浅论水利水电工程中土石坝施工技术

摘要：水利水电工程中土石坝的施工技术高低，直接关系到土石坝的工程质量和后期功效的正常发挥。我们必须充分认识到土石坝在水利水电工程中的重要地位，切实重视水利水电工程中土石坝的施工，不断探究其施工技术。本文简单介绍了水利水电工程中土石坝的特点及分类，并对土石坝施工技术展开论述。以便更好的为国家的水利水电建设服务。

关键词：土石坝；施工技术；填筑材料

中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号： 1、水利水电工程中土石坝的优点及其缺点分析土石坝的优点在于施工材料是就地获得，节省施工材料的同时能够减少运输的开销，有效的节省人力物力。如果不是采取土石坝，而采用以钢筋水泥为主要填筑材料的坝型，就会有比较大的材料消耗，并且耗费较多的人力物力来运输这些材料。再次，比较其他类型的挡水坝型，土石坝的结构相对是比较简单的，比较容易进行扩建或者维修。土石坝散粒体的坝身结构使其具有良好的适应变形的特点。由此，土石坝对坝基的要求是比较低的。土石坝的施工工艺比较简单，易于施工。土石坝也具有一些缺点，例如：土石坝需要专门的设置溢洪通道，因为土石坝的坝顶不能进行溢洪的工作；相比较浆砌石或者坝，土石坝的施工导流比较复杂；如果土石坝的土料为粘性土料，那么土石坝比较容易受到气候的不利影响。土石坝的最大的缺陷在于有较大的沉陷或者不均匀的沉降。

2、土石坝的分类土石坝通常是指将土料、石料或混合料, 经过抛填、辗压等工艺处理堆筑成的挡水坝。以土和砂砾为坝体填筑材料的水坝称为土坝；将石渣、卵石、爆破石料做为填筑材料的水坝,称堆石坝；如果这两类填筑材料比例相同时,称为土石混合坝。

依据施工时的填筑方法可以分为水力充填坝、碾压式土石坝、定向爆破堆石坝、水中填土坝等。其中应用最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。根据土石坝坝高的不同，土石坝可分为:低坝、中坝和高坝。低坝高度小于30m，中坝高度在30-70m之间，高坝高度大于70m。3、水利水电工程中土石坝施工工艺技术3.1材料的布置土石坝的施工质量及施工进度受到填筑材料布置的影响。在布置材料的位置的时候，必须考虑到材料场所在的位置的交通状况是否良好，是否能够比较容易的得到足量的填筑材料，且填筑材料是否有较好的质量等。材料是否得到合理的规划关系着整个水利水电工程建设是否能够顺利进行。在施工前应当从时间、空间等方面对填筑材料的布局进行合理的规划。在时间的安排上，要注意坝体的建筑部位与施工的强度是否会有变化，在空间上要对高程和填筑材料的位置要有合理的规划。务必使填筑材料的总量能够满足整个坝体工程的需求，并且保证在整个施工过程中有可靠的工程质量保证。无论是永久性的填筑材料还是临时性的填筑材料都应当被充分的利用。此外，要对施工的地点进行严密的测验检查，包括施工地点现状和成因等。还要掌握施工当地的水文气象信息和地质条件信息，控制好气候对工程施工的影响。气候对土石坝的影响是比较大的，汛期河道中的水量较大，就会对坝体填筑产生不良的影响，需要有针对性的施工方案减小汛期的影响。北方的河流在冬季会有结冰期，也需要有针对性的施工方案来指导冻土层的挖掘和灌浆工作。3.2土石料加工

第一，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：一是将自然蒸发、烘烤、掺料、翻晒等方法运用到挖装运卸中，来降低土料含水量。二是通过在料场加水,料堆加水,在开挖、装料、运输过程中加水的方法来提高土料含水量。一般在超径石含量不多的砾质土中，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。第二，砂砾石料和堆石料开采。砂砾石料开采因开采位置的不同分为陆上开采和水下开采两种方法。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。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。第三，土石料开挖运输。运用相互配套的的工程机械完成了从料场的开挖、运输,到坝面的平料和压实等土石坝施工的各项工序。这种一站式的施工工艺流程被称之为综合机械化施工。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主要有以下几种: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。在多种坝料开挖运输方案的选择上要充分结合工程施工的具体条件,使机械利用率充分发挥，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 土石坝填筑施工的技术分析土石坝的坝面施工包括铺料、洒水和压实和质检等施工程序，多种施工程序就会需要不同的工种和大量的机械设备。然而，坝面的工作面是比较狭窄的。因此，如果要保证施工的正常有序的进行，必须在施工前做好周密的组织计划工作。通常情况下采取流水作业的形式，因为流水作业不会产生施工人员相互干扰而影响施工进度的状况。土石坝的施工通常采用的是平起填筑施工的方法。平起填筑施工是保证填筑质量的有效方法，因为采用这种方法时有效的减少了削坡或者接缝的施工工序。其次，平起填筑就会使施工过程中总会有较大的填筑面，使得大型机械的工作能够顺利的进行。同时还能减少相邻的填筑材料的跨缝碾压。在土石坝进行分层强夯填筑的时候，对每层填筑材料的厚度进行严格的控制，一般情况下每层的厚度为10米到20米之间。为提高填筑材料的密度有效的减少变形的情况出现，可以采用大型的夯机对土石材料进行预压处理。在每层的填筑材料夯实之后再填充新的材料再夯实，逐步达到土石坝设计的高度为止。结合部位施工是土石坝施工的重压环节，因为土石坝的坝体中的防渗材料会与岸坡或者周围的地基接触，而且分层填筑施工时会设置的横向的接缝和接坡，坝体的整体质量会受这些结合处的影响。坝体结合处的施工难度较大，需要采取有效的技术措施进行施工，加强对这些结合处施工的质量监管和控制，这样才能保证整个土石坝的工程质量。反滤层的填筑方法大体上分为三类：沙松坡接触平起法、挡板法和削坡体。其中沙松坡接触平起法的填筑强度最高，符合机械化施工的要求，能够达到反滤料和防渗体、反滤料和坝壳料平起的填筑的目的。填筑方法有两种：先砂后土或者先土后沙。两种方法在砂和土之间都会有犬牙交错的情况。反滤层的厚度不能够在犬牙的厚度之内，而且不能使防渗体的有效的断面大幅度减小。结语：土石坝的相对简单的施工工艺以及就地取材的优点，使其成为坝工建设中应用广泛、发展较快的拦水坝类型。在土石坝施工中，需要采取有针对性的施工技术来保证土石坝的质量。参考文献：[1]李辉．水利水电工程中土石坝施工技术探讨[J]．陕西水利，2011(1)．[2]袁壮飞.钢箱梁施工技术探讨[J].建材与装饰，2008(3).[3]孙锡衡，王仁超，唐建华.土石坝施工过程的计算机模拟[J].水利水电技术，1990(6).[4]朱炳浩.大体积混凝土防裂施工技术探讨[J].硅谷，2008(22).