水利工程土石坝施工技术要点

【摘要】本文主要从土石坝的优缺点、水利工程中土石坝施工技术分析、发展未来等方面进行了详细的说明。

【关键词】水利工程；土石坝；技术要点

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一、前言

水利工程是利国利民的项目，其中土石坝的施工更是整个工程的质量保证。各行各业都需要水利上的保障，水利工程对人民的生活也有着重大的影响。

二、土石坝的介绍

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>70m。土石坝按其施工方法可分为:碾压式土石坝;水力冲填坝、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.土石坝的优缺点

土石坝的优点。土石坝是历史上存在于很久的一种坝，自从有了人类的活动就有这种坝型。土石坝施工的材料来源也比较简单，常常是就地取材，对材料要求也比较简单，土石是土石坝的主要材料，在修坝时，钢材、木材和水泥等材料很少使用，从而减少了运输成本和修坝的费用。而且土石坝修筑的工序比较少，技术要求简单，如果有机械参与施工，施工的周期可大大缩短。土石坝的修建方式简便，便于后期的扩建、维修。

土石坝的缺点。土石坝的坚固性比较差，由于坝的主要材料是土石，没有粘性，不能有效的预防洪涝灾害，而且粘性土料在温度和水分的影响下失去粘性，而且坝体上的土石长期经过雨水冲击，逐渐流向坝中形成淤泥，不便清理。施工导流方面较为不便，渗流是土石坝施工建设中最大的危害。

三、水利工程土石坝施工技术分析

1．料场规划

大坝建设的合理规划和使用材料领域的关键技术之一就是料场规划，它不仅关系到大坝的施工质量，进度和项目成本，还会影响周围的生态环境和国民经济其它部门。因此，在土石坝施工和施工图设计前，应该兼容各个部分进一步勘探，做到“三结合三把握”做好料场规划，以满足大坝建设的要求。

结合实地地形及工程布局把握好空间规划。料场的空间规划是指对料场位置、高程的适当选择和合理布置。规划要本着运距较短、上下坡适当（低料低用、高料高用）、耗能较少的原则，要本着可以上下游左右岸同时供料、坝体填筑能均衡上升、施工互不干扰的原则，要本着与重要建筑和设备有足够的安全距离、有利于排水、有利于交通运输和摆放机械设备进行开采的原则。以满足大坝建设的要求。

结合计划工期及施工组织设计把握好时间规划。时间规划一定要与空间规划进行统筹，在控制好工期的前提下，要重点推算好开工时间与安全度汛和下闸蓄水之间的施工强度，在力保运输任务均衡的情况下，要本着近料和上游易淹料场先用、下游和远料后用的原则，要本着含水高的旱季用，含水量低的雨季用的原则。采用分期开采计划，使开采有序，以满足大坝建设的要求。

结合大坝级别及质量要求把握好数量和质量规划。科学合理的规划料场，首先是时空规划；其次是把握土石坝施工材料的需求量和质量要求指标。要对料场的地质成因、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，做好土石坝料场的规划，使储存量满足坝体修建的需要，而且应满足施工过程中材料质量的最大要求。在规划料场实际可采总量时，要充分考虑勘探误差和施工过程中的各种损失，实际可开采总量要大于坝体填筑量，其比值按照土料2.0～2.5、砂砾料1.5～2.0、水下砂砾料2.0～3.0、石料1.5～2.0、反滤料筛后有效方量不小于3来确定。另外是除了规划好主料场外，还要规划好备用料场。确保坝体填筑不致中断，以满足大坝建设的要求。

2、坝体填筑的施工

在坝体施工时，根据季节做好轮班管理，并根据作业线路的长度和工作段的长度，在施工计划时做好配套工作，以适应机械设备的运输能力和工作量。在坝体进行填筑时，按作业的内容编组，合理编排，辅助作业可以插入当中，以节约时间来加快工期。每次土料的填筑都要尽可能在一个班次内完成，以减少因为轮换而导致时间和物质上的浪费，在极端天气下作业要做保温和保水工作。

3、土石料的加工

由于土石料的粘土颗粒小，亲水性较强，水对施工的影响比较大。因此，要合理控制对施工所需的土石料含水率，保证合格料的含水率处在最佳的含水率±2%左右。在控制土石料的含水率时可以使用翻晒、掺料、自然蒸发和烘烤等多种方式，如果石料中水量不足时，可以通过开挖、运输中在土石料场加水提高土石料的含水量。土石坝石料从开挖、装卸到运输的整个过程都是用机械来完成，尤其是在高土石坝的施工过程中，运用现代化的大型工程车辆，加快了土石坝修建的速度，提高了修建的技术含量，保证水利工程土石坝施工质量。

4、坝基与岸坡处理

对坝基、地基和岸坡进行清理时，应将坝基、地基和岸坡上面的乱石、余土和草木等杂物全部清除干净，并认真做好地道、洞穴和泉眼的处理。清理坡面及局部松散浮渣，在粘上心墙范围内回填低标号混凝土，坝体的低洼部位填新鲜石渣，将洼地、水塘、深槽等部位清理干净，并回填压实，碾压整个土质坝基填筑，达到足够的夯实程度。

5、压实土料

土石坝施工质量的好坏在于土石料是否压实。土料的摩擦力、粘结力和防渗性能都影响着土石坝的稳定性，都是随土料密实度的增加而提高。土料压实特性与土料颗粒情况、含水量大小以及压实功能等有着密切关系，土料的含水量影响着压实效果，土料颗粒愈细，空隙比就愈大，含水量矿物分散度越大，压实难度就越大。非粘性土的摩擦力大，粘结力小，压缩性较小，透水性大，很容易排水，压缩过程快，能很快达到压实。

6.土石坝筑坝材料

在选坝阶段应从空间与时间、质与量等方面进行全面规划。料场土料的储量一般要求是设计工程量的2.0～2.5倍，并要求提供备用料场。粘性土料采用钻探或坑探取样。砾类土用坑探取样，布孔间距50～100m。防渗料的勘探要仔细按深度查明天然含水量。堆石料的勘探可以采用钻探及洞探。

四、土石坝施工技术的未来发展趋势

1.大型设备的投入

随着社会科技的发展，会不断有先进的技术和高端的设备应用到土石坝工程中。特别是大型设备的投入，对缩短土石坝的填筑时间，增加填筑强度，起到了无可替代的作用。由此可见，大型设备在土石坝工程的发展必定是土石坝施工技术发展的未来趋势。

2.坝体防渗材料的更新

随着市场经济的发展进步，在土石坝的建设过程中必定会出现新的防渗材料取代旧的材料，这些新型材料在优化坝体的性能方面能够起到显著的作用。从发展方向来说，防渗材料的更新发展已经是一种不可抵挡的趋势。

3.土石坝的快速施工

土石坝施工的缺点主要是土石料的填筑量大。相对于现在新型的坝体（比如橡胶坝）来说，在建筑时间上会相对较长。但是，土石坝的施工简单、材料利用率高等特点又是新型坝体不能取代的。那么纵观土石坝今后的发展趋势，提高施工速度必定成为最主要的发展趋势。

五、结束语

土石坝由泥土和石料两部分构成，材料简单但是具体施工技术应该得到加强，根据我国各地的具体河流，进行理论与实践相结合的方式来建造水利工程，更好的利用我国丰富的水利资源。

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