土石坝工程范文（精选12篇）
土石坝工程 第1篇
1 土石坝的分类
土石坝按坝高可分为:低坝、中坝和高坝。低坝:H<30m;中坝:H=30~70m;高坝:H>7 0 m。
土石坝按其施工方法可分为:碾压式土石坝;冲填式土石坝;水中填土坝和定向爆破堆石坝等。应用最为广泛的是碾压式土石坝。
按照土料在坝身内的配置和防渗体所用的材料种类, 碾压式土石坝可分为以下几种主要类型:均质坝、土质心墙坝、土质斜墙坝、多种土质坝、人工材料心墙坝、人工材料面板坝。
2 土石坝的优点和缺点
2.1 优点
(1) 就地取材, 节省钢材﹑水泥﹑木材等重要建筑材料, 从而减少了建坝过程中的远途运输。 (2) 结构简单, 便于维修和加高﹑扩建。 (3) 坝身是土石散粒体结构, 有适应变形的良好性能, 因此对地基的要求低。 (4) 施工技术简单, 工序少, 便于组合机械快速施工。
2.2 缺点
(1) 坝顶不能溢洪, 一般要另设溢洪道 (洞) 。 (2) 施工导流不如砼坝或浆砌石方便。 (3) 粘性土料的填筑受气候影响较大。 (4) 沉陷和不均匀沉陷大。
3 土石坝施工工艺技术
3.1 料场布置
料场的合理规划与使用关系到坝体的施工质量、工期和工程投资, 而且还会影响到工程的生态环境和国民经济其他部门。施工前应从空间、时间、质与量等方面进行全面规划。
(1) 空间规划, 系指对料场位置、高程的恰当选择, 合理布置。 (2) 时间规划, 是要考虑施工强度和坝体填筑部位的变化。 (3) 质与量的规划, 应对地质成因、产状、埋深、储量以及各种物理力学指标进行全面勘探和试验。不仅应使料场的总储量满足坝体总方量的要求, 而且应满足施工各个阶段最大上坝强度的要求。料尽其用, 充分利用永久和临时建筑物基础开挖碴料。
3.2 土石料加工
(1) 土料加工。
清除表层及不合格料后的上山料场的土料均可上坝填筑, 但由于粘土颗粒小, 比表面积大, 亲水性强, 水对土料工程性能影响大, 填筑压实有最佳状态的最优含水率问题, 鉴于有此特点, 要求对土料的含水率进行控制, 必要时按规范进行水份调节处理, 保证在填筑压实时含水率在最优含水率±2%左右为合格料。调整土料含水量有两种方法。
(1) 降低土料含水量的方法有挖装运卸中的自然蒸发、翻晒、掺料、烘烤等方法。 (2) 提高土料含水量的方法有在料场加水, 料堆加水, 在开挖、装料、运输过程中加水。砾质土中超径石含量不多时, 常用装耙的堆土机先在料场中初步清除, 然后在坝体填筑面上进行填筑平整时再作进一步清除;当超径石的含量较多时, 可用料斗加设蓖条筛 (格筛) 或其他简单筛分装置加以筛除, 还可采用从高坡下料, 造成粗细分离的方法清除粗粒径。粗粒径较大的过渡料宜直接采用控制爆破技术开采, 对于较细的、质量要求高的反滤料, 垫层料则可用破碎、筛分、掺和工艺加工。
(2) 砂砾石料和堆石料开采。
(1) 砂砾石料开采:陆上开采、水下开采两种方法。 (2) 块石料开采:结合建筑物开挖或由石料场开采, 开采的布置要形成多工作面流水作业方式。开采方法一般采用深孔梯段爆破, 特定目的使用洞室爆破。 (3) 超径处理:超径块石料的处理方法主要有浅孔爆破法和机械破碎法两种。
(3) 土石料开挖运输。
土石坝施工中, 从料场的开挖、运输, 到坝面的平料和压实等各项工序, 都可由互相配套的工程机械来完成, 构成“一条龙”式的施工工艺流程, 即综合机械化施工。在大中型土石坝, 尤其在高土石坝中, 实现综合机械化施工, 对提高施工技术和机械化水平, 加快上石坝工程建设速度, 具有十分重要的意义。土石坝施工中开挖运输方案: (1) 正向铲开挖, 自卸汽车运输上坝。 (2) 正向铲开挖、胶带机运输。 (3) 斗轮式挖掘机开挖, 胶带机运输, 转自卸汽车上坝。 (4) 采砂船开挖, 有轨机车运输, 转胶带机 (或自卸汽车) 上坝。
坝料的开挖运输方案很多, 但无论采用何种方案, 都应结合工程施工的具体条件, 提高机械利用率;减少坝料的转运次数;各种坝料铺筑方法及设备应尽量一致, 减少辅助设施;充分利用地形条件, 统筹规划和布置。
3.3 填筑施工
(1) 土石坝坝面作业施工程序包括铺料、摊铺、洒水、压实、质检等工作。坝面作业, 工作面狭窄, 工种多, 工序多, 机械设备多, 施工时需有妥善的施工组织规划。为避免坝面施工中的干扰, 延误施工进度, 土石坝坝面作业宜采用流水作业施工。流水作业施工组织应先按施工工序数目对坝面分段, 然后组织相应专业施工队依次进入各工段施工。
(2) 施工中一般采用平起填筑施工, 平起施工有几个优点:减少了接缝、接坡、削坡等工序, 保证了填筑质量;保证有尽可能大的堆石填筑面, 利于大机械化的施工;有利于继续填筑时布置进入防渗料区的施工道路;运输反滤料及过渡料的大型自卸汽车不横穿防渗料区;有利于减小料界偏差和相邻料平起填筑时的跨缝碾压;均衡坝体的施工强度, 在防渗土料与反滤过渡料的填筑关系上, 有先土后砂及先砂后土两种作法, 为加快施工进度及控制边界, 一般均采用先砂后土施工。为满足渡汛的要求、分期蓄水提前发挥效益的要求, 均要求在短时间内大坝施工到某一高程, 而受多方面的制约, 全断面填筑不具备可能性, 一般均采用临时挡水断面填筑施工方法, 在冬雨季, 心墙部位不能进行填筑的情况下只得进行堆石料填筑和临时断面的填筑, 临时断面的设计应综合多方面的考虑因素并通过稳定性复核, 在临时断面填筑至设计高度后, 再进行尾部坝料填筑。
(3) 土石坝分层强夯填筑时, 应控制每层土石填筑厚度, 在10m~20m之间;采用大能量的夯击动力预压, 以提高土石料的密度, 消除土石料的变形;分层铺筑分层夯实, 在夯击后的土石层中填筑新的土石层, 再进行新的夯击, 直至达到坝体需要的高度。控制每层土石填筑厚度与采用夯击动力的能量, 使坝体密度、坝料的强度和模量显著提高, 施工工程量和工程造价大大降低, 使土石料的密度达到最大, 填筑完成后坝体的沉降明显减少。
4 结语
土石坝毕业设计开题报告(参考) 第2篇
土石坝是修建历史最悠久、世界上建设最多而且也是建得最高的一种坝型。公元前2900年，在埃及首都孟非司城（Memphis）附近尼罗河上修建的一座高15m，顶长240m的挡水坝是世界上第一坝，它就是土石坝。我国已建的8.6万座水坝绝大多数是土石坝。前苏联修建的罗贡土石坝坝高325m。土石坝如此长久而广泛地被采用，与它对基础的广泛适应性、筑坝材料可当地采取、施工速度快、经济等主要优点有关。选择土石坝坝型进行设计研究，目的是：①了解土石坝枢纽各建筑物组成、建筑物的工作特点以及在枢纽中的布置；②了解和掌握调洪演算的方法和水库各种特征水位的确定；③在对土石坝枢纽中各建筑物的设计中，了解各建筑物的选型比较方法以及所选定建筑物的设计难点和重点，并掌握相应的设计方法；④掌握计算机绘图和程序计算方法，培养设计报告撰写能力；⑤通过设计研究，培养文献资料查阅、发现问题、独立思考问题和解决问题的能力。
通过土石坝水利枢纽的设计研究，掌握一个水利枢纽的设计步骤程序和方法，学习和发展土石坝设计理论，促进土石坝建设。
2.阅读的主要文献、资料；国内外现状和发展趋势
1）水利电力部，碾压式土石坝设计规范（SDJ218-84），水利电力出版社，1985。
2）华东水利学院主编，水工设计手册，土石坝分册和结构计算分册，水利电力出版社，1984。
3）水利电力部，水工建筑物抗震设计规范（DL 5073-1997）,中国电力出版社，1997。
4）华东水利学院译，土石坝工程，水利电力出版社，1978。
5）武汉水利电力学院，水工建筑物基本部分，水利电力出版社，1990。
6）水利电力部，混凝土重力坝设计规范（SDJ21-78），水利电力出版社，1981。
7）中华人民共和国水利部，溢洪道设计规范（SL253-2000）,中国水利水电出版社，2000。
8）中华人民共和国水利电力部，水工隧洞设计规范（SD134-84），水利电力出版社，1985。
9）中华人民共和国水利部，水利水电工程钢闸门设计规范（SL 74-95），水利电力出版社，1995。
10）成都科技大学水力学教研室合编，水力学下册，人民教育出版社，1979。
11）华东水利学院等合编，水文及水利水电规划上下册，水利出版社，1981。
对20世纪70年代美国发生的一系列大坝失事进行调查后，美国总统科学技术政策办公室于1979年6月25日在写给卡特总统的报告中指出“虽然人类筑坝已有几千年历史，但是直到目前，坝工技术并不是一门严密的科学，而更恰当地说是一种‘技艺’。不论是建造新坝还是改建老坝，在每一个规划和实施阶段都还需要依赖于经验判断”。因此坝工研究更依赖于工程实践，对其的研究工作贯穿于设计、施工和运行管理的各个环节。从国内外土石坝建设状况看，土石坝数量最多，相应的筑坝经验最丰富。但前些年国内百米以上的土石坝很少，这主要受当时的施工机械和技术限制。近年来，随着施工技术的发展，特别是振动碾压机械的应用，国内土石坝建设速度很快，且往高坝建设发展，目前已开工建设的水布垭面板堆石坝坝高233m。虽然土石坝筑坝经验很丰富，但仍存在许多问题需解决，因此，选择土石坝设计为主要研究方向。主要研究内容及技术路线
研究内容：
1进行坝型选择和枢纽布置方案研究；
2主要建筑物设计。对挡水建筑物进行稳定分析、渗流计算、地基处理和细部结构等的详细设计；对泄水建筑物布置进行设计，对溢洪道过流堰的稳定及边缘应力进行计算和分析，或对泄洪隧洞的进口建筑物设计及对洞身进行衬砌设计计算；施工导流方案研究。
主要技术指标：
1）确定的枢纽布置方案经济合理，便于施工和运行管理；
2）设计的土石坝坝高和防渗体顶高按规范设计，坝剖面满足坝坡稳定和渗透稳定要求；
3）泄洪建筑物泄洪能力满足设计要求，并能泄放校核洪水，溢洪道溢流堰满足稳定和强度要求；
4）水库放空洞在30天内可将水库从正常高水位降至325m高程；
5）水电站引水隧洞洞径按经济管径设计；
6）所确定的施工方案可有效地施工导流，上下游围堰高度满足相应的施工渡汛要求。工作的主要阶段、进度及完成时间
时间安排：共14.0周。
其中熟悉资料0.5周；
枢纽布置（含调洪演算、挡水坝段设计）4.0周；
指定建筑物设计（含土石坝、溢洪道或泄洪隧洞、电站厂房等设计）5.0周；
施工导流0.5周；
成果整理及绘图4.0周。
具体完成时间：
3月1日~3月13日：开题报告；
4月19日~4月30日：老师检查；
6月1日~6月2日：预答辩、毕业设计装订成册；
6月7日：交成果；
水电站扩建工程土石坝填筑施工技术 第3篇
关键词：碾压式土石坝；填筑；施工质量
引言
土石坝是水利工程中常见的坝型，因其施工相对简单，经济成本要比其他坝型低很多，所以在工程建设中应用最为广泛其施工方法一般有碾压式、冲填式、定向爆破堆等，技术和结构较简单，易于操作、维修、扩建等。同时，由于土石坝坝身主要由土石散粒组成，适应性较高，变形影响较小，可以更好的保证其整体的使用寿命。下面将探讨碾压式土石坝填筑施工质量管理措施。
1水电站扩建工程土石坝填筑施工准备
1.1料场的规划布置
料场的选择直接影响到坝体的质量和施工的效率、成本、周围环境等，选择时需要进行科学计算。正式施工前，要对各个料场进行整体规划，制定一套科学的开采计划。料场选择时还需要注意具体的时间、存储、施工强度、水位等因素。优先选择近料、上游易被淹的材料；含水量较高的材料在夏季水分蒸发较高时使用，含水量较低的则在雨季或者水分蒸发较低的时间段使用；施工强度较高时，为了降低运输的压力，节约成本，一般选择近料
1.2土石料的加工
土石坝施工所用的土石料含水率需要进行合理的控制，以确保合格料在填筑压实时含水率在最优含水率±2%左右。可以通过在土石料场加水，对土石料的料堆添加水，采取加水的方法在土石坝开挖、装料、运输过程中提高土石料的含水量。在大、中型水利工程土石坝的施工建设过程中，尤其是在高土石坝的施工过程中，运用现代化的水利工程土石坝施工技术和先进的机械化水平，可以加快水利工程土石坝的建设速度，实现现代化综合高技术、高水平机械施工，保证水利工程土石坝施工质量。
2水电站扩建工程土石坝填筑施工技术
2.1压实土料
土石料的压实，是土石坝施工质量的关键。维持土石坝自身稳定的土料内部主力、土料的防渗性能等，都是随土料密实度的增加而提高。土料自身的性质，颗粒组成情况、含水量大小以及压实功能等密切关系着土料压实特性。压实效果受到土料颗粒粗细组成的影响，颗粒愈细，空隙比就愈大。
我国常用的坝体压实机械主要有羊角碾、气胎碾、振动碾等。羊角碾主要应用在黏性材料的压实，将羊角插入到材料中，使其底部和上部的黏性材料都受到压实，且羊角碾能对表面的土层进行翻松，简化施工程序，也有助于材料的级配与含水量达到较均匀的状态。气胎碾既可以应用于黏性材料也可以应用于非黏性材料的压实。振动碾则是运用碾重静压和振动力对材料进行压实，其可使用的范围较大。
2.2填筑施工
此阶段涉及工序和使用的设备较多，导致操作面小，施工难度较大，一般采用流水作业的方式进行施工。此方式需对施工的工序进行计算，依照计算结果将坝面进行分段式处理，各施工段组织相应的专业施工队伍进行施工，以确保施工的进度和质量。
平起填筑方式可在确保填筑质量和效率的同时简化施工工序。例如，无接缝和削坡等环节的工作，扩展了堆石填筑的面积，方便了大型机械进行操作。这种方式有助于对进入防渗材料区域的道路进行设计，也有助于降低料界的偏差值及跨缝碾压相邻的材料平起差值，保持坝体各个环节和部分施工的平衡和稳定。
防渗是土石坝施工的重要环节之一，施工时需按照先砂后土的方法选择填筑材料，既可以加快施工进度，又可以对施工坝体的边界位置进行有效控制。同时，为了增加土石坝抗汛和储水的功能，保证施工材料质量和现场安全，需要使用临时挡水断面填筑的方式。
填筑施工涉及工序和使用的设备较多，施工难度较大，一般采用流水作业的方式进行施工。具体来说，需要注意：（1）在临铺填土料前，清理干净与土石坝体接触的混凝土以及岩石表面，并涂刷一层厚度不小于5mm 的浓粘土浆，随填随刷以保持其湿润，以利土石坝体与刚性结构以及强、弱风化岩石之间的结合。（2）土石坝体部位的土料填筑前，在与混凝土、破碎带以及强、弱风化岩石表面接触处按施工图纸要求的尺寸铺设接触粘土带。接触粘土料控制在略高于最优含水率（+2%～+4%）情况下填筑。（3）土料的铺筑采用进占法卸料，采用定点测量方式，严格控制铺土厚度。为保证坝体边坡辗压质量，上、下游侧摊铺超宽值不小于0.5m。（4）不同部位土料的压实标准和碾压施工参数按上述设计规定执行。靠两岸的接触粘土采用手扶振动辗进行压实。（5）每一填土层按规定参数施工完毕，在继续铺筑上层新土之前，需在下层土表面进行刨毛处理（如有土工格栅，则土工格栅内要求压实平整），必要时对表土层进行含水率调整的处理，以免形成土层间结合不良的现象。（6）在接合的坡面上，配合填筑的上升速度，将表面松土铲除至已压实合格的土层为止。坡面须经刨毛处理，并使含水率控制在规定的范围内，然后才能继续铺填新土进行压实。（7）坝体同上下游反滤料平起填筑，跨缝碾压。采用先填反滤料后填土料的平起填筑法施工。进水口前段及厂房两侧的土石坝填筑同时进行，两侧高差不超过4m。
3水电站扩建工程土石坝填筑施工注意事项
3.1铺料厚度控制
土石坝填筑施工重在过程控制，如果过程控制得好，其结果就会满足设计要求。过程控制的主要内容是碾压施工参数W，其是通过碾压试验确定的。如果严格按照要求的铺料厚度和碾压遍数进行碾压，其质量应具有满足要求的合格率；但是在料源发生较大变化时，现行碾压参数不能保证合格率时应及时调整碾压参数。
对于铺料厚度一般是通过高度标尺进行控制。不管通过何种方式进行控制，在每层底部1/3满足密度要求的同时，可通过某一较长时期内填筑总高度和填筑总层数对平均每层的压实厚度进行计算。一般情况下压实厚度是松铺厚度的90%左右，如果以上实际计算的平均压实厚度大于松铺厚度的90%，或者高于100%，可推断在施工中存在松铺厚度超标的情况。出现该情况后，设代人员应提请建设单位督促相关方进行处理，并在后续工作中加强监控。
3.2堆石料的质量问题
堆石料属于坝壳料，其主要功能是实现大项的稳定和排水，因此对其抗剪强度有较高的要求。当岩性及母岩强度一定时，其抗剪强度主要是由颗粒级配（P5含量）和密度（相對密度、孔隙率）所决定，因此填筑质量的控制指标一般是颗粒级配和孔隙率。两者若能满足技术要求，其渗透系数一般亦能满足要求，从而实现排水的功能。
堆石料在岸坡部位的填筑，可超填形成缓坡，用振动平碾进行压实，对于振动碾不能到达的部位应用小型机具进行夯实。坝体填筑石料应采取大面积铺筑，以减少接缝。当分块填筑时，应对块间接坡处的虚坡带采取专门的处理措施，如采取台阶式的接坡方式，或采取将接坡处未压实的虚坡石料挖除的措施。
总结
随着土石坝运用范围越来越广，对其施工工艺的要求也越来越高。从施工效率、质量、环保、成本等方面对土石坝的施工进行合理的设计和控制。一方面有利于确保施工质量，缩短施工时间，另一方面有利于相关施工材料的合理分配，提高其使用率，降低施工成本。从土石坝施工的各个环节对其进行控制，进而推动我国建筑行业的进一步发展。
参考文献：
[1]DL/T 5129-2001，碾压式土石坝施工规范[S].
[2]SL/T255-98，水利水电工程土工合成材料应用技术标准[S].
[3]郭强.水利工程中土石坝的施工技术探讨[J].黑龙江水利科技，2013（8）.
论水利工程土石坝的快速施工 第4篇
土石坝施工中所需材料一般就地开采, 同时还可充分利用各种开挖料, 且具有对基础要求低、适应基础变形强的特点, 目前广泛运用的是薄层铺筑并分层压实的碾压式土石坝。
2 快速施工的必要性
2.1 快速施工, 可以使大坝提前发挥经济效益, 对建设单位来说至关重要。
随着水利工程投资多元化的发展, 水利建设的投资逐渐以企业为主。无需置疑, 从企业追求利润最大化及提高内部收益率的角度考虑, 加快大坝施工进度, 缩短建设周期, 提前发挥效益, 是每个业主考虑的重点。在招标文件中, 均可以看见业主对工期的要求极为严格, 并在加快施工进度方面对施工单位提出严密而详细的措施要求。作为施工单位, 从满足业主需要的角度出发, 往往承诺比招标文件要求的工期提前完成。如何提高施工强度、加快施工速度成了施工单位为赢得市场并得以生存的法宝。
2.2 基础处理的不确定性, 也需要采用加快施工进度等措施。
随着水电开发的发展, 在不良基础的地方也开始修建大型土石坝, 而为了满足坝基承载力及基础防渗的需要, 往往在完成基础处理后方可进行填筑施工。然而, 地基情况较为复杂, 特别是在深覆盖层上修建土石坝, 基础处理工程量大、不可预见因素多, 经常需要防渗墙、振冲、帷幕灌浆、固结灌浆等方式对地基进行综合处理, 处理难度大、检查复杂。根据对多个工程的资料分析, 基础处理完成时间往往较开工时所制定计划滞后, 造成填筑开工时间拖延, 而下闸蓄水或竣工期往往不予调整, 造成有效填筑时间缩短, 施工单位也不得不采取快速施工措施, 从而保证按合同工期完工。
2.3 水文气象的影响, 对填筑强度提出新的要求。
土石坝对水文气象的因素极为敏感, 在雨季, 土料的含水量影响极大, 直接影响大坝的填筑, 施工强度将受到影响;冬季, 土料上冻, 如不采取积极措施, 也无法进行填筑, 且冬雨季填筑施工, 存在着高投入、低产出的窘境, 往往是施工单位不愿意承担的。因此, 充分利用填筑的“黄金季节”, 尽量避免冬雨季施工, 是施工单位首选的, 相对应, 在“黄金季节”填筑的工程量也往往极为可观, 能否快速施工成为避免冬雨季大方量填筑的首要问题。
2.4 度汛的施工特点, 也需要施工单位采用快速施工等措施。
由于土石坝的特点, 一般不允许漫顶过流, 故土石坝工程“施工高峰期”一般发生在工程实施截流后第一个汛前达到拦洪度汛断面挡水这一阶段, 截流后同样需要加快施工进度, 以期在汛前将坝体全断面或度汛小断面填筑至拦洪度汛高程。根据我国的水文情况, 一般在6月份进入汛期, 南方一些地区受梅雨季节影响, 会更早地进入汛期。9月份以后, 河水流量逐渐变小, 河道截流一般选在汛期末枯水期初, 所以拦洪度汛期总的施工工期很短, 坝体填筑的施工有效时间非常有限。需提高月填筑强度方能按安全渡汛的要求按期达到拦河高程。
3 快速施工的主要方法简介
根据笔者参建土石坝工程的体会, 土石坝填筑如需快速施工, 首先要重视设备及人力资源的投入, 其次填筑前的准备工作也要引起高度重视, 只有这样才能达到快速施工的目的, 否则, 容易造成欲速则不达的不良后果。
3.1 快速施工需作的准备工作。
3.1.1计划的编制。虽然计划编制是每个施工单位都需进行的一项日常工作, 但对于土石高坝, 存在着一系列相互干扰、相互影响的工作, 如只凭经验或简单的分析, 往往无法有效的把握施工中出现的新情况、新干扰。通过计算机的运用, 极大的提高了计划编制水平和计划的智能性, 能够自动进行工期分析、关键线路的分析, 在发生干扰事件后, 也能迅速进行调整和辅助决策, 避免手足无措及盲目施工的现象。3.1.2料场的开采。料场对土石坝的重要性不言而喻, 却也是最容易影响大坝顺利填筑的软肋。完善而慎重地进行料场复查及复勘工作显得尤为重要。如具备条件, 最好在大坝填筑前储备一部分成品料来削峰平谷。需要强调指出的是, 在施工单位进场后, 根据自身的能力和对坝址周围环境的了解, 调查在招标文件提供的料场外距坝址较近的地方, 是否存在着开采条件相对较好的料场, 或经论证后可作为坝料的新料场。因此, 料场的复勘调查工作, 早重视、早研究, 是解决快速施工、降低工程造价不可忽视的因素。3.1.3施工道路。为满足快速施工的需要, 大量的机械设备投入是不可避免的, 而目前运输汽车越来越向大吨位趋势发展, 运输车辆的数量也要求相应增多, 对施工道路的要求越来越高。工程实践证明, 道路越好, 运输车辆出勤率越高, 填筑效率也相应提高。在道路布置上, 应尽量根据实际情况布置成环行双车道, 避免车辆的相互干扰, 提高单车效率。3.1.4碾压试验工作。对土石坝而言, 碾压试验是填筑前最为重要的技术参数论证工作, 也是确定大坝能否顺利填筑及确保大坝质量安全的重要环节。碾压试验根据工程类比法拟定施工参数进行试验, 试验得出的参数, 是控制大坝能否快速填筑的重要因素。如指标定的过高, 在正式填筑中不易达到, 造成增加补压次数过多及采取更重型碾压设备进行施工, 效率会降低;如指标定的低, 为确保大坝安全, 可能将增加许多工程量, 也不利于工程快速施工。
3.2 快速施工的主要方法及注意事项。
在完成各项准备工作, 具备填筑条件后, 对施工单位而言, 按计划进行坝体填筑, 加强各工序的衔接、减少中间环节, 是坝体填筑快速施工的重中之重。3.2.1合理的坝面分区流水作业, 是坝体填筑快速施工的关键。由于土石坝体型较大, 为坝面分区流水作业提供了必要的条件, 一般将填筑工序分为卸料、摊铺、洒水、压实、质检等工作。根据实际情况, 将分为工段数与工序数, 如果工段数与工序数相等, 人、机、地不闲;如果工段数大于工序数, 人、机不闲, 地闲;如果工段数小于工序数, 人、机闲, 地不闲, 流水作业不能正常进行。进行工段数及工序数的确定和划分是坝面分区流水作业的关键因素。3.2.2大型施工设备的投入。在坝体填筑量一定的情况下, 要缩短填筑时间, 必然要增大施工强度, 而填筑强度的能否达到预期目的, 设备的投入是极为重要的方面, 也是是否能够实现快速施工的关键。3.2.3加强冬季施工研究和组织, 是加快坝体填筑的一个方向性选择。在冬季必须进行施工的情况下, 只有进行必要的研究, 采取可靠的措施, 充分利用当地的气候条件, 才有可能进行冬季防渗土料施工, 而在总体经济上也可能有优势。如小浪底工程防渗土料填筑经历5个冬季, 上坝土料温度在最寒冷时也保持在1~5℃, 1998年12月份填筑强度仍达到38.5万m3/月, 而现场质量检测结果表明, 每一层土料的压实度及含水量均满足规范要求, 层间结合良好, 没有发现干、松土层现象。
4 快速施工需认真对待的几个问题
虽然土石坝快速施工已成为潮流, 也是未来发展的方向, 但从多个已完工或在建工程的情况来看, 土石坝的快速施工水平, 主要依据坝高、填筑工程量、实际施工工期、平均月升高速度及平均月上坝强度等施工技术指标来综合分析、评价, 而不是简单的一味求快及追求上升速度。快速施工必须在进行科学论证及安全评审后方可实施, 否则, 将有可能带来不可预料的后果。
4.1 快速施工, 使坝体沉降量在工程完成后显著增大。
根据最近的土石坝施工实践已经反映出, 认为堆石坝施工碾压完成变形基本完成的观点是有一定偏差, 由于施工速度过快, 大坝投入运行后, 堆石坝沉降变形过大, 以致形成病害隐患的实例已不鲜见。
4.2 快速施工, 在心墙部位易形成拱效应而影响防渗效果。
由于快速施工及投入运行, 造成本应在施工期完成的沉降而留在了运行期来完成, 大坝蓄水后增加的附加沉降量及附加水平位移量亦较大, 由于防渗土料与堆石料在沉降速率与时间方面均不同步, 同时空隙水压力消散较慢, 在防渗土料易形成低应力区, 可能形成拱效应, 可能造成心墙开裂等潜在的安全隐患。
结束语
土石坝的快速施工虽然是目前发展的趋势, 但也是业主及施工单位都要正确看待的问题, 参建各方均应从科学的角度, 全面、正确的分析合理工期, 以实现资源利用最大化的目标, 而不是简单的求高、求快、求效益, 方能达到实现快速施工, 真正实现业主及施工单位“双赢”的目标。
摘要：近年来, 随着新型土石方机械的大量投入及填筑施工工艺水平的不断提高, 同时对筑坝材料试验研究的深入, 极大地拓宽了土石坝的用料范围和用料模式, 为土石坝更广泛地应用提供了有利条件, 改变了土石坝施工长期存在着建设工期长、填筑强度低的不足, 进一步加快了施工进度。在确保填筑施工质量及安全运行的前提下探讨土石坝的快速施工是很有必要的。
土石坝工程 第5篇
(2)计算及时进行各观测物理量的计算或换算，填写记录表，
用计算机或人工计算，都要保证计算方法正确，成果合理。
(3)绘制曲线通过计算机或手工绘制测量量的过程线，考察和判断观测值的变化趋势。对成组的同项目测点，宜绘制观测值分布图。有的项目还需要绘制相关图、等值线。
谈河道土石坝的施工 第6篇
关键词：土石坝；快速施工；措施；方法；问题
前言
近年来，随着新型土石方机械的大量投入及填筑施工工艺水平的不断提高，同时对筑坝材料试验研究的深入，极大地拓宽了土石坝的用料范围和用料模式，为土石坝更广泛地应用提供了有利条件，改变了土石坝施工长期存在着建设工期长、填筑强度低的不足，进一步加快了施工进度。在确保填筑施工质量及安全运行的前提下探讨土石坝的快速施工是很有必要的。
1.河道土石壩施工用料概述
土石坝施工中所需材料一般就地开采，同时还可充分利用各种开挖料，且具有对基础要求低的特点，目前广泛运用的是淹层铺筑并分层压实的碾压式土石坝。
2 河道土石坝快速施工的必要性
2，1加快河道土石坝施工进度，可以使大坝提前发挥经济效益，对建设单位来说至关重要。
2，2从企业追求利润最大化及提高内部收益率的角度考虑，加快大坝施工进度，缩短建设周期，提高经济效益，是每个业主考虑的重点。从满足业主需要的角度出发，往往承诺比招标文件要求的工期提前完成。如何提高施工强度、加快施工速度成了施工单位为赢得市场并得以生存的法宝。
2，3基础的不确定性，也需要采用加快施工进度等措施。随着各类经济的开发和发展，在不良基础的地方也开始修建大型土石坝，而为了满足坝基承载力及基础防渗的需要，可进行填筑施工。然而，地基情况较为复杂，特别是在深覆盖层修建士石坝，基础处理工程量大、不可预见因素多，经常需要防渗墙、振冲、帷幕灌浆、固结灌浆等方式对地基进行综合处理，处理难度大、检查复杂。根据对多个工程的资料分析，基础处理完成时间往往较开工时所制定计划滞后，造成填筑开工时间拖延，而下闸蓄水或竣工工期往往不予调整，造成有效填筑时间缩短，施工单位也不得不采取快速施工措施，而保证按合同工期完工。
2，4水文气象的影响，对填筑强度提出新的要求。土石坝对水文气象的因素极为敏感，在雨季，土料的含水量影响极大，直接影响大坝的填筑，施工强度将受到影响；冬季，土料上冻，如不采取积极措施，也无法进行填筑，且冬雨季填筑施工，存在着高投人、低产出的窘境。因此，充分利用填筑的“黄金季节”，尽量避免冬雨季施工，是施工单位首选的，相对应，在“黄金季节”填筑的工程量也往往极为可观，能否快速施工成为避免冬雨季大方量填筑的首要问题。
2，5渡汛的施工特点，也需要施工单位采用快速施工等措施。由于不允许漫顶过流，故土石坝工程一般发生在工程实施截流后第一个汛前达到拦洪度汛断面挡水这一阶段，截流后同样需要加快施工进度，以期在汛前将坝体全断面或度汛小断面填筑至拦洪度汛高程。根据我国的水文情况，一般在6月份进人汛期。9月份以后，河水流量逐渐变小，河道截流一般选在汛期末枯水期初，所以拦洪渡汛期总的施工工期很短，坝体填筑的施工有效时间非常有限。
3 河道土石坝快速施工的主要方法
土石坝填筑如需快速施工，首先要重视设备及人力资源的投入，其次填筑前的准备工作也要引起高度重视，只有这样才能达到快速施工的目的，否则，容易造成欲速则不达的不良后果。
4、河道土石坝快速施工需作的准备工作
4，1施工前计划的编制。虽然计划编制是每个施工单位都需进行的项日常工作，但对于河道土石坝，存在着一系列相互干扰、相互影响的工作，如只凭经验或简单的分析，往往无法有效的把握施工中出现的新情况、新干扰。通过计算机的运用，极大的提高了计划编制水平和计划的智能性，能够自动进行工期分析、关键线路的分析，在发生干扰事件后，也能迅速进行调整和辅助决策，避免手足无措及盲目施工的现象。
4，2河道土石坝施工前料场的开采。料场对土石坝的重要性不言而喻。完善而慎重显得尤为重要。如具备条件，最好在大坝填筑前储备部分成品料。需要强调指出的是，在施工单位进场后，根据自身的能力和设计要求对周围环境进行详细的了解，调查是否存在可作为坝料的新料场。因此，料场的复勘调查工作，是解决快速施工、降低工程造价不可忽视的因素。
4，3施工道路。为满足快速施工的需要，大量的机械没备投入是不可避免的，而目前运输汽车越来越向大吨位趋势发展，运输车辆的数量也要求相应增多，对施工道路的要求越来越高。工程实践证明，道路越好，运输车辆出勤率越高，填筑效率也相应提高。在道路布置上，应尽量根据实际情况布置成环行双车道，避免车辆的相互干扰，提高单车效率。
4，4碾压试验工作。对土石坝而言，碾压试验工作，也是确定大坝能否顺利填筑的重要参数环节。如指标定的过高，在正式填筑中不易达到，造成增加补压次数过多及采取更重型碾压设备进行施工，效率会降低；如指标定的低，为确保大坝安全，可能将增加许多工程量，也不利于工程快速施工。
5、河道土石坝快速施工的主要方法
5，1在完成各项准备工作，具备填筑条件后，按计划进行坝体填筑，加强各工序的衔接、减少中间环节，是坝体填筑施工的重中之重。合理的坝面分区流水作业，是坝体填筑快速施工的关键。
般将填筑工序分为卸料、摊铺、洒水、压实、质检等工作。根据实际隋况，将分为工段数与工序数，如果工段数与工序数相等，人、机、地不闲。如果工段数大于工序数，人、机不闲，地闲；如果工段数小于工序数，人、机闲，地不闲，流水作业不能正常进行。进行分段是坝面分区流水作业的关键因素。
5，2在坝体填筑量一定的情况下，要缩短填筑时间，必然要增大施工强度，而填筑强度的能否达到预期目的，设备的投入是极为重要的方面，也是是否能够实现快速施工的关键。
5，3加强冬季施工研究和组织，是加快坝体填筑的个方向性选择。只有进行必要的研究，采取可靠的措施，充分利用当地的气候条件，才有可能进行冬季防渗土料施工，而在总体经济上也可能有优势。每一层土料的压实度及含水量均满足规范要求，层间结合良好，不能有干、松土层现象。
6，河道土石坝快速施工需注意的问题
6，1虽然土石坝快速施工已成为潮流，也是未来发展的方向，但从多个方面看，土石坝的快速施工水平，主要依据坝高、填筑工程量、实际施工工期、平均月升高速度及平均月上坝强度等施工技术指标来综合分析、评价，而不是一味求快，只求上升速度。快速施工须在进行科学论证及安全评审后方可实施，否则，将有可能带来不可预料的后果。
6，2快速施工，使坝体沉降量在工程完成后显著增大。根据最近的土石坝施工实践已经反映出，认为土石坝施工碾压完成变形基本完成的观点是有定偏差，由于施工速度过快，大坝投入运行后，土石坝沉降变形过大，以致形成病害隐患的实例已不鲜见。
6，3快速施工，可能造成本应在施工期完成的沉降而留在了运行期来完成，大坝蓄水后增加的附加沉降量及附加水平位移量亦较大，由于防渗土料与堆石料在沉降速率与时间方面均不同步，同时空隙水压力消散较慢，在防渗土料易形成低应力医可能形成拱效应，可能造成坝墙开裂等潜在的安全隐患。
7，结束语
水利工程土石坝标准施工技术探讨 第7篇
1 土石坝的概述
(1) 土石坝的分类。土石坝根据坝高可分为三种, 一种是低坝, 一种是中坝, 另一种是高坝。一般情况下, 低坝的高度控制在30米以下, 中坝的高度控制在大于30米且小于70米的范围内, 高坝的高度超过70米。根据施方法土石坝可以分为三种, 一是碾压式土石坝, 二是冲填坝, 三是定向爆破堆石坝, 其中碾压式土石坝在水利工程施工中应用的比较广泛。由于土石坝组成成分特殊, 其夯实工作不可能一次性完成, 需要按要求分层反复的回填碾压, 当碾压厚度达到一定标准后, 才能够使土石坝的超固结特性很好的表现出来。通过对土石坝技术进行分析和了解能够看出, 原材料的获取相对便捷, 堆筑时能够选择土料和石材进行, 而且该技术的运用对原材料并没有太高的要求, 能够有效地节约运输成本, 且具有相对简单的施工工序。
(2) 土石坝的优点和缺点分析。土石坝的优点:一是在土石坝施工中, 所用到的建筑材料体积和重量较小, 不会是钢筋水泥等材料, 许多施工材料当地就能够获取, 这样有效减少了施工时大量运输费用的产生;二是具有简单的整体结构, 在进行改扩建施工时不需要大范围的进行改造施工, 同时也便于维修;三是石粒结构为土石坝主要结构, 这样就使土石坝在使用很长一段时间后不会出现变形情况, 同时施工过程中也对地基稳定性要求不高。在水利工程中土石坝施工技术的应用能够有效减少施工流程, 降低施工成本, 缩短施工工期, 使施工效率能够得到较大的提高。土石坝虽然具有较多优点, 但也存在一些不足, 即坝顶在利用土石坝施工技术建成以后, 拦截洪水的效果较差, 溢洪道单独修建的现象会经常出现。在进行土石坝施工时, 倒流操作的便捷程度与混凝土施工技术存在着较大的差距, 天气的变化情况也会影响到填筑施工。在土石坝施工过程中, 沉陷现象较为普遍, 从而一定程度上会影响到表面的平整性。
2 土石坝施工技术分析
(1) 土石坝筑坝材料。在开始施工以前, 综合考虑施工的合理性和可行性, 在进行规划及施工组织设计时要充分分析时间因素、空间因素和质量要求, 在准备土料时, 一般要确保高出两倍标准储量, 为了确保顺利施工, 需要综合分析材料存放的场所, 取样检查材料中的粘性土质, 特别是要重点监测防渗材料的含水量情况。防渗土料的防渗功能严重影响着整个工程的质量, 所以, 需要确保防渗系数与设计要求规定相符合。在施工过程中, 要确保土料的含水量与施工标准相符合, 同时保证压实材料的质量, 从而使坝面的强度与设计要求一致。还要使反滤料和过滤料能够达到施工要求的坚硬程度。同时, 在进行制作时还需要添加特定的补强材料, 以有效提高其坚硬度。
(2) 土石料的开采与加工。在整个施工过程中, 开采和加工土石料是极其重要的环节。因此, 在开采施工以前, 需要将相应的准备工作做好, 要具体的区分料场, 与此同时, 需要及时清理掉上方覆盖的杂物, 将排水设施建设在料场内, 从而确保工程能够顺利进行。另外, 需要布局和建设施工中所使用的道路, 从而确保土石料在施工中能够顺利运抵施工现场, 避免对施工进度造成影响。一般土料的开采方式分为立采和平采两种。立采方式一般广泛应用于具有较厚土层的地方, 这样原料的含水量与建筑的含水量更加的接近, 在有较大土层差异的时候非常适宜应用这种方式。平采方式通常更多的应用于具有较小土层厚度的地方, 而且土层数量相对较少, 运用具有较高含水量的土层要进行脱水处理。在开采土料以前, 需要合理的划分整个区域, 将适宜方式应用到不同的区域进行加工处理, 从而有效提升施工的效率。
(3) 施工设备选型。在选择施工设备时, 首先要保证能够符合设计要求, 同时要确保施工本身不会因为这些特点产生负面的影响, 在施工现场设备需要能够适应实际情况, 而且要使施工的效率和质量得到保障。同时要保证施工设备性能的良好性, 使其具备较好的稳定性。与此同时, 在操作过程中, 施工人员需要尽量的防止有安全事故, 避免发生不合规范的情况出现。采用较为简单的结构, 便其能够更方便的进行维修及保养。在施工过程中, 进行合理的配置以确保机械设备良性运行, 以使设备的性能得到较好的发挥。与此同时, 需要实时掌握设备的运行状态, 充分提高其工作效率。在进行设备选型时, 不但要考虑设备的功能, 而且要认真分析设备的费用以及维护费用, 并认真对比设备的性能, 从而使设备达到最佳的效果。在选择设备型号时, 要综合分析其性能、质量和价格等因素, 从而确保顺利完成施工。
(4) 土石坝填筑与压实。在进行水利工程施工时, 对地基清理干净以后, 需要填筑坝体。首先要填平坝面, 随后划分坝面区段实施流水作业。在填筑坝体时要分层进行, 完成整个填筑层施工需要通过以下三方面工序。一是铺土, 所施工方向要沿着坝体轴线进行, 在铺填土料时要保持其均匀性, 这样能够使平土的工作量有效减少。在进行铺土时, 要充分打碎不符合直径要求的土块, 及时剔除土中不合要求的石块。在填筑区, 自卸车进行铺土作业时, 要进行倒退铺土, 以防止超出压实度土料所出现的剪切破坏情况。与此同时, 避免反滤料被穿越反滤层的汽车带入防渗体内, 以之避免影响到坝体的质量;二是平土, 在完成铺土后, 可以实施平土作业, 在平整过程中可以根据分层厚度进行, 能够通过拉线的方式有效控制平土厚度。施工单位能够通过人工方式或机械方式进行平土, 进行平整施工时要使用推土机完成, 要使平整地面具有相应的坡度, 这样可以在进行施工时有效排泄雨水;三是压实, 在完成平土施工后, 就能够通过碾压机进行压实施工, 碾压机的前行方向要与坝轴线方向处于平行状态。在使用碾压机时, 需要严格控制碾压的遍数, 防止有漏压或者是过压的情况出现, 当有剪切破坏情况出现时, 需要全部清除土体, 随后对清除位置进行铺填压实。在压实过程中, 需要分段进行施工, 同时严格控制搭接的长度, 需要大于50厘米, 施工时可以用小型夯实机对接合位置进行施工 (图1) 。
(5) 心墙反滤料施工。在进行心墙施工时, 要注意使心墙与砂壳实现平衡上升, 如果心墙上升较快, 容易出现干裂, 对质量造成一定影响;如果砂壳上升较快, 会对施工造成一定难度。现如今, 土砂平起施工法被广泛应用于施工过程中。依据不同的土料与反滤料填筑先后顺序, 土砂平起施工法分为两种方法, 一种是先土后砂法, 另一种是先砂后土法。在进行塑性斜墙坝施工时, 当砂壳修筑的高度达到设计高程时, 在进行斜墙土料的填筑时, 以防止有较大的沉陷出现在砂壳中, 防止不均匀的砂壳沉陷导致斜墙裂缝。
3 结语
综上所述, 水利工程在经济社会中的作用日益重要, 所以, 在水利水电工程施工中要严格控制其质量, 使人们的日常生活不受影响。在水利水电工程中, 土石坝施工逐渐得到广泛应用, 并成为不可缺少的重要部分, 土石坝施工技术能够有效提升土石坝的施工质量, 确保工程的安全运行。因而, 施工单位要不断加强对土石坝施工技术的研究, 使施工技术不断提升, 并严格规范每个施工环节, 完善工艺流程, 从而使土石坝工程质量水平不断提高。
摘要：本文主要围绕土石坝施工技术, 分析土石坝施工技术及发展趋势, 希望给水利工程施工提供有益的参考。
关键词：水利工程,土石坝施工,探讨
参考文献
[1]李芳敏;刘海秋;浅谈土石坝的施工[J];中小企业管理与科技 (上旬刊) ;2010 (6) .
[2]张文倬;张云生;土石坝渗流与治理[J];云南水力发电;2011 (1) .
[3]刘云苹;水利水电工程中土石坝施工技术探讨[J];黑龙江科技信息;2014.
土石坝工程 第8篇
1.1 快速施工, 可以使大坝提前发挥经济效益, 对建设单位来说至关重要
随着水利工程投资多元化的发展, 水利建设的投资逐渐以企业为主。无需置疑, 从企业追求利润最大化及提高内部收益率的角度考虑, 加快大坝施工进度, 缩短建设周期, 提前发挥效益, 是每个业主考虑的重点。
在招标文件中, 均可以看见业主对工期的要求极为严格, 并在加快施工进度方面对施工单位提出严密而详细的措施要求。作为施工单位, 从满足业主需要的角度出发, 往往承诺比招标文件要求的工期提前完成。如何提高施工强度、加快施工速度成了施工单位为赢得市场并得以生存的法宝。
1.2 基础处理的不确定性, 也需要采用加快施工进度等措施
随着水电开发的发展, 在不良基础的地方也开始修建大型土石坝, 而为了满足坝基承载力及基础防渗的需要, 往往在完成基础处理后方可进行填筑施工。然而, 地基情况较为复杂, 特别是在深覆盖层上修建土石坝, 基础处理工程量大、不可预见因素多, 经常需要防渗墙、振冲、帷幕灌浆、固结灌浆等方式对地基进行综合处理, 处理难度大、检查复杂。根据对多个工程的资料分析, 基础处理完成时间往往较开工时所制定计划滞后, 造成填筑开工时间拖延, 而下闸蓄水或竣工期往往不予调整, 造成有效填筑时间缩短, 施工单位也不得不采取快速施工措施, 从而保证按合同工期完工。
1.3 水文气象的影响, 对填筑强度提出新的要求
土石坝对水文气象的因素极为敏感, 在雨季, 土料的含水量影响极大, 直接影响大坝的填筑, 施工强度将受到影响;冬季, 土料上冻, 如不采取积极措施, 也无法进行填筑, 且冬雨季填筑施工, 存在着高投入、低产出的窘境, 往往是施工单位不愿意承担的。因此, 充分利用填筑的“黄金季节”, 尽量避免冬雨季施工, 是施工单位首选的, 相对应, 在“黄金季节”填筑的工程量也往往极为可观, 能否快速施工成为避免冬雨季大方量填筑的首要问题。
1.4 度汛的施工特点, 也需要施工单位采用快速施工等措施
由于土石坝的特点, 一般不允许漫顶过流, 故土石坝工程“施工高峰期”一般发生在工程实施截流后第一个汛前达到拦洪度汛断面挡水这一阶段, 截流后同样需要加快施工进度, 以期在汛前将坝体全断面或度汛小断面填筑至拦洪度汛高程。根据我国的水文情况, 一般在6月份进入汛期, 南方一些地区受梅雨季节影响, 会更早地进入汛期。9月份以后, 河水流量逐渐变小, 河道截流一般选在汛期末枯水期初, 所以拦洪度汛期总的施工工期很短, 坝体填筑的施工有效时间非常有限。需提高月填筑强度方能按安全渡汛的要求按期达到拦河高程。
2 施工方法的优化
根据笔者参建土石坝工程的体会, 土石坝填筑如需快速施工, 首先要重视设备及人力资源的投入, 其次填筑前的准备工作也要引起高度重视, 只有这样才能达到快速施工的目的, 否则, 容易造成欲速则不达的不良后果。
2.1 快速施工需作的准备工作
2.1.1 计划的编制。
虽然计划编制是每个施工单位都需进行的一项日常工作, 但对于土石高坝, 存在着一系列相互干扰、相互影响的工作, 如只凭经验或简单的分析, 往往无法有效的把握施工中出现的新情况、新干扰。通过计算机的运用, 极大的提高了计划编制水平和计划的智能性, 能够自动进行工期分析、关键线路的分析, 在发生干扰事件后, 也能迅速进行调整和辅助决策, 避免手足无措及盲目施工的现象。
2.1.2 料场的开采。
料场对土石坝的重要性不言而喻, 却也是最容易影响大坝顺利填筑的软肋。完善而慎重地进行料场复查及复勘工作显得尤为重要。如具备条件, 最好在大坝填筑前储备一部分成品料来削峰平谷。需要强调指出的是, 在施工单位进场后, 根据自身的能力和对坝址周围环境的了解, 调查在招标文件提供的料场外距坝址较近的地方, 是否存在着开采条件相对较好的料场, 或经论证后可作为坝料的新料场。因此, 料场的复勘调查工作, 早重视、早研究, 是解决快速施工、降低工程造价不可忽视的因素。
2.1.3 施工道路。
为满足快速施工的需要, 大量的机械设备投入是不可避免的, 而目前运输汽车越来越向大吨位趋势发展, 运输车辆的数量也要求相应增多, 对施工道路的要求越来越高。工程实践证明, 道路越好, 运输车辆出勤率越高, 填筑效率也相应提高。在道路布置上, 应尽量根据实际情况布置成环行双车道, 避免车辆的相互干扰, 提高单车效率。
2.1.4 碾压试验工作。
对土石坝而言, 碾压试验是填筑前最为重要的技术参数论证工作, 也是确定大坝能否顺利填筑及确保大坝质量安全的重要环节。碾压试验根据工程类比法拟定施工参数进行试验, 试验得出的参数, 是控制大坝能否快速填筑的重要因素。如指标定的过高, 在正式填筑中不易达到, 造成增加补压次数过多及采取更重型碾压设备进行施工, 效率会降低;如指标定的低, 为确保大坝安全, 可能将增加许多工程量, 也不利于工程快速施工。
2.2 快速施工的主要方法及注意事项
在完成各项准备工作, 具备填筑条件后, 对施工单位而言, 按计划进行坝体填筑, 加强各工序的衔接、减少中间环节, 是坝体填筑快速施工的重中之重。
2.2.1 合理的坝面分区流水作业, 是坝体填筑快速施工的关键。
由于土石坝体型较大, 为坝面分区流水作业提供了必要的条件, 一般将填筑工序分为卸料、摊铺、洒水、压实、质检等工作。根据实际情况, 将分为工段数与工序数, 如果工段数与工序数相等, 人、机、地不闲;如果工段数大于工序数, 人、机不闲, 地闲;如果工段数小于工序数, 人、机闲, 地不闲, 流水作业不能正常进行。进行工段数及工序数的确定和划分是坝面分区流水作业的关键因素。
2.2.2 大型施工设备的投入。
在坝体填筑量一定的情况下, 要缩短填筑时间, 必然要增大施工强度, 而填筑强度的能否达到预期目的, 设备的投入是极为重要的方面, 也是是否能够实现快速施工的关键。
2.2.3 加强冬季施工研究和组织, 是加快坝体填筑的一个方向性选择。
在冬季必须进行施工的情况下, 只有进行必要的研究, 采取可靠的措施, 充分利用当地的气候条件, 才有可能进行冬季防渗土料施工, 而在总体经济上也可能有优势。如小浪底工程防渗土料填筑经历5个冬季, 上坝土料温度在最寒冷时也保持在1~5℃, 1998年12月份填筑强度仍达到38.5万立方米/月, 而现场质量检测结果表明, 每一层土料的压实度及含水量均满足规范要求, 层间结合良好, 没有发现干、松土层现象。
3 结论
土石坝的快速施工虽然是目前发展的趋势, 但也是业主及施工单位都要正确看待的问题, 参建各方均应从科学的角度, 全面、正确的分析合理工期, 以实现资源利用最大化的目标, 而不是简单的求高、求快、求效益, 方能达到实现快速施工, 真正实现业主及施工单位“双赢”的目标。
摘要：近年来, 随着新型土石方机械的大量投入及填筑施工工艺水平的不断提高, 同时对筑坝材料试验研究的深入, 极大地拓宽了土石坝的用料范围和用料模式, 为土石坝更广泛地应用提供了有利条件, 改变了土石坝施工长期存在着建设工期长、填筑强度低的不足, 进一步加快了施工进度。在确保填筑施工质量及安全运行的前提下探讨土石坝的快速施工是很有必要的。
土石坝渗流研究发展 第9篇
渗流问题是土石坝安全的关键。渗流力学伴随着土石坝设计及其监控理论的发展而来,土石坝的发展史也就是渗流理论和渗流控制理论的发展史[1]。对于水利水电工程中最广泛的水库、坝堤等的安全问题,渗流破坏更为突出,在国内外的土石坝失事原因事例调查中占45%左右[2]。大坝和堤防的防洪、灌溉、发电、供水、航运、旅游和改善生态等综合效益巨大,是我国社会经济的重要基础设施和全国防洪保安工程体系的重要组成部分。这些工程的安危与效益的兴衰,很大程度上依赖于水工渗流控制理论和技术及其应用的效果[3,4,5]。
1 土石坝渗流研究的发展
1856年,法国工程师达西(H.Darcy)通过试验提出了土中渗流基本理论,为土石坝渗透理论的发展奠定了基础。达西理论的出现,使土石坝设计在20世纪的前半个世纪中在设计理论方面出现了六大突破。这充分表明了渗流问题的研究在土石坝建设中的重要地位。
土坝渗流计算方法可以概括为流体力学解法和水利学解法两类。流体力学解法是一种严格的解析法,它在满足定解条件下求解渗流基本方程,然后得到解的解析表达式。水力学解法是一种近似的解析法,它基于对土坝渗流做某些假定及对局部急变渗流区段应用流体力学解析解的某些成果而求得渗流问题的解答。因此,它并不适用于渗流基本方程的求解。
近代计算技术的发展和计算机的应用为土坝渗流计算开辟了新的路径。各种复杂情况下的土坝渗流都可以在计算机上模拟出来。对于土坝渗流问题已基本上可以取代渗流物理试验,实际上利用计算机依靠数值法对土坝渗流问题进行一次计算,也就相当于进行了一次模拟试验,而计算程序就相当于试验模型,数值模拟在土坝渗流计算中越来越占有重要位置,也越来越受到人们的重视。目前,常使用的数值法是有限差分法和有限元法。其中,有限元法是数值方法中应用最广的一种。有限元法的基本思想是在1943年由R.Courant提出的,1960年R.W.Clough最先提出了有限单元法这个名词,以此与有限差分法相区别。有限元法最早成功地应用于地水动力学,Clough和Woodward(1966年)首先用它分析土坝。起初该方法被应用到稳定渗流问题,到20世纪70年代,有限元已扩展到求解随时间变化的非稳定渗流问题以及非达西流[6]。随后又扩展到求解非饱和渗流问题、岩体裂隙渗流问题、渗流场与热力场、应力场相耦合的问题。在我国,有限元法被引用到渗流计算领域是在1972年。南京水利科学研究所渗流组与黄河水利科学研究所、上海计算技术研究所合作研究了黄河小浪底心墙坝底稳定渗流问题,计算结果与实际监测结果极为一致。
2 有限元渗流场计算的基本数学模型
一般情况下,我们假设微分体的体积是不改变的,则渗流连续性方程为:
若流体密度ρ为常数且孔介质不可压缩,则上式变为:
式(2)表明在同一时间内流入均衡单元体的水体积等于流出的水体积,即体积守恒,此时把渗流当成刚性液体,即为不可压缩流体在刚性介质中流动的连续性方程。
根据达西定律,x,y,z方向的渗流速度可表示为:
将式(3)代入式(2),得到:
当各向渗透性为常数时,就变为:
当水和土不可压缩时,式(4)就变为:
式(6)就是稳定渗流的基本微分方程,当各向渗透性为常数时,就变为式(7)。
其中,Ss为储水率或单位贮存量,其值表示单位体积多孔介质,当水头降低一个单位时,由多孔介质压缩及水的膨胀所释放出来的水量。
3 渗流控制措施
3.1 防渗措施的三次变革
对渗流的研究最终的目的是把它应用到实践中,能够解决实际问题,能够为社会带来经济效益、社会效益,能够为兴利除害做贡献。正如我们所期望的,渗流的研究成果为水工建筑物安全保障提供了可靠的理论支持,为防渗措施的改进铺平了道路。
从1910年布莱首次提出了以渗径长度控制渗流的概念直到20世纪50年代前,对渗流的控制主要是以防为主,其主要特征就是增加渗径长度。在1922年太沙基用反滤排水的方法,成功的解决了闸基的渗透稳定问题,并提出了第一个无黏性土反滤层设计准则,以后又建议在均质土坝内设置垂直排水体,以保证坝体浸润线,从此,水工建筑物的渗流控制措施由单纯的以防为主进入了防、排结合的阶段。同时反滤层的研究不断深入,提出了以反滤层保护渗流出口是防止渗透破坏,保护水工建筑物安全的首要措施,在20世纪80年代,防渗和反滤层各自的作用更加明确,从此渗流控制理论及实践逐渐明确的进入了防渗、排渗和反滤层三者相结合的新阶段。
3.2 防渗措施的类型
3.2.1 坝基黏土铺盖
在坝基渗透严重,不透水层在坝基以下较深时,做垂直防渗墙(或截水槽)比较困难的情况下,采用黏土铺盖防渗,黏土铺盖防渗长度不小于3倍～5倍坝前水深,铺盖厚度一般在上游段不小于0.5 m,与坝体相接处不小于1 m～2 m。
3.2.2 黏土防渗墙或混凝土防渗墙
当坝基渗漏严重,不透水层在坝基以下较深时,在工程造价许可的情况下,采用坝基黏土防渗墙截渗。利用钻机或其他设备,在土层中造成圆孔或槽孔,在孔中浇筑黏土或混凝土,最后连成一片为一整体的柱列式或板槽式防渗墙。防渗墙可以延长渗径,降低渗透压力,堵截渗流通道,墙体具有一定的抗冲刷能力。但是,防渗墙的技术复杂,造价较高。
3.2.3 坝体防渗劈裂灌浆
在重力充填灌浆的基础上发展成劈裂灌浆,即采用一定的灌浆压力,沿坝轴线小主应力面有控制地劈开坝体,灌注泥浆,并使浆坝互压,形成15 cm～50 cm厚的连续整体泥浆层,达到防渗目的。
3.2.4 板桩
当冲积层较厚时,有时采用板桩截渗,或先挖一定深度的截水槽,在槽底打设板桩,合并使用,较为经济。通常采用的板桩为钢板桩、混凝土板桩,木板桩只用于临时工程。
3.2.5 防渗土工膜
在透水地基上建造土石坝,斜墙(心墙)铺盖是一种较为普遍的形式。采用复合土工薄膜作斜墙(心墙)铺盖的防渗材料时,主要在于复合土工薄膜的主膜,其渗透系数远比黏性土和混凝土的渗透系数要小。而且复合土工薄膜具有较大的弹性或塑性变形,可适应土体的沉降、胀缩或者偶然超载、滑坡和渗漏等造成的过量位移和变形。
3.2.6 防渗帷幕
在砂砾石冲积层中,用水泥黏土灌浆、岩层的水泥灌浆或化学材料灌浆等造成防渗帷幕,已经在不少工程中取得了成功经验。
3.2.7 背水侧加设盖重
盖重常用于多层地基防渗(和堤坝直接接触的表层地基为不透水层或弱透水层,但表层以下有一至数层的强透水层的地基为多层地基),主要包括后戗、自流放淤、吹填固堤。
3.2.8 排渗减压
排渗减压工程有如下几种:
Ⅰ型——完整井,从地表贯穿透水层直达不透水层;
Ⅱ型——不完整井,只贯穿透水层的一部分,一般达到透水层深度的50%～75%,不小于25%;
Ⅲ型——浅井,只挖穿不透水表土层,井底部达到透水层;
Ⅳ型——不完整沟,挖穿不透水表层并深入透水层内的沟;
Ⅴ型——浅沟,只挖穿不透水表土层的沟,沟底部达到透水层;
Ⅵ型——混合型,一般由浅沟与不完整井结合组成。
4 结语
渗流问题是土石坝安全的关键。渗流控制是土石坝建设的重中之重。在渗流控制措施上,随着渗流控制理论的发展,由原来的以防为主逐渐向防渗、排渗和反滤层三者相结合的方向发展,这不仅使得工程的造价大幅下降,也使工程的安全性大幅的提高。坝体的防渗体的断面形式由原来的宽厚、臃肿变得小巧、精致,这不仅大大的减小了工程量,同时对施工质量的提高也有所改善。由于土石坝的结构简单、施工方便、适应变形能力高、应用管理方便等诸多优点,土石坝的发展将会有更广阔的前景。随之,渗流的控制理论和措施也会有更大的发展。保证建筑物及地基的渗透稳定以保安全是首要问题,对绝大部分工程而言,安全控制比渗流量控制更为重要。因此,在防渗、排渗和反滤层三者上,防渗方面所投入的比重将会有更大的下降。随着现代科技手段的发展,渗流计算结果将更加精确,防渗手段的实施更加经济、合理。
参考文献
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土石坝施工要点研究 第10篇
关键词：土石坝,施工
我国在水利工程建设中广泛采用土石坝, 土石坝是指对由泥土、石头或者是混合料等为主要建筑材料, 对这些建筑材料经过堆砌、填充、碾压等工序而形成的水坝, 当我们根据建筑材料区分时, 将土和砂砾为主要材料建筑起来的水坝称为土坝, 把石渣、卵石、爆破石料等石材为主要建筑材料而构建起来的水坝称堆石坝, 当以土和砂砾和石渣、卵石、爆破石料等石材按照相应的比例进行混合而构建的水坝我们称为土石混合坝。相较于其他类型的水坝, 土石坝具有结构简单、取材方便、在水坝地基处理工艺方面要求不高、一般的建筑队即可在技术人员的指导下进行施工、在钢材、水泥、沙子需求等方面要远低于其他类型的水坝。当采用工程机械进行施工时, 可以更方便的进行施工, 在施工人数、施工工期以及施工费用方面都能有极大的降低, 这为土石坝的更广泛的应用打下了良好的基础。土石坝不但在我国广泛应用, 国外也广泛的应用土石坝来作为水坝的主要类型, 中低坝与兴建的高土石坝都越来越多的运用土石坝施工工艺。据不完全统计, 从20世纪70年代至今, 土石坝的建筑高度和建筑总里程上都要远远的超出同期兴建的混凝土水坝, 相较于混凝土水坝, 土石坝具有建设周期短、建设成本低等特点, 这就使得土石坝在坝体选型方面是混凝土水坝的强有力地竞争者。
1 土石坝的主要分类及主要类型介绍
按照土料在坝身内的配置和防渗体所用的材料种类, 碾压式土石坝可分为以下几种主要类型:1) 均质坝。坝体断面不分防渗体和坝壳, 基本上是由均一的黏性土料 (壤土、砂壤土) 筑成。2) 土质防渗体分区坝。即用透水性较大的土料作坝的主体, 用透水性极小的黏土作防渗体的坝。包括黏土心墙坝和黏土斜墙坝。防渗体设在坝体中央的或稍向上游且略为倾斜的称为黏土心墙坝。防渗体设在坝体上游部位且倾斜的称为黏土斜墙坝, 是高、中坝中最常用的坝型。3) 非土料防渗体坝。防渗体由沥青混凝土、钢筋混凝土或其他人工材料建成的坝。按其位置也可分为心墙坝和面板坝。
2 土石坝的特点
2.1 土石坝的所具有的优点。
土石坝的建筑材料可以通过在施工地域进行开采, 其中以土石为主的坝体将减少对于钢材﹑水泥﹑木材等建筑材料需求, 降低了施工费用, 同时, 土石坝结构简单, 不论是对坝体进行维修或者是改建都有着良好的操作性, 土石坝对于地基的要求不像其他水泥坝那样对地基需要很高的要求。可以很容易的通过使用工程机械进行施工。
2.2 土石坝的缺点。
土石坝的缺点如下: (1) 坝身不能溢流, 施工导流不如混凝土坝方便。 (2) 粘性土料的填筑受气候等条件影响较大, 影响工期。 (3) 坝身需定期维护, 增加了运行管理费用。
3 土石坝在施工工艺方面简介
3.1 土石坝料场的选址。
土石坝料场的选址在这个工程项目建筑中占有很重要的地位, 其选址是否合适对整个水利工程项目的工程质量、项目的建设进度、周边生态环境以及整体的工程预算都会有很重要的影响, 因此在对土石坝料场的选址方面需要引起足够的重视, 在土石坝料场的选址时需要根究相应的法律法规并从科学合理方面出发, 土石坝料场的选址应在施工前期完成, 在选址时需要从从空间、时间、质与量等方面进行全面规划。
3.2 对于土石坝所用材料的处理:
3.2.1对于土料的处理。在对土料进行处理时, 当选用的是上山料场的土料时, 只需要将其表面的土层和其中不合格部分的土料剔除, 剩下的都是可以使用的土料, 在选用土料作为主要的建材时, 由于土本身对于水的亲水性较强, 在对土料进行处理时需要对土料的含水率进行控制, 对于土料的含水率的需要控制在±2%左右。在对土料进行含水率处理时可以使用以下两种方法:1) 可以通过自然蒸发、烘烤、掺料、翻晒等方法对挖掘来的土料进行处理, 从而达到对土料含水率的控制, 2) 当所选用土料的含水率较低时可以通过浇水来增加土料的含水率。一般在超径石含量不多的砾质土中, 用装耙的堆土机先在料场中初步清除, 然后在坝体填筑面上进行填筑平整时再作进一步清除;当超径石的含量较多时, 可用料斗加设蓖条筛 (格筛) 或其他简单筛分装置加以筛除, 还可采用从高坡下料, 造成粗细分离的方法清除粗粒径。3.2.2对于石料的处理。在开采石料时, 如果是开采砂砾石料和堆石料, 在开采时可以从山中、河边、河底等位置进行开采。而如果需要开采大块石料时, 需要在专门的采石场进行爆破作业进行开采。3.3.3土石坝土方和石料的运输。在进行开采作业时, 可以在开采的同时在旁边配备相应的运输车辆, 从而将开采、运输、到坝面的平料和压实等土石坝施工的各项工序有机的结合起来, 从而提高土石坝的建设材料的开采、运输速度, 这种方式不但节省了人工、经费更重要的是提高了效率。下面将就在土石坝土方和石料开挖与运输的方案进行介绍: (1) 正向铲开挖, 自卸汽车运输上坝。 (2) 正向铲开挖、胶带机运输。 (3) 斗轮式挖掘机开挖, 胶带机运输, 转自卸汽车上坝。 (4) 采砂船开挖, 有轨机车运输, 转胶带机上坝。在选用以上这些方法时需要根据当地挖掘厂的实际情况, 有针对性的选用合理的合理的挖掘与运输方案, 充分利用工程机械的特性来提高挖掘与运输的效率, 在设计方案的过程中要充分发挥现有装备的实际情况, 做好统一规划与部署, 保障水利工程项目土方与石料等建材的顺利开采。
3.3 土石坝的填筑施工作业。
土石坝经过多年的发展, 已经形成了一套完整齐套的施工工艺, 现今通过合理的规划可以形成流水线的施工方式, 通过采用这种施工方式可以有效的加快施工进度, 这种流水线作业方式通过先对坝面分段, 然后组织相应专业施工队依次进入各工段施工。施工中一般采用平起填筑施工, 平起施工具有减少了接缝、接坡、削坡等工序, 保证了填筑质量的优势。在完成了以上的坝体填筑施工作业后, 将通过夯实作业来提高土石料的密度, 消除土石料的变形, 通过采用重物冲击夯实的方式来保障坝体的施工, 通过将坝体分层夯实的方式来完成对于坝体的夯实作业。
结语
本文主要对土石坝的的定义、组成、分类以及它的优缺点进行了介绍, 并在此基础上对如何做好土石坝的施工进行了介绍。
参考文献
黏土心墙土石坝填筑施工分析 第11篇
摘要：填筑施工是黏土心墙土石坝工程的关键环节，对大坝施工质量和安全运行有决定性影响，因此本文从坝体填筑准备和填筑施工两个阶段分析了施工技术与控制的要点。
关键词：黏土心墙土石坝；填筑；施工
拦河筑坝，兴修水利，是为了更好地利用水资源服务经济社会。土石坝是各种拦河坝型式中应用最广泛的一种坝型，能够充分利用当地的土石等材料，对坝基要求不高，可适应各种地质、地形条件，施工技术较简单，方法选择也灵活，扩建加高更方便，所以为国内外筑坝所广泛选用。土石坝有均质坝、心墙坝、斜墙坝、分区坝等坝型，其中黏土心墙坝是各方面比较均衡的一种坝型，受气候影响小，施工质量便于控制。坝体填筑是土石坝施工最关键的环节，也是对工程质量和效率有决定性影响的方面，因此本文对黏土心墙土石坝施工要点进行了分析。
1 坝体填筑施工准备
1.1 坝料复查
黏土心墙坝的坝料通常包含防渗料、反滤料、坝壳料，根据《碾压式土石坝施工规范》（DL/T 5129-2001）规定，施工单位进场前要对勘测设计提供的料场勘察报告、试验资料进行复查，主要目的是验证料场坝料的物理力学性质、储量等相关资料的可靠程度，辅以坑探、钻孔取样等手段，发现问题及时与监理、设计单位协商解决，从而为坝料开采、碾压试验提供准确的依据。例如通过土料场勘探与试验结果发现土料上坝前应调整含水率，不同层次的土料要进行掺配混合才满足填筑要求，经与监理、设计工程师沟通及生产性试验验证，最后决定开采前先灌水，不同层次土料再立体混合开采，这充分说明坝料复查的重要性[1]。
1.2 碾压试验
通过碾压试验可核实坝料的施工性能，验证填筑设计标准的合理性，合理选择施工机械及确定工艺参数，为坝料开采、制备、填筑施工做好准备，如发现问题及时提出修改或补充意见。碾压试验可根据设计技术要求确定碾压试验含水率的控制范围，一般通过击实试验验证最佳含水率与击实性能的关系，一般最优含水率随击实功的增加而降低，而且碾压机械的压实功超过标准击实功，所以最优含水率应选择干侧。这样由击实试验和施工经验确定碾压试验设备组合和工艺流程，再经过碾压试验过程调整工艺参数。例如经过碾压试验，采用凸块碾时，只振碾容易出现水平层状面，如果先静碾再振碾，就会改善水平层状现象[2]。
1.3 坝料开采与制备
经过室内试验和生产性试验，确定坝料各项指标达到设计要求，就可以进行开采和制备。根据设计图纸及填筑计划确定开采工作面，再根据含水率等指标的检测结果确定开采方式与设备组合。心墙黏土料可能要进行掺混，就需要控制混合比例以及最佳含水率。反滤料用于保护心墙黏土料不流失，并有足够的透水性，防止细粒土淤堵，所以其颗粒级配必须严格控制，材料要经过清洗除泥、掺配，检验合格后放在干净场地上，并应保持湿润。坝壳料一般采用砂砾料，对粒度也有一定要求，要控制含泥量和剔除超径颗粒。
2 坝体填筑施工
2.1 填筑顺序
心墙坝有两种填筑顺序，一种是“先反后土”，也就是先填筑反滤料，后填筑心墙黏土料，这样可以防止反滤料侵占黏土料，这也是通常的做法；也有采用“先土后反”的，也就是先填筑黏土料，后填筑反滤料，这种情况主要是考虑到反滤层填筑宽度小的特点，若经现场试验证明能满足设计要求的话，也可采用。各种坝料一般按照测量→卸料→平料→洒水→检查验收的顺序进行。黏土料一般采用进占法卸料；反滤料采用后退法卸料；坝壳料可采用后退法卸料，也可采用进占法，或采用混合法，一般采用进占法，以形成填筑平台，后退法对减少车辆轮胎磨损有利，而混合法是进占法与后退法的结合。
2.2 黏土料填筑施工
黏土心墙料的填筑直接关系到大坝防渗质量和运行安全，所以必须严格控制施工工艺。一般采用分层铺筑碾压法，铺筑前测定土料含水率，其应在最优含水率±2%范围内。坝基上有盖板混凝土的，要先清理混凝土表面粘附的砂浆、乳皮等杂物，并洒水润湿，再涂刷一层浓黏土浆，以改善防渗黏土料与底板混凝土的粘结效果。浓黏土浆按水土质量比1：2.5～3配制，涂刷3～5mm厚，再铺一层50cm厚塑性较高的黏土，边刷边铺。两岸接触带也要涂刷浓黏土浆，高度为松铺层厚度，随后铺料。自卸车进占法上坝卸料，推土机推平，再按照高程控制松铺层厚度，铺成大面后，放出平行坝轴线的碾压参考线，采用振动凸块碾以进退错距法进行碾压，碾压遍数一般6～10遍（根据碾压试验确定的参数），普通黏土碾壓8～10遍，高塑性黏土碾压6～8遍。两岸接触带可采用人工铺筑，冲击夯夯实，再人工刨毛。为避免装料车辆对已填筑工作面产生剪切破坏，应在填筑面上铺填一层厚35～50cm的风化土料，再垫12mm厚钢板作为车辆通道。
2.3 反滤料填筑施工
反滤料一般由Ⅰ、Ⅱ两种料组成，采用“先反后土”顺序时，先铺Ⅱ，再铺Ⅰ；而采用“先土后反”顺序正好相反，先铺Ⅰ，再铺Ⅱ。反滤料与防渗黏土料及反滤料Ⅰ、Ⅱ之间可采用锯齿状填筑，以确保后铺材料不受侵占。采用平行坝轴线后退法进料，由人工配合反铲铺平，振动平碾静压4～6遍。黏土料、反滤料（Ⅰ、Ⅱ），在不同料层交界处要进行骑缝碾压，以确保界面结合良好。反滤料要进行润湿处理，可在碾压前用洒水车喷水2遍。反滤料填筑好后，运料车辆和工程机械不允许再进入行驶。
2.4 坝壳料填筑施工
填筑前，清理河床后，在坝基上回填碎石屑找平，然后用振动平碾碾压，碾压不到位置用电动夯板夯实。自卸车或反铲卸料，推土机推平，振动平碾碾压8遍。坝壳料与反滤料交界处要采用细石料铺筑，并进行骑缝碾压。岸坡接触带应形成便于碾压的坡度。
2.5 雨季填筑施工
土石坝雨季施工尽量避免，但根据工期、雨水强度可以合理安排。土料开挖可采用“井”字形方式，便于排水。储存土料时，可堆成“土牛”形状，加覆盖，四周留出排水沟槽。混合料应备足半个月以上。雨季期间要一直关注天气预报，根据降雨量预测，做好相应的措施。当雨量超过填筑允许强度时，应提前停止进料，用振动碾碾压光滑，再覆盖塑料薄膜，并在两岸留出排水沟。下雨时要组织人员抽水，避免积水。雨后复工，先晾晒或清除表土，当含水率满足要求后，刨毛处理，先铺薄层，大面平整后继续正常填筑[3]。
3 结语
黏土心墙土石坝填筑质量控制的关键是严格控制施工工艺，所以从施工准备阶段就应通过坝料复查、碾压试验合理确定和优化施工参数，在施工过程中严格按碾压试验提供的参数进行施工。由于土石坝施工工序复杂，要做好各个工序的衔接与协调，从而提高施工工效，降低施工成本。
参考文献：
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水库土石坝加固技术研究 第12篇
1 当前土石坝存在的主要问题
1.1 渗漏严重
渗漏问题是指水库坝基或坝体出现不同程度的渗漏, 土石坝出现管涌、流土、接触冲刷等渗透破坏问题。造成渗漏的主要原因是土石坝填土渗透系数与相应的标准不符或填筑压实度达不到实际要求;在大坝施工过程中没有对坝基进行彻底的防渗处理或清基, 致使坝体出现不同程度的裂缝等问题。
1.2 结构不安全
土石坝结构不安全是指坝体抗滑稳定和结构强度不符合要求, 其主要原因是土石坝坝坡设计相对较陡、坝体断面严重不足, 对坝坡没有按规定的施工要求进行施工, 使坝坡抗滑稳定性能降低。
1.3 防洪、抗震等功能较差
防洪、抗震能力差主要体现为坝体泄水建筑的泄水能力较差、坝顶高程设计不符合现行标准、抗震设计考虑不全面等。造成防洪、抗震能力差的主要原因是当时没有实地考察相应的洪水强度和地震强度标准;设计时对坝体的防洪、抗震措施应用不足;随着时间的推移和经济建设的发展, 当地的防洪、抗震标准出现了较大变化。
1.4 机电设备和金属结构出现老化
由于建成时间久远和外部环境的影响, 大量土石坝配套的机电设备和金属结构已经超出了使用年限, 出现了严重的锈蚀和老化现象, 给土石坝带来严重的安全隐患。
2 土石坝加固主要技术措施
2.1 对坝体渗漏进行加固处理
对坝体渗漏控制的标准为保证坝体和坝基的渗流稳定, 其抗渗比降和渗透流速需满足设计要求;控制渗流量, 尽量减少渗漏损失;控制下游剩余水头, 防止渗透变形破坏, 保证下游边坡稳定, 减少下游沉降。
渗漏的处理方法主要有灌浆法、斜墙法、套井回填黏土等。目前较常用的方法为灌浆防渗。根据灌浆材料的不同, 主要分为三种: (1) 黏土浆或黏土水泥浆。主要用于坝身和非岩性坝基的堵漏和截渗。 (2) 水泥灌浆。主要用于破碎岩基的固结灌浆和帷幕灌浆。 (3) 化学灌浆。主要用于坝基防渗。
灌浆方式主要有充填式和劈裂式两种。充填式灌浆是利用较小的灌浆压力或浆液自重, 将浆液灌入坝体隐患处, 以堵塞洞穴和裂缝。该法适用于处理性质和范围都已确定的局部隐患。
2.2 对坝体裂缝进行加固处理
坝体裂缝是土石坝病害中普遍存在的问题, 地震等自然灾害很容易引发坝体裂缝。一旦发现裂缝, 应通过观测等手段查明裂缝部位、形状、宽度、长度、深度、错距、走向和发展趋向, 同时结合土石坝设计、施工情况, 采取不同的处理方法。处理裂缝的方法主要有以下三种: (1) 开挖回填。该方法处理裂缝比较彻底, 一般适用于缝深不超过5 m的裂缝。对贯穿性裂缝, 应首先考虑此种方法。 (2) 裂缝灌浆。由于开挖回填处理工程量较大, 因此对坝内裂缝和非滑动性较深的裂缝, 可采用重力灌浆或压力灌浆进行处理。 (3) 开挖回填与裂缝灌浆相结合。在处理非滑动性很深的表面裂缝时, 可采用表层开挖回填, 深层灌浆, 开挖回填与灌浆相结合。
2.3 对滑坡进行加固处理
在重力或其他外力的作用下, 土石坝坝坡会向外、向下变形。当坝内岩土的抗剪力度不能够承受这种变形压力时, 就会出现土石坝滑坡问题。土石坝滑坡问题会严重影响坝体整体结构的安全。因此, 在加固前要先对滑坡进行观测、检验和勘探土质, 确定滑坡类型和产生的原因, 然后再采取相应的加固技术。
对滑坡进行加固时应遵循以下一些原则: (1) 设法减少滑动力, 增加抗滑力。要做到这点需通过抛石固脚阻滑, 保证滑坡体相对稳定。 (2) 清理坝体周围的泉眼、岩石、树根、洞穴、滑坡体等对大坝造成安全隐患的物体, 同时对坝坡和坝基进行清理。 (3) 在滑坡上全面进行培厚处理, 将坝坡坡度放缓。 (4) 在滑坡体得到有效稳定的情况下, 及时修护滑坡存在的裂缝。
2.4 新型材料在加固处理中应用
随着高分子化学技术的快速发展, 聚乙烯酰、聚乙烯纤维和聚酞胺纤维等合成纤维不断涌现出来。合成纤维性能良好, 使许多合成材料也在不断发展, 而土工合成材料正是新型合成材料的典型代表。常用的产品有以下三种: (1) 土工网。它是一种由重叠肋连接构成的密实程度很高的网状结构材料, 可以输送有毒气体或液体。 (2) 土工格室。它是一种由薄膜条、格栅、纺织物等交叉连接构成的蜘蛛网状或蜂窝网状结构材料, 用于保土和控制侵蚀等。 (3) 土工膜。它是一种具有良好防水性能的聚合物薄片, 用于土木工程或岩土工程中气体和液体输送的阻隔装置。可用于对渠道的衬砌进行防渗;作为污工坝、混凝土坝等的防渗体装置;对施工的围堰进行防渗;作为透水地基上的垂直防渗墙或水平防渗铺盖等。
3 结束语
对土石坝进行加固和维护是我国水利工程建设的重要一环。在对土石坝进行加固前, 应当先向当地有关部门和管理人员了解土石坝的运行情况, 然后对病险水库进行实地考查和研究, 对坝基、坝体、坝坡等部位进行严格的勘察和分析, 准确了解水库的病险程度和类型, 并对病险原因进行推测和估计。在准确了解病险原因后, 再对加固技术进行深入探究, 保证加固技术的顺利实施。
另外, 对土石坝中出现的裂缝、渗漏等问题, 相关的工程人员和技术人员更要加强对病险水库的研究和分析, 提高土石坝加固技术水平和应用能力。不断拓展新技术的研发和运用, 对于不同的问题采取相应的措施, 不断提高土石坝的工程质量和使用寿命, 从而促进我国水利事业的发展。
摘要：土石坝是我国水库建造的主要坝体类型。由于大部分水库是在建国初期建设的, 受当时技术条件和其他各方面因素的影响, 许多坝体、坝基结构处理不良或没有采取相应的防渗、防震措施, 致使出现裂缝、渗透、滑坡等问题。首先介绍了当前土石坝中出现的主要问题, 然后针对问题提出了相应的解决措施, 以期为水库工程管理人员提供参考。
