關(guān)于水利工程土壩設(shè)計及施工技術(shù)的研究

劉建海

【摘要】建設(shè)土壩工程對各種地形的適應(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，人們在施工和設(shè)計中也累計了豐富的經(jīng)驗。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)合工程實際情況，探討了水利工程土壩的設(shè)計與施工技術(shù)，明確了土石壩實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

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，人們在設(shè)計施工中積累了一定的經(jīng)驗。為了提高土壩施工的實用性及經(jīng)濟(jì)性，應(yīng)在符合我國施工標(biāo)準(zhǔn)上，結(jié)合實際情況展開設(shè)計與施工。

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)部門應(yīng)聯(lián)合采取有效措施，分析和預(yù)測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)度時應(yīng)全面考慮影響施工進(jìn)度的各個因素，應(yīng)盡量提前設(shè)計施工進(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季節(jié)氣溫適宜、土壤含水率相對較低，在施工時應(yīng)科學(xué)統(tǒng)計降水與氣溫等天氣條件，同時做好持續(xù)監(jiān)測。

2、土壩設(shè)計施工技術(shù)要點

2.1壩基處理

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

2.2土壩黏土料場的選用

為保證土壩的總體質(zhì)量及使用性能，在雨季來臨之前，對料場做好防水排水的準(zhǔn)備措施，以滿足對壩用料的使用要求。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，以保證不時之需。在氣候寒冷的施工地區(qū)，可用干枯樹枝來保護(hù)土料，將其覆蓋，以便來年繼續(xù)使用。

2.3壩體施工技術(shù)

壩體施工時應(yīng)選擇無雨和少雨季節(jié)，如果降水過多致使土壤含量過大將嚴(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大將無法碾壓，所以在壩體施工時應(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，如施工現(xiàn)場存在彈簧土，則應(yīng)徹底清除并采樣試驗。在筑壩施工時，應(yīng)嚴(yán)格控制填土層的厚度。最后，應(yīng)時刻關(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)計實例分析

3.1土壩施工取料

對于其中含有草根等雜物，進(jìn)行徹底的清除。對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，并運到現(xiàn)場，用壓路機(jī)進(jìn)行碾壓后即可投入到工程中。土壩施工取料時使用的回填用粘土來自右岸粘土料場，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)

在實際施工前依據(jù)設(shè)計圖紙使用挖掘機(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儀進(jìn)行壩基開挖范圍的實地放樣工作，使用小紅旗做好標(biāo)記，樣單由測量技術(shù)人員提供。將基礎(chǔ)開挖完畢后，接下來進(jìn)行基礎(chǔ)壓實作業(yè)，使用18T震動式壓路機(jī)，壓路機(jī)以‘S形線路前進(jìn)反復(fù)碾壓，同時開啟振動碾，碾壓次數(shù)不應(yīng)少于5次。在預(yù)埋土壩壩基監(jiān)測設(shè)備時，應(yīng)嚴(yán)格依據(jù)土壩壩基設(shè)計圖紙施工，將檢測裝置分別預(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)貙嶋H情況，以及考慮到大壩建成后的交通問題，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，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

壩基挖掘結(jié)束后，應(yīng)對施工前的基礎(chǔ)進(jìn)行壓實工作，可采用18t的振動式壓路機(jī)，在機(jī)械行走期間開動振動碾，按曲線路線行駛，使每處碾壓遍數(shù)達(dá)五遍以上，在對壩基進(jìn)行預(yù)埋儀器時，按土壩基礎(chǔ)來進(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縫隙，厚度小于1m。砂碎石施工時，不可有垂直相接之處，從外部采購石料，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完成鋪攤工作，保證間隔時間短，如無法進(jìn)行，可用塑料膜覆蓋其表面，避免陽光照射，起到保護(hù)的作用。黏土填筑時，應(yīng)嚴(yán)格按照工藝流程進(jìn)行，首先選擇土料廠，再對涂料進(jìn)行采樣實驗，向監(jiān)理申報等待審批，然后再進(jìn)行填筑工藝性的實驗，繼而將實驗的數(shù)據(jù)結(jié)果進(jìn)行歸納整理，報告監(jiān)理待審批。

3.5.施工后期土壩處理

在填筑時所需要的用料，再進(jìn)行碾壓工作。在壩頂進(jìn)行施工時，施工順序為先澆筑防浪墻，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。用人工方式對基礎(chǔ)進(jìn)行開挖，用自卸車將工程用料卸至壩頂，再用人工進(jìn)行挑運到倉面，在澆筑一周后，可展開回填工作。

3.6土壩黏土料的選用與維護(hù)

在雨季到來前，應(yīng)做好料場排水設(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，同時也應(yīng)考慮涂料運輸以及開采的問題。在氣候嚴(yán)寒地區(qū)施工時可以直接利用干枯的樹枝或積雪等將土料覆蓋，確保土料來年施工的正常使用。

結(jié)語：

綜上，對于水利工程土壩設(shè)計及施工技術(shù)，要嚴(yán)格按照有關(guān)規(guī)定開展各項施工程序。在土壩的施工過程中，土壩施工的原材料、風(fēng)化土含量、有機(jī)物含量、礫石含量從將樂高唐水電站建設(shè)的檢測結(jié)果來看都符合相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)和要求。在水利工程土壩施工設(shè)計時，通過上文對水利工程土壩施工條件和技術(shù)處理的研究和分析，要與施工的實際情況進(jìn)行結(jié)合，要嚴(yán)格遵守國家的相關(guān)規(guī)定和標(biāo)準(zhǔn)，才能夠發(fā)揮出土壩施工設(shè)計的價值。總之，由于土石壩設(shè)計和施工技術(shù)的發(fā)展，土石壩歷史悠久，使土石壩具有許多獨特的優(yōu)越性，在施工與設(shè)計中已積累了豐富的經(jīng)驗，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，放寬了對筑壩材料的要求，減少工地的外線運輸量。再加上最近幾十年來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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