浅谈土石坝的施工

-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 1 浅谈土石坝的施工 摘要：文章主要对土石坝工程类 别、工程建设中存在的渗流进行分析以 及施工实施过程中应如何确保工程质量 中国论文网 /2/view-12910737.htm 关键词：土石坝渗流原理 及其控制工程质量 引言 土石坝是目前世界坝工建设工程 中应用最为广泛和发展最快的一种坝型。 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 2 与其他坝型相比较，无论从经济方面还 是从施工方面，土石坝具有绝对的优势。 据不完全统计，世界土石坝占大坝总数 的 82.9%，而在中国土石坝数量占到大 坝总数的 93%。 1.土石坝工程类别 因土石坝的施工所用材料一般采 用就地开采，同时在施工中充分利用各 种开挖料，包括当地土料、石料或混合 料。土石坝的施工即是将这些材料经过 抛填、辗压等方法堆筑成的挡水坝，故 土石坝又称作当地材料坝。对于坝体材 料以土和砂砾为主时，称土坝；以石渣、 卵石、爆破石料为主时，称堆石坝；当 两类当地材料均占相当比例时，称土石 混合坝。 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 3 土石坝按施工方法的不同，土石 坝可分为：碾压式土石坝、冲填式土石 坝、水中填土坝和定向爆破堆石坝等。 其中应用最为广泛的是碾压式土石坝， 其主要特点是对基础要求低、适应基础 变形强。 土石坝按坝高可分为：低坝、中 坝和高坝。而高坝筑坝技术是近代才发 展起来的。 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，又可 分为均质坝、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 料面板坝等。 土石坝是历史最为悠久的一种坝 型。其优点包括：就地取材，节省钢材、 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 4 水泥、木材等重要建筑材料，减少了建 坝过程中的远途运输；结构简单，便于 维修和加高、扩建；土石坝的坝身是土 石散粒体结构，有适应变形的良好性能， 因此对地基的要求低；施工技术简单， 工序少，便于组合机械快速施工。其缺 点是坝身一般不能溢流，施工导流不如 混凝土坝方便，粘性土料的填筑受气候 条件影响较大等。 2.渗流原理 土石坝建设最大的病害即是渗流。 如何控制和预防渗流是土石坝工程建设 中最主要的工作之一。 所谓渗流，即是指由于填筑土石 坝的土料和坝基的砂砾是散粒体结构， 颗粒间存在大量的孔隙，因此具有一定 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 5 的透水性。当水库蓄水后，在水压力的 作用下，水流必然会沿着坝身土料、坝 基土体和坝端两岸地基中的孔隙渗向下 游，造成坝身、坝基和绕坝的渗漏。假 如这种渗流是在设计控制之下，大坝任 何部位的土体就不会产生渗透破坏，则 为正常渗流。此时渗流量一般较小，水 质清澈透明，不含土壤颗粒，对坝体和 坝基不致造成渗透破坏；反之可能引起 土体渗透破坏，或渗流量过大且集中， 水质浑浊，透明度低，使坝体或坝基产 生管涌，流土和接触冲刷等渗透破坏， 这种影响蓄水兴利的渗流则为异常渗流。 根据我国早期的土石坝工程的资 料统计，由渗流而引起的破坏事故率约 占 31.7%，其中大型水库占 11 座。而 对于中小型水库而言，漫坝冲垮者最多， 占 51.5%；其次就是渗漏导致垮坝，占 29.1%，由此可见渗漏造成的溃坝问题 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 6 是相当严重的。因此确保对坝体和坝基 的渗流控制是保证土石坝安全的一项重 要措施。 总结起来产生异常渗流的原因有 以下几个方面：坝体填土与排水体之 间的反滤层设计不正确，层间系数过大， 或施工时有错断混层现象，或填土不够 密实，过大的渗流使填土向排水体流失， 都会造成反滤层破坏失效。反滤层在整 个防渗体系中是尤为关键的环节，即使 前面的防渗体裂缝或出现渗漏通道，只 要反滤层工作正常，排水降压，渗漏破 坏就不会扩大。防渗体没有直达基岩 或底部连续可靠的粘土层，在开挖截水 槽时，因施工困难，半途而废，从而留 下隐患。土石坝两岸岸坡产生台阶状。 应该开挖成较平顺的坡度。为减少开挖 可以变坡，在上下两坡度转折处，两坡 角之差不应大于 1520。若有平台， 则平台处填土高度与平台的两端的填土 高度及高差悬殊，会沉陷量突变，容易 产生裂缝，导致渗透破坏。 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 7 3.渗流控制 3.1 渗流控制理论 渗流控制的控制理论是在工程实 践中的发展和运用起来的，是实践反馈 的结果。其中渗流的基本原理、渗流场 的分析方法、土体渗透稳定性三大部分， 是渗流控制理论的基础。而渗流控制技 术是渗流基础理论的实施措施，它主要 包括灌浆技术、反滤坝技术、土石坝坝 坡滑动破坏加固技术、土石坝坝体灌注 粘土浆加固技术、坝体和坝基的密度加 固技术、土工合成材料加固技术以及防 渗墙及其坝体坝基加固技术等。 3.2 渗流控制方法 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 8 如何组织科学有序的施工，提高 工程质量，控制渗流是整个过程成败的 关键。我认为土石坝过程在施工中应从 以下几个方面进行控制。 3.2.1 做好基础处理，必须万无一失。很多大 型土石坝，必须要满足坝基承载力及基 础防渗的情况下，完成基础处理的稳固 后，方可进行填筑施工。特别是在深覆 盖层上修建工程，基础处理工程量大、 不可预见因素多，需要经常采用防渗墙、 振冲、帷幕灌浆、固结灌浆等对地基进 行综合处理。 3.2.2 掌握当地地质、水文气象资料，控制好 施工工期的季节性。土石坝对水 文气象的因素极为敏感，在雨季土料的 含水量影响极大，直接制约着大坝填筑， 施工强度将受到影响；冬季，土料上冻， 如不采取积极措施，也无法进行填筑。 且冬雨季填筑施工，存在着高投入、低 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 9 产出的窘境。对于度汛期的施工，应编 制具有针对性的施工方案。土石坝工程， 一般不允许漫顶过流，故土石坝工程 “施工高峰期 ”应控制在工程实施截流后 第一个汛前达到拦洪度汛断面挡水这一 阶段。截流后均需加快施工进度，以确 保在汛前将坝体全断面或度汛小断面填 筑至拦洪度汛高程。因此给坝体填筑的 施工工期有限，在北方地区采用冬季施 工时，当月平均气温在 0以下，有些 地区河流结冰、土层冻结，对开挖工程、 混凝土工程、灌浆工程以及填筑工程均 有不利的影响，因此必须要提高月填筑 强度，方能按安全渡汛的要求按期达到 拦河高程。 3.2.3 确保工程所用料场开采土、 石料的材料质量料场对土石坝的 重要性不言而喻，却也是最容易影响大 坝顺利填筑的软肋。根据工程实践，一 般而言，料场的地质勘探工作深度远不 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 10 如坝址，特别是填筑量最大的堆石料， 往往仅靠几个探洞或地形勘查进行地质 描述，进场后，与招标文件发生变化的 可能性很大，无法形成大规模开采（或 台阶开采）条件，直接影响大坝填筑级 配是否得到保证。在防渗土料方面，含 水量的高低也成为大坝能否快速填筑的 关键。因此，完善而慎重地进行料场复 查及复勘工作显得尤为重要，搞好料场 复查和储量计算，做到心中有数。 此外材料的碾压试验也是非常重 要的一项工作。对土石坝而言，碾压试 验是填筑前最为重要的技术参数论证工 作，也是确定大坝能否顺利填筑及确保 大坝安全的重要环节。碾压试验工作的 好坏，直接影响坝体的填筑。 碾压试验中还需对防渗土料的含 水量进行确定及调节，同时还应确定好 对堆石料体洒水量设计。此外，为确保 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 11 土石坝填筑质量，土石坝工程的施工必 须要求进行试坑取样，只有在填筑面碾 压合格并能过验收后方可进行上一层填 筑。 3.2.4确定合 理的坝面分区，是填筑工作施工的关键 。由于土石坝体型较大，为坝面 分区流水作业提供了必要的场面。土石 坝工程一般在填筑工序上分为铺料、摊 铺、洒水、压实、质检等工作。在坝面 分区流水作业中，防渗土料的施工应根 据填筑的需要，应根据实际情况合理划 分填筑区域和进行流水作业，以及采用 的机械设备及填筑情况进行调整。对采 用平起填筑与临时