淺談土石壩的施工 淺談土石壩的施工淺談土石壩的施工 文章來源自3edu教育網(wǎng)

摘要:文章主要對土石壩工程類別、工程建設(shè)中存在的滲流進行分析以及施工實施過程中應(yīng)如何確保工程質(zhì)量

關(guān)鍵詞:土石壩 滲流原理及其控制 工程質(zhì)量

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土石壩是目前世界壩工建設(shè)工程中應(yīng)用最為廣泛和發(fā)展最快的一種壩型。與其他壩型相比較,無論從經(jīng)濟方面還是從施工方面,土石壩具有絕對的優(yōu)勢,據(jù)不完全統(tǒng)計世界土石壩占大壩總數(shù)的82.9%,而在中國土石壩數(shù)量占到大壩總數(shù)的93%。

因土石壩的施工所用材料一般采用就地開采,同時在施工中充分利用各種開挖料,包括當?shù)赝亮�、石料或混合�?土石壩的施工即是將這些材料經(jīng)過拋填、輾壓等方法堆筑成的擋水壩,故土石壩又稱作當?shù)夭牧蠅?對于壩體材料以土和砂礫為主時,稱土壩;以石渣、卵石、爆破石料為主時,稱堆石壩;當兩類當?shù)夭牧暇�占相當比例時,稱土石混合壩。

土石壩按施工方法的不同,土石壩可分為:碾壓式土石壩、沖填式土石壩、水中填土壩和定向爆破堆石壩等。其中應(yīng)用最為廣泛的是碾壓式土石壩,其主要特點是對基礎(chǔ)要求低、適應(yīng)基礎(chǔ)變形強。

土石壩按壩高可分為:低壩、中壩和高壩。而高壩筑壩技術(shù)是近代才發(fā)展起來的。

碾壓式土石壩按照土料在壩身內(nèi)的配置和防滲體所用的材料種類,又可分為均質(zhì)壩、土質(zhì)心墻壩、土質(zhì)斜墻壩、多種土質(zhì)壩、人工材料心墻壩、人工材料面板壩等。

土石壩是歷史最為悠久的一種壩型。其優(yōu)點包括:就地取材,節(jié)省鋼材、水泥、木材等重要建筑材料,減少了建壩過程中的遠途運輸;結(jié)構(gòu)簡單,便于維修和加高、擴建;土石壩的壩身是土石散粒體結(jié)構(gòu),有適應(yīng)變形的良好性能,因此對地基的要求低;施工技術(shù)簡單,工序少,便于組合機械快速施工。其缺點是壩身一般不能溢流,施工導(dǎo)流不如混凝土壩方便,粘性土料的填筑受氣候條件影響較大等。

土石壩建設(shè)最大的病害即是滲流。如何控制和預(yù)防滲流是土石壩工程建設(shè)中最主要的工作之一。

所謂滲流,即是指由于填筑土石壩的土料和壩基的砂礫是散粒體結(jié)構(gòu),顆粒間存在大量的孔隙,因此具有一定的透水性。當水庫蓄水后,在水壓力的作用下,水流必然會沿著壩身土料、壩基土體和壩端兩岸地基中的孔隙滲向下游,造成壩身、壩基和繞壩的滲漏。假如這種滲流是在設(shè)計控制之下,大壩任何部位的土體就不會產(chǎn)生滲透破壞,則為正常滲流,此時滲流量一般較小,水質(zhì)清澈透明,不含土壤顆粒,對壩體和壩基不致造成滲透破壞;反之對能引起土體滲透破壞,或滲流員過大且集中,水質(zhì)渾濁,透明度低,使壩體或壩基產(chǎn)生管涌,流土和接觸沖刷等滲透破壞,這種影響蓄水興利的滲流則為異常滲流。 滲流控制的控制理論是在工程實踐中的發(fā)展和運用起來的,是實踐反饋的結(jié)果,其中滲流的基本原理、滲流場的分析方法、土體滲透穩(wěn)定性三大部分,是滲流控制理論的基礎(chǔ)。而滲流控制技術(shù)是滲流基礎(chǔ)理論的實施措施,它主要包括灌漿技術(shù)、反濾壩技術(shù)、土石壩壩坡滑動破壞加固技術(shù)、土石壩壩體灌注粘土漿加固技術(shù)、壩體和壩基的密度加固技術(shù)、土工合成材料加固技術(shù)以及防滲墻及其壩體壩基加固技術(shù)等。 如何組織科學(xué)有序的施工,提高工程質(zhì)量,控制滲流是整個過程成敗的關(guān)鍵。我認為土石壩過程在施工中應(yīng)從以下幾個方面進行控制:

①做好基礎(chǔ)處理,必須萬無一失。很多大型土石壩,必須要滿足壩基承載力及基礎(chǔ)防滲的情況下,完成基礎(chǔ)處理的穩(wěn)固后,方可進行填筑施工,特別是在深覆蓋層上修建工程,基礎(chǔ)處理工程量大、不可預(yù)見因素多,需要經(jīng)常采用防滲墻、振沖、帷幕灌漿、固結(jié)灌漿等對地基進行綜合處理。

②掌握當?shù)氐刭|(zhì)、水文氣象資料,控制好施工工期的季節(jié)性 土石壩對水文氣象的因素極為敏感,在雨季,土料的含水量影響極大,直接制約著大壩填筑,施工強度將受到影響;冬季,土料上凍,如不采取積極措施,也無法進行填筑,且冬雨季填筑施工,存在著高投入、低產(chǎn)出的窘境。對于度汛期的施工,應(yīng)編制具有針對性的施工方案。土石壩工程,一般不允許漫頂過流,故土石壩工程“施工高峰期”應(yīng)控制在工程實施截流后第一個汛前達到攔洪度汛斷面擋水這一階段,截流后均需加快施工進度,以確保在汛前將壩體全斷面或度汛小斷面填筑至攔洪度汛高程。因此給壩體填筑的施工工期有限,在北方地區(qū)采用冬季施工時,當月平均氣溫在0℃以下,有些地區(qū)河流結(jié)冰、土層凍結(jié),對開挖工程、混凝土工程、灌漿工程以及填筑工程均有不利的影響,因此必須要提高月填筑強度,方能按安全渡汛的要求按期達到攔河高程。

③確保工程所用料場開采土、石料的材料質(zhì)量 料場對土石壩的重要性不言而喻,卻也是最容易影響大壩順利填筑的軟肋。根據(jù)工程實踐,一般而言,料場的地質(zhì)勘探工作深度遠不如壩址,特別是填筑量最大的堆石料,往往僅靠幾個探洞或地形勘查進行地質(zhì)描述,進場后,與招標文件發(fā)生變化的可能性很大,無法形成大規(guī)模開采(或臺階開采)條件,直接影響大壩填筑級配是否得到保證。在防滲土料方面,含水量的高低也成為大壩能否快速填筑的關(guān)鍵,因此,完善而慎重地進行料場復(fù)查及復(fù)勘工作顯得尤為重要,搞好料場復(fù)查和儲量計算,做到心中有數(shù)。

此外材料的碾壓試驗也是非常重要的一項工作。對土石壩而言,碾壓試驗是填筑前最為重要的技術(shù)參數(shù)論證工作,也是確定大壩能否順利填筑及確保大壩安全的重要環(huán)節(jié)。碾壓試驗工作的好壞,直接影響壩體的填筑。

碾壓試驗中還需對防滲土料的含水量進行確定及調(diào)節(jié),同時還應(yīng)確定好對堆石料灑水量。此外,為確保土石壩填筑質(zhì)量,土石壩工程的施工必須要求進行試坑取樣,只有在填筑面碾壓合格并能過驗收后方可進行上一層填筑。

④確定合理的壩面分區(qū),是填筑工作施工的關(guān)鍵 由于土石壩體型較大,為壩面分區(qū)流水作業(yè)提供了必要的場面,土石壩工程一般在填筑工序上分為鋪料、攤鋪、灑水、壓實、質(zhì)檢等工作。在壩面分區(qū)流水作業(yè)中,防滲土料的施工應(yīng)根據(jù)填筑的需要,應(yīng)根據(jù)實際情況合理劃分填筑區(qū)域和進行流水作業(yè),以及采用的機械設(shè)備及填筑情況進行調(diào)整。對采用平起填筑與臨時斷面填筑的土石壩工程,不可為一味減少臨時斷面填筑量而影響大型機械的正常施工,必須要確保填筑質(zhì)量。

⑤根據(jù)工程實際情況確定并采用壩體壩基加固技術(shù),主要指采用的土石壩壩體灌注粘土漿加固技術(shù),包括灌漿設(shè)計、灌漿工藝采用等。

以上即是本人對土石壩工程及其工程施工中的一些認識和見解。