浅析提高土石坝粘土防渗心(斜)墙施工质量控制

-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 1 浅析提高土石坝粘土防渗心(斜) 墙施 工质量控制 摘要：建国以来,我县因地制宜， 就地取材,先后修建了 50 余座中小型土 石坝蓄水工程，结合自己多年从事工程 设计及建设管理的经验,提出了提高土石 坝粘土防渗心(斜) 墙施工质量控制,达到 工程运行安全。 中国论文网 /2/view-12895150.htm 关键词：土石坝；粘土防渗心 (斜)墙；施工质量控制 Abstract: since the founding, my county adjust measures to local conditions, use local materials, has built more than 50 a small and medium-sized earth dam water storage project, according to many years -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 2 engaged in project design and construction management experience, put forward in order to improve the earth dam clay seepage control heart (oblique) wall construction quality control to achieve engineering safety of operation. Keywords: earth dam; Clay seepage control heart (diagonal) wall; Construction quality control 中图分类号：TV641.1 文献标识 码：A 文章编号： 1 概述 建国以来,我县因地制宜，就地取 材,修建了中小型蓄水工程 51 座，其中: 中型水库 2 座，小(一) 型水库 12 座，小 (二)型水库 37 座。大多数工程修建于 50-70 年代，由于受当时技术、经济等 条件的限制，工程多年运行以来，大多 数属病险水库，其主要是清基不彻底、 坝体施工质量差等，特别是粘土防渗心 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 3 (斜)施工工艺控制不严，加之施工设备 落后，采用人工压实或简易设备压实， 粘土防渗心(斜) 墙密实度不够，形成了 坝体渗漏及渗透破坏，不同程度危及大 坝运行安全，其主要原因是施工控制不 严,压实度不够，防渗效果较差。因此， 在粘土防渗心(斜) 施工中，粘土料场的 选择、勘探和施工工艺，是土石坝防渗 心(斜)墙施工质量控制的重要环节。 2 粘土料场的选择及勘探 2.1 粘土料场选择 粘土料场的选择是土石坝设计、 施工的基础工作。在设计阶段，对粘土 料场的选择要结合料场分布实际情况， 在有条件的前提下进行多个粘土料场方 案比较。在不危及大坝及建筑物的安全 的条件下，粘土筑坝材料距离坝轴线愈 近愈好,降低工程造价。调查分析可用粘 土数量,由于在开采、运输及压实等过程 中不可避免地要有一部分损耗，粘土材 料调查的储量为需要量的 2 倍以上。粘 土筑坝材料工作要综合考虑料场开采对 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 4 主体工程的影响、料场的地质与水文地 质条件、与设计阶段相适应的储量及其 质量指标、有效层的分布情况、覆盖层 （即无效层）的厚度及性质、运输与开 采等施工条件。 2.2 粘土料场勘探 在可行性研究阶段和初步设计阶 段，需要为选定坝址与坝型方案提供依 据，粘土筑坝材料的勘察工作必须达到 足够的精度，以确定筑坝材料的数量、 质量、料场分布、开采和运输条件。一 是实测 1/50001/1000 粘土料场地形图,并 进行地质平面测绘和勘探网（点）布置。 二是钻探或开挖试坑时，勘探点间距不 应大于 50100 米，并视地形、地质情 况的复杂性而适当加密。每孔均应取代 表性试样做颗粒与天然含水量试验,确定 粘土的分类, 钻孔或试坑取代表性试样 做全套物理力学指标试验。对于 1、2 级坝，全套试验组数不得少于 25 组，3 级坝及以下不得少于 10 组。三是根据 勘探和试验室的结果确定岩层（土层） -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 5 性质、分类和产状、覆盖层厚度，储量、 物理力学指标、料场范围等，并作出每 一条勘探线的地质剖面图。四是查清料 场的水文地质条件，必要时测定地下水 位，研究料场的开采条件，计算材料的 储量，调查（或勘探）误差不应超过实 际储量的 15%20% ，勘探的储量不得 少于工程需要量的 2 倍。五是采用探槽 作为勘探手段时，其探槽应深入到料场 一定的深度，查明粘土储量，取样要具 有代表性。 2.3 粘土试验及统计分析 粘土力学指标是粘土防渗心(斜) 墙设计工作的重要依据，粘土质量要求 防渗系数不大于 110-5cm/s，要具有一 定的抗剪强度，有较好的渗流稳定性， 有良好的施工性、低压缩性，不存在影 响坝体稳定的膨胀性或收缩性，有适应 坝体变形的塑性，无过量的可溶 （5%）和有机物（2% ）含量等。试验 的物理力学参数是设计依据的主要技术 参数，在勘探的基础上,对粘土料场要取 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 6 样进行必要的试验,试验项目主要包括: 有机质、颗粒分析、比重、标准击实试 验、天然含水率及干容重、稠度、剪力 试验、渗透系数、压缩试验、膨胀收缩 等。 粘土试验的物理力学指标多次试 验的成果，常有一定的不均匀性，这种 不均匀性，有的是由于材料的生成条件 和受外力作用下的不同而具有的自然不 均匀状态，有的是由于取样的偶然性， 有的是试验操作的误差。必须把试验成 果加以分析研究，并结合勘探取样与地 质条件综合选用。当发现成果中有个别 成果与大部分成果偏离很大时，应查明 原因，如果是由于试验操作和取样上的 问题所致，应把个别成果舍弃。 3 粘土防渗粘土心(斜)墙施工质 量控制 3.1 施工期选择 水利工程施工具有一定的特殊性, 特别是粘土防渗粘土心(斜)墙受施工受 气候条件的影响较大,不可能常年施工， -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 7 要充分选择施工有利时机，达到控制粘 土含水率，提高防渗心(斜)墙质量。因 各地气候情况不同，大多数粘土施工期 选择在冬春季节施工。经多年土石坝施 工实践表明，粘土施工期一般在选择当 年 11 月至次年 5 月，同时受冬季冰冻 雪霜等自然灾害的影响，有效施工期较 短，大约只有 120140 天。 3.2 粘土碾压试验 根据设计提供的粘土压实的技术 参数及技术指标,在工程施工前,建设管 理单位要委托具有检测资质的单位进行 现场粘土碾压试验,提供施工控制参数。 要求试验场地不小于 1020m,选用碾压 设备（震动凸块碾） ，至少选三种铺土 厚度、选三种碾压遍数分组试验检测， 并取样进行检测和室内试验，提供有机 质、颗粒分析、比重、天然含水率、最 优含水率、最大（最小）干容重、渗透 系数等物理力学指标，并进行统计及综 合分析，提供最优的粘土碾压试验方案 的物理力学指标（即：铺土厚度、碾压 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 8 遍数、碾压设备、行驶速度和天然含水 率、最优含水率、最大（最小）干容重、 渗透系数等控制指标） ，确定施工方法 和施工技术参数，并作为粘土防渗墙的 施工控制指标。 3.3 粘土含水率控制 通过多年多个工程粘土施工压实 质量表明，在土料物理力学指标满足设 计的前提下，影响工程质量的主要指标 是粘土含水率的控制。当土料含水率太 小时，由于土粒水膜太少，不够润滑， 不易碾压密实，虽然其抗压强度比含水 率大的压实土料大，但当其浸水时变形 模量大大降低，因此，在干燥状态下压 实的土料，一经浸水，立即发生较大的 沉陷（湿陷）变形，其抗剪强度亦因浸 水含水量增加而大大降低。含水量高的 粘土料由于抗剪强度低及在施工期间会 产生相当大的孔隙压力，不利于碾压， 容易因过度碾压而产生光滑的土层接触 面，即产生所谓橡皮土，土体呈弹簧状 态，发生剪力破坏，会使土体抗剪强度 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 9 降低，渗透系数大大增加。只有在适当 的含水量下压实的土料力学性质才是稳 定的，所以在粘土施工时含水率控制是 关系到质量问题和工程安全问题，因各 地土料情况不同，要通过试验来确定土 料的最优含水率。 在施工过程中，当土料含水 率太小时，提高土料含水率的方法有在 料场加水、料堆加水、在开挖、装料、 运输过程中加水，达到合适含水率要求； 当含水量较高的土料，降低土料含水率 的方法有挖装卸运中自然蒸发、翻晒、 掺料、烘烤。采用掺料、烘烤方法，施 工复杂，施工进度慢，增加工程造价。 当前，降低土料含水率最有效的方法是 翻晒，要选择适宜的气候条件（气温在 20以上） ，翻晒厚度 1020cm，每天 翻晒 35 小时，每小时内翻 1 次，可 将土料中含水量降低。在有条件的情况 下可以提前对粘土料场进行必要的保护 措施，开挖通风沟及排水沟，尽可能控 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 10 制天然含水量较优。 3.4 粘土施工现场质量控制 施工现场管理是工程质量控制的 关键，在粘土压实施工过程中的每一道 工序和每一道环节要严格控制，确保施 工质量。一是上坝料质量控制。粘土料 场要分期分层清理覆盖层，运输到坝上 的粘土料必须是合格土料，不得含有树 根、草根和泥团及其他杂物，必须全部 清除后方可用于上坝，并现场检测天然 含水率是否达到最优含水率控制范围内； 二是施工方法控制。上坝合格的粘土料 每层的铺土厚度按碾压厚度的误差不得 超过 3cm, 碾压遍数、碾压设备及行驶 速度必须按试验碾压要求一致，碾压方 向必须平行于坝轴线，碾压搭接长度不 少于 30cm，对碾压设备碾压不到的边 角及局部必须采用辅助小型设备或人工 夯实的方法压实;三是碾压质量检测。施 工单位要求每层取样进行现场试验，取 样不少于 3 组，试验指标主要是天然容 重、含水率、干容重、渗透系数。现场 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 11 监理人员抽查, 抽查数量不少于取样数 量的 30%，取样和抽查的各项技术参数 (含水率、干容重、渗透系数),经现场检 测及统计分析，必须达到设计指标控制 范围内,若每一项施工检测指标达不到设 计要求时,必须全部清除已碾压的粘土层 并作废料处理。 施工碾压分层处理。在碾压合格 的前一层，在进行后一层铺土前要根据 情况适量洒水，使前一层和后一层充分 结合，避免出现分层渗漏现象；阶段施 工结合部处理。对粘土施工工作量较大 的工程，实行分阶段施工，在前一个阶 段施工完成的碾压面要进行保护，进行 后一个阶段施工前，必须清除前一个阶 段施工完成的碾压层面，一般要求清除 的深度不少于 30cm，并对表面碾压， 再