水利水电工程中土石坝施工技术研究

陈忠顶

（古田县卓洋水工混凝土模板施工有限公司 福建古田　352200）

水利水电工程中土石坝施工技术研究

陈忠顶

（古田县卓洋水工混凝土模板施工有限公司 福建古田352200）

在水利水电工程的施工过程中，土石坝施工技术有着重要地位，由于其操作简单，取材便捷且成本较低，因此在水利水电工程的具体施工中有着广泛应用。然而，就目前我国土石坝技术的应用成果进行分析，其在施工中还存在一定的问题，本文将对水利水电工程中的土石坝技术进行探讨，旨在能给相关施工人员提供一定的方法借鉴和参考。

水利水电；工程；土石坝；施工技术

引言

土石坝是水利水电工程施工中最广泛建设的工程之一，其坝型结构简单、容易施工、节约建材。随着近年来施工技术以及机械设备的不断完善，机械化水平的大大提高促使施工所需人力的下降，因此土石坝在我国水利工程建设中得到了越来越广泛的应用。因此为了更好地保障水利工程建设的质量，要对其施工技术进行深入的研究分析，保证土石坝施工顺利的完成。

1　水利水电工程中土石坝施工技术概述

土石坝指的是在水利水电工程建设过程中，利用工程当地的一些土料以及石料等经过一定的加工堆砌而成的挡水坝。这种挡水坝的施工操作较为简单，材料易得，而且对于施工条件等要求不高。由于土石坝的施工主要以碾压或者是抛填的方式，因此很容易出现渗漏的现象。因此，在土石坝施工之前，要对当地的砂石材料的质量等进行细致地研究，这样才能对施工过程中出现的问题进行把握，进而提高土石坝技术的施工水平。从整体上来看，这种施工技术的优点较为明显，主要是节省材料，就地取材可以有效地降低相应的运输成本，同时还可以缩短工期。在土石坝投入使用之后，如果出现了一些质量问题，可以对其进行及时的检修和维护。另外，土石坝技术可以充分地利用大型的机械设备来进行，石坝出现位移或者是变形的问题还很少；另一方面，土石坝工程的溢洪和防渗能力较弱，导流不便而且土石材料本身也会受到气候条件的影响。因此，作为相关的建筑和施工人员，要结合土石坝的优点和不足来对其进行全面地掌握，最大限度地提高土石坝的施工质量。

2　水利水电工程中采用土石坝施工技术的优缺点

2.1土石坝施工的优点

当前水利水电工程施工中，采用最广泛的坝型就是土石坝施工技术，其主要有以下优点：

①施工所需材料基本上就是土料或石料，这些材料，当地就可以取得，这就能在很大程度上节约所需的钢材、砂石、水泥、木材等建筑资源，同时减少了在施工过程中进行远距离材料运输所产生的费用。②土石坝的结构是土石松散型颗粒结构，其能够有效的克服变形等问题，在进行土石坝坝基的选择时，可以降低其对地质条件方面的要求。③由于土石坝坝基的建筑结构简单，因此在其后期的维护和改扩建工程中相对简单，容易操作。且该坝型施工工序相对较少，对施工的技术要求比较简单，施工较为简易。

2.2土石坝施工的缺点

由于土石坝施工技术其自身具有简单性要求低的特点，导致在其施工中存在一些缺陷，主要表现在以下几点：

①施工受气候条件影响比较大，在恶劣气候如雨季和严寒冰冻情况下，填土质量难以保证，往往导致施工延期，增加了工程的造价。②由于土石坝坝身自身不能溢流，要求施工期洪水全部通过导流隧洞或涵洞排泄，施工导流并不如硅坝或者浆砌石方便。③坝身一般不允许泄洪，需另建泄洪建筑物，往往给枢纽布置带来困难。另外，由于结构特性，土石坝容易出现较大的沉陷或是不均匀沉降。

3　土石坝施工技术分析

3.1土石坝筑坝材料

在选坝阶段，一定要从时间因素、空间因素及质量因素等多种方面进行充分的考虑。料场的土料储备一般要比标准的储量高出1.5～2倍，在提供备用料时也应该对备用料的存放场地进行一定的检查，对黏性土质要按照要求进行取样，布孔之间的间距应该控制在50～100m之间，防渗材料需要经过专业的机构的检测，对其含水量进行检测。防渗土料的质量主要取决于其防渗性，防渗系数要符合相关的要求。另外，要满足施工的要求，土料的含水量应该达到施工要求的最好的标准，同时压实材料要确保坝面的强度。反滤料和过滤料要能够确保其坚硬程度能够满足施工的要求，在反滤料的制作中不能用砂料做主料，至少还要添加一些起到一定作用的材料。

3.2土石料的开采与加工

在开采前要做好相应的准备工作，对料场进行具体的区分切且进行清晰的划分，同时还要将覆盖层上的杂物进行及时的清理，要按照相关的要求来进行排水设施的建设。为了能够更好地保证施工的顺利进行，还要对施工道路进行合理的布局和修建。一般来说，土料的开采方式可以分为两种：①立采；②平采。前者比较适合土层相对较厚、原料含水量接近建筑含水量的开采工作，更加适合于土层数量相对较多，土层的差异性也相对较大的开采；后者就比较适用于土层厚度相对较小土层的数量也比较少，水分含量比较高需要进行一定的脱水处理的开采，在规划的过程中一定要合理地将整个区域划分成若干区域，在不同区域要采用不同的方式对其进行加工处理。

3.3施工设备选型

①施工设备应该在性能上能够满足施工的要求，施工时对施工对象本身的一些特点不会起到负面影响，同时设备本身还要能够适应整个施工场地，从而在施工当中可以更好地保证施工的效率和质量。②施工设备应该具有良好的性能，稳定性一定要强，同时还要能更好地保证施工人员在对其进行操作的过程中不会出现安全事故，操作不能太过复杂，结构要相对简单，这样才能为其维修和保养提供便利。③在施工过程中，机械之间的协调配合也是非常重要的，每一个设备都要充分发挥其功能，尤其要关注的是关键设备的运行状态和工作效率。④在进行设备的选购过程中，要对设备自身的费用以及设备在维护当中需要花费的资金都要仔细的考量，在此基础上还要对设备的性能进行对比，对于在施工当中发挥着关键作用的机械一定要选择性能好、质量也好的类型，这样才能更好地保障施工的顺利进行（具体设备选择流程如图1）。

图1　机械设备选择流程图

3.4土石坝填筑与压实

完成清基后，坝体的填筑工作要从最低洼出开始进行，要想将坝面填平，再将其划分成几个区段，进行流水施工作业并分层进行填筑工作，用自卸汽车将涂料运送到坝面后，经铺土、平土和压实等主要工序后，从而完成整个填筑层的施工。

（1）铺土。铺土要沿坝轴线的方向进行，土料要铺填均匀以减少平土的工作量，将超径、不合格的土块打碎，石块剔除。当自卸汽车进到防渗体的填筑区进行铺土工作时，采取进占法（具体如图2）进行倒退铺土，从而防止土料超过压实功导致发生剪切破坏，每隔50m在坝面上设置专用道口，避免汽车因穿越反滤层将反滤料带入防渗体内，导致土料反滤料的边线混淆，影响坝体质量。为保证断面设计，在进行上下游边坡的铺土时，预留1.0m的宽度。

图2　进占法示意图

（2）平土。平土要按照设计的厚度进行分层平整，用拉线控制平土的厚度，选用人工或者机械进行平土。自卸汽车进行集中卸料时要用推土机将其平整；塑性心墙坝以及塑性斜墙坝的铺筑面要向上游倾斜1～2%的坡度，可将其铺成中部凸起且分别向上下游倾斜1～2%的坡度。在施工期间雨水排泄处的铺填应保持其土层平整完好，以免因雨后积水影响施工进程。

（3）压实。保证压实时碾压机具的开行方向与坝轴线方向互相平行，采用拖拉机进行碾压时，碾压方法要采取进退错距法；碾压遍数要进行严格的控制，避免出现漏压或过压现象。对于已遭到剪切破坏的“橡皮土”进行全部清除，重新铺填压实分段碾压，并采用小型夯实机具进行夯实。

3.5心墙反滤料的施工

（1）先对反滤料的位置进行确定，采用挖掘机配合人工进行铺料，反滤料要呈梯形铺设，保证其上下层搭接的宽度大于等于50cm。先碾压反滤料及附近的土料，然后再碾压土及砂壳。在心墙的施工中，要注意保证心墙和砂壳平衡的上升，材料易干裂会影响其质量；砂壳若上升的太快，会导致施工困难。

（2）防渗体的土料和反滤料在每次填压时层厚都不同，因此要采取一定的措施以保证其平起施工。目前，大多土石坝施工采用土砂平起施工法，根据土料和反滤料填筑的先后顺序不同，土砂平起施工法可分为先土后砂和先砂后土法。

（3）塑性斜墙坝的施工，砂壳修筑达到一定高度或达到设计高程之后，再进行斜墙土料的填充，使砂壳有较大的沉陷，从而避免因砂壳的沉陷不均导致斜墙裂缝。对于已筑好的斜墙，要及时在其上游面铺垫好保护层，保护层随着斜墙的增高而增高，且其相差的高度不大于2m，从而防止斜墙土料出现干裂。

3.6接缝处理

坝体进行分段分期施工时，坝体内将出现横向和纵向施工接缝，对于接缝面要认真处理，保证结合良好，防止形成渗水通道和因坝体不均匀沉降导致开裂。为了保证防渗体要求的整理性，一般不设纵向接缝。对于横向接缝，当两边坝面高差在1m以上时，其结合坡度不应陡于1：3，并在坡面上加设结合槽，以增加防渗效果，结合槽一般深0.25m，底宽0.5m，两侧边坡1：1，其间距约5m左右。

4　结束语

综上所述，水利水电工程对于人们的日常生活有着不可忽视的作用，因此在水利水电工程的施工过程中，一定要充分保证其建造的质量，这样才能不影响人们的日常生活。在水利水电工程施工中，土石坝的施工质量对整个工程的安全运行影响非常大，所以在其施工过程中，一定要保证每个施工环节都非常的规范，保证水利工程能够发挥积极的作用。

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2015-4-29