照工程所在地的氣候資料來設(shè)計(jì)施工方案，對降水、大風(fēng)、氣溫、冰凍等氣象要素進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，從而確定天氣因素對于施工的影響程度；③土石壩的施工導(dǎo)流與漿砌石壩或混凝土壩相比更為復(fù)雜；④土石壩會(huì)出現(xiàn)較大的沉陷或者不均勻的沉降現(xiàn)象。

3、土石壩施工工藝技術(shù)

3.1 壩基與岸坡處理

在對壩基、岸坡進(jìn)行清理時(shí)，要將樹根、樹皮、石子、雜草等構(gòu)筑物全部清理干凈，并處理好洞穴、泉眼、地道和水井。對于坡面和局部的雜物可以采用人工清理的方式進(jìn)行清理，對于水庫、水塘等部位可以采用機(jī)械與人工相配合的方式進(jìn)行清理，并分層的進(jìn)行回填壓實(shí)，對整個(gè)土質(zhì)壩基填筑進(jìn)行碾壓，保證夯實(shí)程度足夠。

3.2 料場的規(guī)劃布置

料場要按照空間、時(shí)間、以及質(zhì)與量這幾個(gè)方面進(jìn)行規(guī)劃：①空間方面的規(guī)劃是指要選擇恰當(dāng)?shù)牧蠄鑫恢煤透叱蹋潦仙蠅蔚木嚯x也要盡可能的縮短，高程有利于重車進(jìn)行下坡運(yùn)動(dòng)，減少了運(yùn)行功率的消耗。除此之外，石料場還要與重要建筑物、機(jī)械設(shè)備、構(gòu)筑物保持足夠的距離，以保證施工的安全。②時(shí)間方面的規(guī)劃是指料場的使用的時(shí)機(jī)以及填料的數(shù)量的選擇要根據(jù)施工的程序以及壩體的填筑部位來進(jìn)行確定。料場的工作條件要隨著季節(jié)和壩前蓄水的情況的變化來變化。時(shí)間規(guī)劃要按照以下以下幾個(gè)原則進(jìn)行：a.先近后遠(yuǎn)；b.先上游，后下游；c.上壩強(qiáng)度高時(shí)用近料，反之上壩強(qiáng)度低時(shí)用遠(yuǎn)料；d.旱季用含水量高的料場，雨季用含水量低的料場。③質(zhì)與量的規(guī)劃主要指質(zhì)量要滿足設(shè)計(jì)的要求，數(shù)量要滿足填筑的要求。在對料場進(jìn)行規(guī)劃和選擇之前要先進(jìn)行全面的勘探試驗(yàn)。

3.3 土石料的加工與壓實(shí)

粘土的顆粒較小，具有很強(qiáng)的親水性，因此在進(jìn)行土石壩的施工之前，要先對壩體所需的土石料的含水率進(jìn)行檢測和控制。含水量較高則可以要進(jìn)行翻曬、摻料、自然蒸發(fā)來進(jìn)行處理，使土料中的含水率符合標(biāo)準(zhǔn)。保證土石壩施工質(zhì)量的關(guān)鍵是土石料的壓實(shí)情況，而土石料壓實(shí)特性受其本身的性質(zhì)、組成和含水量以及壓實(shí)功能的影響。由于粘性土的粘結(jié)力較大、摩擦力較小，所以壓縮性較大，但是由于其滲水性較小，不容易排水，就導(dǎo)致其壓縮過程較為緩慢，因此，要想固結(jié)壓實(shí)是十分困難的。非粘性土料則與之相反，非粘性土料的粘結(jié)性較小卻具有較大的摩擦力，壓縮性也較小，由于非粘性土料具有較強(qiáng)的透水性，容易排水，所以壓縮過程很快，可以很快的壓實(shí)。因此，非粘性土料的壓實(shí)的非粘性土的壓實(shí)干密度要比粘性土的壓實(shí)干密度更高，也就是說顆粒均勻的西沙要比顆粒不均勻的砂礫料的壓實(shí)干密度小。

3.4 填筑施工

壩面作業(yè)的工作面比較狹窄，流程和設(shè)備較多，因此，需要通過適當(dāng)?shù)囊?guī)劃來保證施工的順利開展。在進(jìn)行壩面作業(yè)時(shí)一般將壩面按照平行壩軸線方向劃分為若干部分，同時(shí)充分的對壓實(shí)機(jī)械工作條件的需求進(jìn)行考慮。在壩面作業(yè)時(shí)，必須要按照次序進(jìn)行，從而避免出現(xiàn)漏壓或者過分重壓的情況。只有在壓實(shí)合格之后，才可以進(jìn)行新料的填筑工作。碾壓式土石壩在土石壩中最為普遍，它的開行方式有圈轉(zhuǎn)套壓法和進(jìn)退錯(cuò)距法這兩種。圈轉(zhuǎn)套壓法一般被用于多碾滾組合下的碾壓，它所要求的開行的工作面比較大，生產(chǎn)效率也比較高，但是在碾壓中由于轉(zhuǎn)彎套壓的交接處的重壓過多，容易導(dǎo)致超壓，轉(zhuǎn)彎的半徑較小時(shí)，容易導(dǎo)致土層的扭曲，使剪力受到破壞，容易在轉(zhuǎn)彎的角落處出現(xiàn)漏壓的現(xiàn)象，不容易保證質(zhì)量達(dá)標(biāo)。進(jìn)退錯(cuò)距法的操作較為簡單，便于分段流水作業(yè)，比較容易保證質(zhì)量。在土石壩施工之前，要對各種填料進(jìn)行碾壓試驗(yàn)，從而選擇合適的碾壓機(jī)械，保證工程質(zhì)量達(dá)標(biāo)。

4、結(jié)語

隨著我國水利水電工程技術(shù)的快速發(fā)展以及科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，水利水電工程的施工水平越來越高。土石壩技術(shù)因具有較高的效率而受到了廣泛的應(yīng)用，工程技術(shù)人員在施工時(shí)要保證對于土石壩施工技術(shù)有一個(gè)深入的了解，能夠進(jìn)行合理的運(yùn)用，從而促進(jìn)水利水電工程技術(shù)的健康發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

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