關(guān)于水利工程土壩設(shè)計(jì)及施工技術(shù)的研究

劉建海

【摘要】建設(shè)土壩工程對(duì)各種地形的適應(yīng)度較強(qiáng)，在水利工程中的應(yīng)用也十分廣泛，土壩的歷史較為悠久，人們?cè)谑┕ず驮O(shè)計(jì)中也累計(jì)了豐富的經(jīng)驗(yàn)。特別是在氣候惡劣、工程地質(zhì)條件復(fù)雜和高烈度地震的地區(qū)，經(jīng)處理后均可筑壩。該文結(jié)合工程實(shí)際情況，探討了水利工程土壩的設(shè)計(jì)與施工技術(shù)，明確了土石壩實(shí)際上是一種可取的壩型

【關(guān)鍵詞】水利工程；土壩施工；施工設(shè)計(jì)

土壩工程能夠適應(yīng)各種地形和氣候，致使其應(yīng)用廣泛，同時(shí)，人們?cè)谠O(shè)計(jì)施工中積累了一定的經(jīng)驗(yàn)。為了提高土壩施工的實(shí)用性及經(jīng)濟(jì)性，應(yīng)在符合我國(guó)施工標(biāo)準(zhǔn)上，結(jié)合實(shí)際情況展開(kāi)設(shè)計(jì)與施工。

1、土壩施工條件

1.1 地質(zhì)環(huán)境

在土壩施工之前，首先要選好地質(zhì)。參與工程的相關(guān)部門(mén)應(yīng)聯(lián)合采取有效措施，分析和預(yù)測(cè)土壩工程施工中可能發(fā)生的異常狀況，并制定相應(yīng)應(yīng)急預(yù)案。在調(diào)研和熟悉設(shè)計(jì)圖紙中土壩壩基地質(zhì)構(gòu)造后，確定工程施工可行方可施工。

1.2 自然環(huán)境因素

春秋兩季自然天氣因素時(shí)選擇土壩工程施工，應(yīng)充分考量。在制定土壩施工進(jìn)度時(shí)應(yīng)全面考慮影響施工進(jìn)度的各個(gè)因素，應(yīng)盡量提前設(shè)計(jì)施工進(jìn)度，這樣有助于碾壓作業(yè)的進(jìn)行。選在春秋兩季施工是由于這兩個(gè)季節(jié)氣溫適宜、土壤含水率相對(duì)較低，在施工時(shí)應(yīng)科學(xué)統(tǒng)計(jì)降水與氣溫等天氣條件，同時(shí)做好持續(xù)監(jiān)測(cè)。

2、土壩設(shè)計(jì)施工技術(shù)要點(diǎn)

2.1壩基處理

土壩壩基施工時(shí)應(yīng)徹底地清理壩基部的腐殖土、彈簧土以及樹(shù)根等雜物，以免壩體出現(xiàn)滲漏的情況?？偠鴩?yán)之，在土壩施工前應(yīng)對(duì)壩基進(jìn)行有效的技術(shù)處置。

2.2土壩黏土料場(chǎng)的選用

為保證土壩的總體質(zhì)量及使用性能，在雨季來(lái)臨之前，對(duì)料場(chǎng)做好防水排水的準(zhǔn)備措施，以滿足對(duì)壩用料的使用要求。壩體用料多選用地質(zhì)均勻的黏土料，黏土料要貯量集中，要留有一定的備料，以保證不時(shí)之需。在氣候寒冷的施工地區(qū)，可用干枯樹(shù)枝來(lái)保護(hù)土料，將其覆蓋，以便來(lái)年繼續(xù)使用。

2.3壩體施工技術(shù)

壩體施工時(shí)應(yīng)選擇無(wú)雨和少雨季節(jié)，如果降水過(guò)多致使土壤含量過(guò)大將嚴(yán)重影響和破壞土料的抗堿強(qiáng)度，使土壤層間出現(xiàn)光滑土層造成滑坡。并且如果土料含水率過(guò)大將無(wú)法碾壓，所以在壩體施工時(shí)應(yīng)嚴(yán)格控制土料含水率，防治土料含水率超標(biāo)。應(yīng)嚴(yán)格依據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行土壩施工設(shè)計(jì)，如施工現(xiàn)場(chǎng)存在彈簧土，則應(yīng)徹底清除并采樣試驗(yàn)。在筑壩施工時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格控制填土層的厚度。最后，應(yīng)時(shí)刻關(guān)注天氣情況，采取有效的防雨措施，避免在作業(yè)面上存有積水。

3、土壩施工設(shè)計(jì)實(shí)例分析

3.1土壩施工取料

對(duì)于其中含有草根等雜物，進(jìn)行徹底的清除。對(duì)于土壩工程中的碎石和排水棱體塊石碴，挑選符合標(biāo)準(zhǔn)的碎石和排水棱體塊石碴。利用挖掘機(jī)進(jìn)行挖取，并運(yùn)到現(xiàn)場(chǎng)，用壓路機(jī)進(jìn)行碾壓后即可投入到工程中。土壩施工取料時(shí)使用的回填用粘土來(lái)自右岸粘土料場(chǎng)，并交由監(jiān)理工程師進(jìn)行審查，確認(rèn)土料符合土壩填筑標(biāo)準(zhǔn)的，方可使用

3.2該工程土壩施工技術(shù)

在實(shí)際施工前依據(jù)設(shè)計(jì)圖紙使用挖掘機(jī)從左至右清理壩基覆蓋范圍區(qū)域。而后使用全站型電子速測(cè)儀進(jìn)行壩基開(kāi)挖范圍的實(shí)地放樣工作，使用小紅旗做好標(biāo)記，樣單由測(cè)量技術(shù)人員提供。將基礎(chǔ)開(kāi)挖完畢后，接下來(lái)進(jìn)行基礎(chǔ)壓實(shí)作業(yè)，使用18T震動(dòng)式壓路機(jī)，壓路機(jī)以‘S形線路前進(jìn)反復(fù)碾壓，同時(shí)開(kāi)啟振動(dòng)碾，碾壓次數(shù)不應(yīng)少于5次。在預(yù)埋土壩壩基監(jiān)測(cè)設(shè)備時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格依據(jù)土壩壩基設(shè)計(jì)圖紙施工，將檢測(cè)裝置分別預(yù)埋在壩基左側(cè)0+121與右側(cè)0+213的基礎(chǔ)斷面處。

3.3壩體構(gòu)造

據(jù)當(dāng)?shù)貙?shí)際情況，以及考慮到大壩建成后的交通問(wèn)題，路面下游側(cè)埋設(shè)厚 0.4 m 、高0.2m的路肩緣石。壩頂材料用瀝青鋪設(shè)路面，上游側(cè)設(shè)1.2m防浪墻，厚度為0.2m壩頂向下游側(cè)傾斜3%，下游設(shè)草皮護(hù)坡。另外墻體可用混凝土澆筑，壩頂防浪墻施工時(shí)，墻底與壩身的防滲體要連接好，嚴(yán)防漏水。

3.4施工期間注意事項(xiàng)

壩基挖掘結(jié)束后，應(yīng)對(duì)施工前的基礎(chǔ)進(jìn)行壓實(shí)工作，可采用18t的振動(dòng)式壓路機(jī)，在機(jī)械行走期間開(kāi)動(dòng)振動(dòng)碾，按曲線路線行駛，使每處碾壓遍數(shù)達(dá)五遍以上，在對(duì)壩基進(jìn)行預(yù)埋儀器時(shí)，按土壩基礎(chǔ)來(lái)進(jìn)行，分別埋在土壩左右兩側(cè)，左側(cè)為0+131，右側(cè)為0+203，然后采用人工堆砌方式堆筑排水棱體石塊，使每塊棱體之間緊密無(wú)縫隙，厚度小于1m。砂碎石施工時(shí)，不可有垂直相接之處，從外部采購(gòu)石料，將細(xì)碎石鋪灑在其表面，待堆砌完成后，在其內(nèi)側(cè)包上工布，由工作人員組織人力來(lái)完成鋪攤工作，保證間隔時(shí)間短，如無(wú)法進(jìn)行，可用塑料膜覆蓋其表面，避免陽(yáng)光照射，起到保護(hù)的作用。黏土填筑時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格按照工藝流程進(jìn)行，首先選擇土料廠，再對(duì)涂料進(jìn)行采樣實(shí)驗(yàn)，向監(jiān)理申報(bào)等待審批，然后再進(jìn)行填筑工藝性的實(shí)驗(yàn)，繼而將實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)結(jié)果進(jìn)行歸納整理，報(bào)告監(jiān)理待審批。

3.5.施工后期土壩處理

在填筑時(shí)所需要的用料，再進(jìn)行碾壓工作。在壩頂進(jìn)行施工時(shí)，施工順序?yàn)橄葷仓览藟?，再澆筑排水溝，然后澆筑混凝土路面，完成后再進(jìn)行草皮護(hù)坡，在種植皮草前應(yīng)對(duì)澆筑素混凝土方格網(wǎng)以及素混凝土進(jìn)行鑲邊工作。用人工方式對(duì)基礎(chǔ)進(jìn)行開(kāi)挖，用自卸車(chē)將工程用料卸至壩頂，再用人工進(jìn)行挑運(yùn)到倉(cāng)面，在澆筑一周后，可展開(kāi)回填工作。

3.6土壩黏土料的選用與維護(hù)

在雨季到來(lái)前，應(yīng)做好料場(chǎng)排水設(shè)施以免雨水或地下水影響土壩用料的物理性能提高土料的含水率，影響土壩總體質(zhì)量和使用性能。在土壩用料的選擇方面，應(yīng)預(yù)留一部分備用料，貯量應(yīng)集中并且要選擇質(zhì)地均勻的黏土料，保證土料貯量充足。同時(shí)還應(yīng)研究和分析黏土料的物理特性。盡可能不使用耕地用土，同時(shí)也應(yīng)考慮涂料運(yùn)輸以及開(kāi)采的問(wèn)題。在氣候嚴(yán)寒地區(qū)施工時(shí)可以直接利用干枯的樹(shù)枝或積雪等將土料覆蓋，確保土料來(lái)年施工的正常使用。

結(jié)語(yǔ)：

綜上，對(duì)于水利工程土壩設(shè)計(jì)及施工技術(shù)，要嚴(yán)格按照有關(guān)規(guī)定開(kāi)展各項(xiàng)施工程序。在土壩的施工過(guò)程中，土壩施工的原材料、風(fēng)化土含量、有機(jī)物含量、礫石含量從將樂(lè)高唐水電站建設(shè)的檢測(cè)結(jié)果來(lái)看都符合相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)和要求。在水利工程土壩施工設(shè)計(jì)時(shí)，通過(guò)上文對(duì)水利工程土壩施工條件和技術(shù)處理的研究和分析，要與施工的實(shí)際情況進(jìn)行結(jié)合，要嚴(yán)格遵守國(guó)家的相關(guān)規(guī)定和標(biāo)準(zhǔn)，才能夠發(fā)揮出土壩施工設(shè)計(jì)的價(jià)值?？傊?，由于土石壩設(shè)計(jì)和施工技術(shù)的發(fā)展，土石壩歷史悠久，使土石壩具有許多獨(dú)特的優(yōu)越性，在施工與設(shè)計(jì)中已積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)，可以就地、就近取材，幾乎任何土石均可筑壩。節(jié)省大量水泥、木材和鋼材，放寬了對(duì)筑壩材料的要求，減少工地的外線運(yùn)輸量。再加上最近幾十年來(lái)新的筑壩理論和施工技術(shù)的高速發(fā)展，土石壩已經(jīng)成為世界壩工建設(shè)中應(yīng)用最廣泛、發(fā)展最快的一種壩型。

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