土石坝水利水电工程（精选12篇）
土石坝水利水电工程 篇1
1 料场规划
土石坝施工中, 料场的合理规划和使用, 是土石坝施工中的关键技术之一, 它不仅关系到坝体的施工质量、工期和工程造价, 甚至还会影响到周围的农林业生产。施工前, 应配合施工组织设计, 对各类料场作进一步的勘探和总体规划、分期开采计划。使各种坝料有计划、有次序地开采出来, 以满足坝体施工的要求。
选用料场的物理性质, 应满足坝体设计施工质量要求, 勘探中的可供开采量不少于设计需要量的2倍。在储量集中繁荣主要料区, 布置大型开采设备, 避免经常性的转移;保留一定的备用料场的近料场, 作为坝体合龙以及抢筑拦洪高程用。在料场的使用时间及程序上, 应考虑施工期河水位的变化及施工导流使上游水位抬高的影响。供料规划上要近料、上游易淹料先用;远料, 下游不淹料后用。含水量高料场夏季用;含水量低料场雨季用。施工强度高时利用近料, 强度低时利用远料, 平衡运输强度, 避免窝工。对料场高程与相应的填筑部位, 应选择恰当, 布置合理, 有利于重车下坡。作到就近取料, 低料低用, 高料高用;避免上下游料过坝的交叉运输, 减少干扰。
充分合理地利用开挖弃渣料, 对降低工程造价和保证施工质量具有重要的意义。作到弃渣无隐患, 不影响环保。在料场规划中应考虑到挖、填各种坝料的综合平衡, 作好土石方的调度规划, 合理用料。减少料物堆存、倒运, 作好料场的防洪、排水、防止料物污染和分离。不占或少占农业耕地, 作到占地还地、占田还田。
总之, 在料场的规划和开采, 考虑的因素很多而且又很灵活。对拟定的规划、供料方案, 在施工中不合适的即使进进行行调整, 以取得最佳的技术经济效果。
2 土石料开挖运输
土石坝施工中, 从料场的开挖、运输, 到坝面的平料和压实等各项工序, 都可由互相配套的工程机械来完成, 构成“一条龙”式的施工工艺流程, 即综合机械化施工。在大中型土石坝, 尤其在高土石坝中, 实现综合机械化施工, 对提高施工技术水平, 加快土石坝工程建设速度方面有着十分重要的意义。
2.1 开挖
开挖分为立面开挖、平面开挖。
2.2 运输
坝料的运输, 是保证上坝强度的重要环节之一。运输方案, 主要具坝体结构布置特点、坝料性质、填筑强度、料场特性、运距远近、可供选择的机械型号等多种因素, 综合分析比较确定。土石坝施工中开挖运输方案主要有以下几种。
正向铲开挖, 自卸汽车运输上坝;正向铲开挖、胶带机运输;斗轮式挖掘机开挖, 胶带机运输, 转自卸汽车上坝;采砂船开挖, 有轨机车运输, 转胶带机 (或自卸汽车) 上坝。
3 土料压实
土石料的压实, 是土石坝施工质量的关键。维持土石坝自身稳定的土料内部主力 (粘结力和摩擦力) 、土料的防渗性能等, 都是随土料密实度的增加而提高。
3.1 土料压实特性
土料压实特性, 与土料自身的性质, 颗粒组成情况、级配特点、含水量大小以及压实功能等有关。对于粘性土和非粘性土的压实有显著的差别。一般粘性土的粘结力较大, 摩擦力较小, 具有较大的压缩性, 但由于它的透水性小, 排水困难, 压缩过程慢, 所以很难达到固结压实。而非粘性土则相反, 它的粘结力小, 摩擦力大, 具有较小的压缩性, 但由于它的透水性大, 排水容易, 压缩过程快, 能很快达到压实。
上料颗粒粗细作成也影响压实效果。颗粒愈细, 空隙比就愈大, 所以含水量矿物分散度愈大, 就愈不容易压实。所以粘性土的压实干表观密度低于非粘性土的压实干表观密度。颗粒不均匀的砂砾料, 比颗粒均匀的细砂可能达到的干干表观密度要大一些。土料的含水量是影响压实效果的重要因素之一。用原南京水利实验处击实仪 (南实仪) 对粘性土的击实试验, 得到一组击实次数、干表观密度与含水量的关系曲线。
非粘性土料的透水性大, 排水容易, 压实过程快, 能够很快达到压实, 不存在最优含水量, 含水量不做专门控制。这是非粘性土料与粘性土料压特性的根本区别。压实功能大小, 也影响着土料干表观密度的大小, 击实次数增加, 干表观密度也随之增大而最优含水量则随之减小。说明同一种土料的最优含水量和最大干表观密度并不是一个恒定值, 而是随压实功能的不同而异。
一般来说, 增加压实功能可增加干表观密度, 这种特性, 对于含水量较低 (小于最优含水量) 的土料比对于含水量较高 (大于最优含水量) 的土料更为显著。
3.2 土石料的压实标准
土料压实得越好, 物理力学性能指标就越高, 坝体填筑质量就越有保证。但土料的过分压实, 不仅提高了压实费用, 而且会产生剪力破坏, 反而达不到应有的技术经济效果。可见对坝料的压实应有一定的标准, 由于坝料性质不同, 因而压实的标准也各异。
4 坝体填筑
土石坝填筑必须严密组织, 保证各工序的衔接, 通常采用分段流水作业。分段流水作业, 是根据施工工序数目, 将坝面分段, 组织各工种的专业队伍, 依次进入各工段施工。进行流水作业, 有利于施工队伍技术水平的提高, 保证施工过程中人、地和机具的充分利用, 避免施工干扰, 有利于坝面连续有序的施工。
4.1 卸料及平料
通常采用自卸汽车、卸料, 由推土机平铺成要求的厚度。为配合碾压施工, 防渗体土料铺筑应平行于坝轴线方向进行。
4.2 碾压方法
坝面的填筑压实, 应按一定的次序进行, 避免发生漏压与超压。防渗体土料的碾压方向, 应平行坝轴线方向进行, 不得垂直于坝轴线方向碾压, 避免局部漏压形成横穿坝体的集中渗流带。碾压机械行驶的行与行之间必须重叠20~30cm左右, 以免产生漏压。此外, 坝料分区之间的边界也容易成为漏压的薄弱带, 必须特别注意要互相重叠碾压。羊脚碾、气胎碾可采用进退错距法或转圈套压法两种。
5 雨季施工
土石坝防渗体土料, 在雨季施工总的原则是“避开、适应和保护”。一般情况下应尽量避免在雨季进行土料施工;选择对含水量不敏感的非粘性土料适应雨季施工, 争取小雨日施工, 以增加施工天数;运输道路也是雨季施工的关键之一。一般的泥结碎石路面, 当遇雨水侵泡时, 路面容易破坏, 即使天晴坝面可复工, 但因道路影响了运输而不能即时复工, 不少工程有过此教训。所以应加强雨季路面维护和排水措施, 在多雨地区的主要运输道路, 可考虑采用砼路面。
6 冬季施工
寒冷地区, 当日平均气温低于0°C时, 粘性土料按低温季节施工。日平均气温低于-10°C时, 一般不宜填筑土料。冬季施工的主要问题在于;土的冻结使土体强度增高, 不易压实;而冻土的融化却使土体的强度和土坡的强度和土坡的稳定性降低;处理不好, 将使土体产生渗漏或塑流滑动。
7 结束语
随着大型高效机具的采用, 坝体防渗结构和材料的改进, 施工人数的大量减少, 施工工期的进一步缩短以及施工费用的显著降低等, 土石坝的发展前景极为广阔。土石坝不仅在当今国内外中低坝广泛采用, 而且兴建的高土石坝也越来越多。砼面板堆石坝的经济性和快速施工, 已成为坝工建设中具有很强竞争力的一种新坝性, 更是使土石坝“锦上添花”。土石坝的多重优越性以使其在当今的水利水电项目中站稳了脚跟, 已被社会所公认。
摘要：本文主要讲述水利水电工程土石坝施工的过程, 料场的规划, 填筑过程压实度的控制标准, 最终取得一个既能保证实体质量, 又满足经济效益的成果。
关键词：水利,水电,水工建筑物,土石坝,施工
参考文献
[1]郭宗彦.多建土石坝加快我国水利水电建设[J].水利水电技术, 1986-07-30.
土石坝水利水电工程 篇2
1对于我国水利水电施工中筑坝工程的工艺特性分析
1．1对于仿真技术的应用
在实际的水利水电筑坝工程中，将会不可避免的对仿真技术予以应用，具体体现在对于环境的模拟环节，促使有关施工管理人员更加全面的对施工相关事宜予以分析和掌握，进而保障后期的筑坝工程施工质量。施工人员也可切实将其中易出现的问题进行解决，确保工程建设科学、顺利的进行，也为筑坝工程的施工技术的应用提供切实的保障，间接地提升了工程施工效率。
1．2可以节省施工成本
我国水利水电筑坝工程的实际施工中，要运用先进的技术，尽可能缩短工期，降低的施工成本，而土石坝技术的应用则可以实现这一设想，可对施工手段规予以范，降低不必要的工程支出，提升工程施工效率，最大程度上减少施工材料的浪费，此外，还可以大大的降低工程建设工程的整体时间，为施工单位的发展奠定良好的基础，同时也促进了施工单位的长远发展［1］。
1．3对于施工细节问题分析
土石坝水利水电工程 篇3
关键词：碾压式土石坝；填筑；施工质量
引言
土石坝是水利工程中常见的坝型，因其施工相对简单，经济成本要比其他坝型低很多，所以在工程建设中应用最为广泛其施工方法一般有碾压式、冲填式、定向爆破堆等，技术和结构较简单，易于操作、维修、扩建等。同时，由于土石坝坝身主要由土石散粒组成，适应性较高，变形影响较小，可以更好的保证其整体的使用寿命。下面将探讨碾压式土石坝填筑施工质量管理措施。
1水电站扩建工程土石坝填筑施工准备
1.1料场的规划布置
料场的选择直接影响到坝体的质量和施工的效率、成本、周围环境等，选择时需要进行科学计算。正式施工前，要对各个料场进行整体规划，制定一套科学的开采计划。料场选择时还需要注意具体的时间、存储、施工强度、水位等因素。优先选择近料、上游易被淹的材料；含水量较高的材料在夏季水分蒸发较高时使用，含水量较低的则在雨季或者水分蒸发较低的时间段使用；施工强度较高时，为了降低运输的压力，节约成本，一般选择近料
1.2土石料的加工
土石坝施工所用的土石料含水率需要进行合理的控制，以确保合格料在填筑压实时含水率在最优含水率±2%左右。可以通过在土石料场加水，对土石料的料堆添加水，采取加水的方法在土石坝开挖、装料、运输过程中提高土石料的含水量。在大、中型水利工程土石坝的施工建设过程中，尤其是在高土石坝的施工过程中，运用现代化的水利工程土石坝施工技术和先进的机械化水平，可以加快水利工程土石坝的建设速度，实现现代化综合高技术、高水平机械施工，保证水利工程土石坝施工质量。
2水电站扩建工程土石坝填筑施工技术
2.1压实土料
土石料的压实，是土石坝施工质量的关键。维持土石坝自身稳定的土料内部主力、土料的防渗性能等，都是随土料密实度的增加而提高。土料自身的性质，颗粒组成情况、含水量大小以及压实功能等密切关系着土料压实特性。压实效果受到土料颗粒粗细组成的影响，颗粒愈细，空隙比就愈大。
我国常用的坝体压实机械主要有羊角碾、气胎碾、振动碾等。羊角碾主要应用在黏性材料的压实，将羊角插入到材料中，使其底部和上部的黏性材料都受到压实，且羊角碾能对表面的土层进行翻松，简化施工程序，也有助于材料的级配与含水量达到较均匀的状态。气胎碾既可以应用于黏性材料也可以应用于非黏性材料的压实。振动碾则是运用碾重静压和振动力对材料进行压实，其可使用的范围较大。
2.2填筑施工
此阶段涉及工序和使用的设备较多，导致操作面小，施工难度较大，一般采用流水作业的方式进行施工。此方式需对施工的工序进行计算，依照计算结果将坝面进行分段式处理，各施工段组织相应的专业施工队伍进行施工，以确保施工的进度和质量。
平起填筑方式可在确保填筑质量和效率的同时简化施工工序。例如，无接缝和削坡等环节的工作，扩展了堆石填筑的面积，方便了大型机械进行操作。这种方式有助于对进入防渗材料区域的道路进行设计，也有助于降低料界的偏差值及跨缝碾压相邻的材料平起差值，保持坝体各个环节和部分施工的平衡和稳定。
防渗是土石坝施工的重要环节之一，施工时需按照先砂后土的方法选择填筑材料，既可以加快施工进度，又可以对施工坝体的边界位置进行有效控制。同时，为了增加土石坝抗汛和储水的功能，保证施工材料质量和现场安全，需要使用临时挡水断面填筑的方式。
填筑施工涉及工序和使用的设备较多，施工难度较大，一般采用流水作业的方式进行施工。具体来说，需要注意：（1）在临铺填土料前，清理干净与土石坝体接触的混凝土以及岩石表面，并涂刷一层厚度不小于5mm 的浓粘土浆，随填随刷以保持其湿润，以利土石坝体与刚性结构以及强、弱风化岩石之间的结合。（2）土石坝体部位的土料填筑前，在与混凝土、破碎带以及强、弱风化岩石表面接触处按施工图纸要求的尺寸铺设接触粘土带。接触粘土料控制在略高于最优含水率（+2%～+4%）情况下填筑。（3）土料的铺筑采用进占法卸料，采用定点测量方式，严格控制铺土厚度。为保证坝体边坡辗压质量，上、下游侧摊铺超宽值不小于0.5m。（4）不同部位土料的压实标准和碾压施工参数按上述设计规定执行。靠两岸的接触粘土采用手扶振动辗进行压实。（5）每一填土层按规定参数施工完毕，在继续铺筑上层新土之前，需在下层土表面进行刨毛处理（如有土工格栅，则土工格栅内要求压实平整），必要时对表土层进行含水率调整的处理，以免形成土层间结合不良的现象。（6）在接合的坡面上，配合填筑的上升速度，将表面松土铲除至已压实合格的土层为止。坡面须经刨毛处理，并使含水率控制在规定的范围内，然后才能继续铺填新土进行压实。（7）坝体同上下游反滤料平起填筑，跨缝碾压。采用先填反滤料后填土料的平起填筑法施工。进水口前段及厂房两侧的土石坝填筑同时进行，两侧高差不超过4m。
3水电站扩建工程土石坝填筑施工注意事项
3.1铺料厚度控制
土石坝填筑施工重在过程控制，如果过程控制得好，其结果就会满足设计要求。过程控制的主要内容是碾压施工参数W，其是通过碾压试验确定的。如果严格按照要求的铺料厚度和碾压遍数进行碾压，其质量应具有满足要求的合格率；但是在料源发生较大变化时，现行碾压参数不能保证合格率时应及时调整碾压参数。
对于铺料厚度一般是通过高度标尺进行控制。不管通过何种方式进行控制，在每层底部1/3满足密度要求的同时，可通过某一较长时期内填筑总高度和填筑总层数对平均每层的压实厚度进行计算。一般情况下压实厚度是松铺厚度的90%左右，如果以上实际计算的平均压实厚度大于松铺厚度的90%，或者高于100%，可推断在施工中存在松铺厚度超标的情况。出现该情况后，设代人员应提请建设单位督促相关方进行处理，并在后续工作中加强监控。
3.2堆石料的质量问题
堆石料属于坝壳料，其主要功能是实现大项的稳定和排水，因此对其抗剪强度有较高的要求。当岩性及母岩强度一定时，其抗剪强度主要是由颗粒级配（P5含量）和密度（相對密度、孔隙率）所决定，因此填筑质量的控制指标一般是颗粒级配和孔隙率。两者若能满足技术要求，其渗透系数一般亦能满足要求，从而实现排水的功能。
堆石料在岸坡部位的填筑，可超填形成缓坡，用振动平碾进行压实，对于振动碾不能到达的部位应用小型机具进行夯实。坝体填筑石料应采取大面积铺筑，以减少接缝。当分块填筑时，应对块间接坡处的虚坡带采取专门的处理措施，如采取台阶式的接坡方式，或采取将接坡处未压实的虚坡石料挖除的措施。
总结
随着土石坝运用范围越来越广，对其施工工艺的要求也越来越高。从施工效率、质量、环保、成本等方面对土石坝的施工进行合理的设计和控制。一方面有利于确保施工质量，缩短施工时间，另一方面有利于相关施工材料的合理分配，提高其使用率，降低施工成本。从土石坝施工的各个环节对其进行控制，进而推动我国建筑行业的进一步发展。
参考文献：
[1]DL/T 5129-2001，碾压式土石坝施工规范[S].
[2]SL/T255-98，水利水电工程土工合成材料应用技术标准[S].
[3]郭强.水利工程中土石坝的施工技术探讨[J].黑龙江水利科技，2013（8）.
浅谈水利工程土石坝的工程施工 篇4
按照施工方式的不同可以将土石坝划分为碾压式土石坝、冲填式土石坝、水中填土坝和定向爆破堆石坝等几种类型。碾压式的土石坝是应用最多的一种类型, 其施工相对简单, 并且施工要求行对较低, 能够被大多数的使用者所接受。在碾压式土石坝中也分有不同类型的坝体, 如均质坝、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, 主要是按照坝体内的材料配置和材料的种类来进行划分的。
土石坝不仅是一项应用最为广泛的坝体技术, 同时也有着悠久的应用历史, 有着多种其他坝型不具备的有点。主要有三方面内容:首先, 土石坝的材料构成相对简单, 在施工场所附近即可得到使用材料, 减少了材料运输的这一环节, 有效的提高了施工的效率。其次, 土石坝的结构应用是土石散粒构成, 这种结构的应用有着良好的变形能力, 因此对于坝基的施工要求相对较低。最后, 施工的技术要求相对较低, 不像其他坝型施工那样复杂、繁琐。然而土石坝的施工也有着一定的确定, 如坝体不能够溢流, 土料的填筑受外界环境影响较大等, 但这也并不影响土石坝的应用效果。
渗流是土石坝工程中最大的危害之一。最好土石坝工程的防渗流工作对整个工程的质量有着重要的影响。
土石坝的渗流是土石坝中填筑的材料中存有一定的空隙, 这些空隙的存在将会使坝体出现一定的透水性。在水库蓄水的过程中, 坝体会受到水流的压力, 这种压力是长期存在的, 因此, 坝体就会受到水流压力的不断渗透, 从而出现渗漏的现象。但是这种渗漏现象的出现也是有一定标准规范的, 通常在设计范围以内的渗透都是能够接受的, 被看做是正常的渗流现象, 不能够对坝体产生破坏, 对于坝体危害相对较小。而有些渗漏会对坝体中的土质产生破坏, 同时渗漏的区域过于集中, 这样就会对坝体构成严重的危害, 使坝体出现渗漏甬道, 从而不断的破坏坝体的自身结构, 这种渗漏现象的危害是相对较大的, 通常被人们称之为异常渗流。
据不完全统计, 因渗流现象而出现的坝体破坏现象相对较多, 大多发生在中小型的坝体中。还有渗漏导致的垮坝现象, 也是对坝体破坏较为严重的情况之一。所以, 渗漏的问题一直是土石坝工程中最为关键的因素, 最好坝体的防渗漏工作才能够更好的提高土石坝施工的质量。
渗流控制是一项相对较为复杂的工作, 其中涉及到了渗流的基本原理、渗流场的分析方法和土体渗透稳定性的部分, 是防渗流工作必须关注的几点内容。从理论上看, 控制好这三点内容即可完成对坝体渗流的控制, 但是在实际施工中要注意的因素仍然较多, 包括对灌浆技术的控制、反虑坝技术控制等等, 这些技术的应用构成了土石坝渗流控制的核心细节, 因此, 要做好防渗流工作还需要从具体的施工步骤来认真进行。
施工因素所产生的渗流现象通常有以下几方面原因: (1) 反滤层设计的不合理, 施工过程中出现错断混层的现象或者在填土的过程中土质填充的不够密实, 在渗流过程中填土会随着渗流不断的流失, 使反滤层发生严重的破坏。在这里要注意的是, 反滤层是坝体放渗流的关键因素, 如果反滤层能够正常工作, 那么渗流就不会对坝体产生严重的影响, 因此, 反滤层的设计和应用是防渗流工作中的关键部分。 (2) 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。 (3) 土石坝两岸岸坡产生台阶状。应该开抢成较平顺的坡度, 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15°~20°, 若有平台, 则平台处填土高度与平台的两端的填土高度, 高差悬殊沉陷量突变, 容易产生裂缝, 导致渗透破坏。
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:
(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。
(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;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, 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) 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。
(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。
(5) 根据工程实际情况确定并采用坝体坝基加固技术, 主要指采用的土石坝坝体灌注粘土浆加固技术, 包括灌浆设计、灌浆工艺采用等。
结束语
土石坝水利水电工程 篇5
最近几年，在国家的大力支持下水土保持方案编制工作取得了很大的进展，然而与发达国家相比在水土保持规划、水土保持设计与施工标准以及后期标准化管理仍然有较大的差距。在社会认可方面，水土流失防范设计也远远不如其他行业设计。对于这一问题，水土保持行业需要进行针对性改革，否则将会面临被其他设计行业吸收和归并的风险。因此，未来需要对水土保持方案的编制以及水土保持设计的资质管理进行强化，从资质等级和从事业务范围等方面对缺乏勘察、设计资质以及专业技术人员的编制单位，要进行整改，从政策上给予支持和优惠，鼓励他们吸纳数量众多的`岩土、架构等水土保持专业之外的其他设计工作者，学习参考其他设计行业的高水平管控模式，进而提高整个水土流失防范领域的竟争力，最后让其在勘察设计领域中取得胜利。
3.2水利工程水土保持设计措施
3.2.1料场选址
对于料场场址的选择要选择尽量减少占用施工以外的区域，在料场施工期间，一定要按照规定进行施工作业，确保施工质量安全及有效降低对水土保持的影响。可以设置砌石墙来巩固其排水作业，对于边坡开挖等地段的施工要采取合理的分台作业方式，这样才能使得边坡巩固。完成料场施工作业。可以通过不同方式加强料场防治区的检验工作，待一切符合规定后，方可进行使用。与此同时，要注意料场周边的植被，减少其破坏。
3.2.2增加植被覆盖率
在水利工程的实施过程中无法避免的会损害一部分林田草地，为了做好水土保持工作，在水利工程管理中加入植树造林，或者采取一些办法种草护林，培养生物种类的多样性，保持生态平衡，利用增加植被覆盖率的办法保持水土循环。应该将保护水土作为水利工程建设的重要依据，将工程施工所在地的自然特点充分地发挥出来，因地制宜，选择与当地气候相适应的植被，用植被保护水土。除此之外，施工人员还应该将植被的类型以及特性作为依据，选择具备良好的绿化效果以及良好香化效果的植被，缓解水土流失状况，使得生态环境得到一定程度的改善，确保实现水土保护的作用。
3.2.3蓄水保田、保土
发展农业是水土保持的一项重要举措，农业将水土保持与水土利用集为一体，是水利工程与水土保持的统一，在水土流失较严重的地区可以建设梯田、储水蓄水、建筑水坝，以及建设完整的灌溉系统，做到水资源的循环利用。同时在山区或者丘陵地区利用当地的地形进行等高耕作，增大对水资源的拦蓄和土壤的入渗能力，保持水资源的合理利用，提高土壤的抗侵蚀能力和储水的能力，充分利用增加植被覆盖率实现土壤优化。
3.3完善生态环境影响评价体系
水利工程的设计前提工作，是要调查好施工位置，对当地的地质地貌与人文环境做好监测，这样才有利于水利工程的顺利进行。做好工程设计工作，以不破坏自然环境为前提，做好各种突发问题的分析与预防措施，尽量减少工程建设对生态环境的改变与破坏，建立健全生态环境影响评估体系。该体系主要分析了工程建设给社会发展以及周围环境带来的影响力度，为实现社会经济与自然环境共同发展的目的。在工程设计中，重点分析工程对环境的影响，通过分析其中的经济利益与环境影响的程度，从而明确该水利建设的利弊关系以及是否可行。
4结束语
当前我国水土流失现象十分严重，在这种严峻局势下开展水土保持工作无疑是十分有必要的。因此，必须要强化水土保持设计、加强施工企业水土保持工作的管理以及强化水土保持环境生态评价落实，以为我国水土保持工作的开展提供帮助。
参考文献:
[1]佟保根，佟灿.水利工程中水土流失防治对策[J].江西建材，，03：136.
[2]蒋福碧，张翼.浅谈水利工程施工中水土流失特点及水保办法[J].陕西水利，2016，01：167~168.
水利工程建设中土石坝技术的应用 篇6
关键词：水利工程建设；土石坝技术；应用
前言：在水利工程的建设过程中，通过对土石坝技术的充分利用，不仅使得资源的利用效率得到有效提高，降低自然资源的耗费，同时还能使得实际施工的各项工序得到有效的简化，继而使得施工效率得到有效提高。因此，在现今的水利工程建设中，土石坝技术得到了充分的运用。但是，由于实际施工中，土石坝技术的应用还存在一些问题，影响水利工程的建设，因此，加强水利工程建设中土石坝技术应用的研究具有重要意义。
一、浅析土石坝技术
土石坝技术在我国的水利工程建设中得到广泛应用。与其他的挡水坝相比，土石坝技术具备其他挡水坝所不具有的特点，因此，在科技经济得到迅速发展的今天，仍然得到了广泛的使用。土石坝技术在实际施工的时候，可以对已经挖掘出的石料以及土料进行充分利用，从而使得在施工过程中，其他建筑材料的使用被大大减小，进而使得施工资源被大大节约，施工成本也得到了有效的降低。并且，在水利工程的施工过程中利用土石坝技术，使得施工工序也更加便捷，使得实际施工的速度得到有效提高。由于土石坝技术的难度较低，因此，施工人员操作这种技术也更加方便，继而使得施工质量得到保证。当实际施工完成之后，施工人员对其后期进行的维修以及养护工作也更为便捷。
相比较而言，土石坝技术的优点较多，因而在现今的水利工程建设中得到了广泛的应用。但是，这并不意味着，土石坝技术不具备任何的缺点。首先，在实际施工中进行的导流处理就存在着一些缺陷。这主要是因为土石坝施工中所用到材料的特殊性质，导致实际导流工作的开展会存在较大的难度。并且，在此过程中，土石坝还容易出现不均匀沉降的现象，进而导致水利工程施工质量受到相应的影响。另外，若洪涝灾害发生，土石坝还可能出现顶部溢洪的情况。在实际施工中，一些外界因素对于其施工也会产生很大影响，如土石的湿度以及土的粘性等等。最后，土石坝的密度不如水泥，因而水很容易出现渗透的现象。这样一来，不仅会导致水资源出现浪费，严重的情况下，还有可能会导致溃坝的发生。因此，要想在水利工程建设中对土石坝技术进行科学利用，就需要对其存在的缺陷进行科学改进，进而在实际应用过程中，将存在的缺陷进行规避。
二、水利工程建设中土石坝技术的应用
（一）应用要点分析
在进行土石坝技术应用的时候，需要注意其中的应用要点。主要的应用要点有：首先，料场规划。在对土石坝技术进行利用的时候，必须要对料场做好相应的规划。料场规划属于土石坝技术中的一个重要组成部分，其对施工工期、施工质量以及施工造价都会产生重要的影响。因此，在实际施工之前，需要对料场进行科学勘探。并依据勘探得到的结果对料场进行科学规划，进而使得坝料的开采以及使用更加合理，最终实现对原材料的合理利用。其次，土料加工。在利用土石坝技术的时候，还需要对土料的加工进行关注。这主要是因为新开采的土料中含水量较高，因此，若对其进行直接加工，就会导致土石坝的质量受到一定的影响。在对土石坝进行填筑的时候，需要对土料的含水量进行控制，最好将土料的含水率控制为2%。在对土料加工时，还可采用风干、掺料等方式。除此之外，还需要对粒径超过一定标准的石料进行清除，防止其对水利工程的建设产生影响。
（二）坝面作业
在水利工程建设施工过程中，坝面作业也属于其中的重要组成部分。一般来说，土石坝的坝面作业主要有铺料、洒水以及压实、检验等实际施工的程序。在实际进行坝面作业的时候，需要在施工之前对施工计划进行组织。并且，在施工中严格按照规划所制定的程序进行坝面作业，进而使得土石坝施工的质量受到确实保证。当进行坝面作业的时候，做好采用流水作业的方式。这样一来，使得实际施工的进度得到保证，进而保证工程施工工期。
（三）平起施工
对于土石坝施工来说，平起施工也是其中的—个重要组成部分，对于土石坝施工质量也会产生相应的影响。因此，在进行土石坝施工的时候，需要对平起施工进行关注。通过平起施工，使得土石坝的接缝以及削坡的施工工序得到有效减少，继而对土石坝的质量进行保证。另外，在进行平起施工的时候，还需要保证有充足的堆石填筑面。
（四）强夯填筑
在对土石坝进行施工的时候，填筑也是其中重要的一项内容，对于土石坝的填筑工作产生较为重要的影响。对于土石坝施工来说，必须要采取强夯填筑的方式进行。并且，必须要进行分层填筑的方式。另外，还需要对每一层填筑的厚度进行保持，使得其保持在10-20m。之所以要在土石坝施工的时候采用强夯填筑的方式，就是使得土石料的密实度得到有效保证。结语：综上所述，随着我国科学技术以及经济的不断发展，我国的水利工程建设也获得了相应的发展。土石坝技术由于其特有的特性，在水利工程建设中应用十分广泛，且对水利工程建设的质量也将产生较大的影响。因此，在实际施工过程中，应当注重土石坝技术的利用，并加强对土石坝技术的研究力度，以期在今后的水利工程建设过程中，使得水利工程的建设质量得到有效提高，进一步促进我国水利工程的发展，充分发挥水利工程对经济的积极作用。
水利工程土石坝施工的技术与趋势 篇7
1 水利工程土石坝施工技术
1.1 布置料场
土石坝材料的集中场地就是料场, 是土石坝后勤保障的重地, 所以要高度的重视起料场的布置和管理工作。土石坝施工中料场布置和管理的好坏会对施工进度和施工质量产生直接的影响, 所以无论在时间规划上还是在空间规划上都要做好土石坝料场的管理。科学合理的布置料场, 首先需要做的就是选择土石坝料场高程和位置, 并做好空间的布置和规划, 其次科学掌握土石坝施工材料的地质、产状、储量和力学指标等, 做好土石坝料场的合理布置和规划, 同时还要认真的考虑到料场与坝体填筑部位和施工强度之间所产生的影响。总之, 要对水利工程土石坝料场的布置工作引起足够的重视, 并做好此项工作, 确保土石坝料场的总储量是可以满足坝体总方量的需求, 同时还需要满足施工中每个阶段坝强度的要求, 发挥出土石坝的功能作用。
1.2 加工和开挖运输土石料
在土石坝施工中, 其加工土石料的粘土颗粒较小、亲水性较强、表面积大、水对土料的工程性能也影响很大。所以, 在土石坝施工中要合理的控制和掌握土石料的含水率, 确保填筑压实时合格料的含水率是标准范围内的。为将土石料的含水量有效降低, 可以在土石料的挖装运卸中采用自然蒸发、烘烤、翻晒等方法, 通过在土石料场和料堆中加水, 在土石坝开挖。装料和运输中将土石料的含水量提高。土石坝石料从料场的开挖运输, 到坝面的压实平料等施工工序都需要运用工程机械完成。在中型和大型的水利工程土坝施工中, 特别是高土石坝施工中, 运用现代化的土石坝施工技术和先进的机械设备, 实现高水平、高技术施工, 确保工程施工的整体质量。
1.3 处理坝基与岸坡
在土石坝施工中, 在处理坝基和岸坡的清理工作时, 要将坝基和岸坡铺盖在上面的乱石、树木、树根、草皮和建筑垃圾等全部的清理干净, 并处理好洞穴、地道、泉眼和水井等部位, 对于局部和坡面上所存在的松散浮渣可以由人工将其清理干净, 在粘上心墙范围内部运用低标号的混凝土回填, 针对其的低洼部位应使用新鲜石渣进行分层回填。针对深槽、洼地和水塘等部位应运用人工清理和机械清理相配合的清理方法, 清理干净后再分层进行回填压实, 直至满足夯实程度为止。
1.4 压实土料
影响土石坝施工质量的重要因素, 就是土石料的压实。维持土石坝本身稳定的内部摩擦力和粘结力以及防渗性能等, 这些因素都会随着土料密实度增加而逐渐提高的。土料本身性质、压实功能、含水情况、颗粒组成等对土料压实特性会产生直接的影响。土料颗粒的粗细会对压实的效果产生一定的影响, 颗粒细孔隙就相对较大, 含水矿物的分散度也会随之增大, 这样压实的难度也会增大。影响压实效果的重要原因之一就是土料的含水量,
1.5 填筑施工
土石坝坝面作业具有机械设备多、工作面窄、工序多和工种多等特点, 所以在稳定的开展填筑施工作业, 就需要制定科学有效的施工组织规划, 在土石坝坝面作业中通常使用的施工方式是流水线施工, 运用这种方式可以有效避免由于坝面作业特点而打扰坝面施工的情况发生, 从而保证工程施工的整体进度。为加快施工进度, 在反滤过渡料和防渗土料的关系上, 通常采用的施工顺序是先砂后土, 在土石坝施工中在进行堆石体填筑工序时, 可以采用进占法和自卸汽车后退法卸料, 运用推土机将堆石体摊平, 后退法的优势就是汽车可以直接在坝面上面形式, 从而将轮胎产生的磨损降至最低, 而其存在的缺点就是在推土机摊平的过程中, 其工作量是非常大的, 会对施工进度产生一定的影响。后退法可以有效的将料物分离减轻, 运用在摊铺垫层料, 如果压实厚度加大, 可以采用混合法卸料施工, 从而减轻料物分离。
2 水利工程土石的发展趋势
近年来, 随着我国建筑行业的迅速发展, 其土石坝技术也随之得到了不断的发展, 在土石坝技术中拱坝和混凝土重力坝施工技术也逐渐的趋于发展成熟, 同时新型的坝型例如橡胶坝等施工技术在施工中也得到了很好的运用, 对于传统的土石坝造成了一种有力的冲击, 在传统土石坝施工中由于其填筑量相对较大同, 并且建筑时间也相对较长, 显然可以看出在新型土石坝施工技术的映衬下, 传统土石坝处于比较尴尬的境地。但是土石坝也还是存在一些自身的优点的, 例如对地基要求低、材料利用率高、施工简单等, 因此目前土石坝的发展趋势就是提高其施工效率, 快速施工。
在土石坝施工过程中, 当坝体填筑量一定的情况下, 应适当的缩短填筑的时间, 这样填筑的强度必然会增大, 但是填筑强度是否可以达到预期的效果, 设备投入是非常重要的一个因素, 因此, 投入大型施工设备也将会成为土石坝发展的必然趋势之一。随着大型施工设备的应用, 施工所需的人数会逐渐的减少, 同时施工成本也会随之降低。另外, 从土石坝施工材料的角度来看, 在未来的发展中旧的材料必然会被新型的防渗材料所替代, 其使用的性能也会得到优化改进。
结束语
综上所述, 随着我国科学技术的快速发展, 在水利工程建设中土石坝施工技术将被广泛的应用, 土石坝施工对水利工程的质量和效益都会产生直接的影响, 对我国水利工程的应用发展具有重要意义, 所以在施工中应不断的引进国外的先进技术, 不断的完善和创新土石坝施工技术, 使我国土石坝工程得到快速的发展, 从而为我国水利工程建设做出更大的贡献。
参考文献
[1]陈明栋.关于水利工程土石坝施工的技术及趋势探讨[J].广东科技, 2012, 21:125-126.
[2]孟伟玲, 苗新霞.浅谈水利工程土石坝的施工技术[J].科技致富向导, 2013, 06:293, 272.
[3]刘春来.试析水利工程土石坝施工现代技术的应用[J].企业技术开发, 2013, 12:151-152.
[4]梁树安.水利工程中土石坝的施工质量控制措施[J].科技创新导报, 2012, 34:115.
[5]张爱民.关于土石坝施工技术方案的深化应用[J].科技创新与应用, 2013, 24:191.
土石坝水利水电工程 篇8
1.1 土石坝的优点
在历史上, 土石坝的出现相对较早。从人类活动出现开始, 土石坝就开始运用。土石坝施工材料来源较为简单, 一般都是就地取材, 对材料的要求相对不高, 作为土石坝的主要材料, 土石发挥着一定作用。在坝形修筑时, 较少对木材、钢材和水泥等材料进行使用, 从而将运输成本和修坝费用减少。其次, 土石坝修筑存在较少的施工工序, 技术相对简单, 若机械参与到施工中, 则会大大缩短施工周期, 土石坝修建相对简便, 对后期的维护和扩建发挥着有利作用。
1.2 土石坝的缺点
土石坝存在较差的坚固性, 由于土石是构成坝体的主要材料, 缺乏粘性, 无法将洪涝灾害进行有效预防, 而且在温度和水分的影响下, 粘性土料的粘性失去, 通过长期的雨水冲击, 坝体上的土石会逐渐向坝中流入, 从而产生淤泥, 对清理造成一定难度。具有不便的施工导流, 在土石坝施工建设中最大的危害则是渗流问题。
2 水利工程土石坝施工的技术分析
2.1 确定料场规划
料场在施工中作为土石坝材料的汇集地, 对土石坝施工具有保障性作用, 必须高度重视料场的规划及使用, 在进行施工时, 施工质量、工程投资以及工程进度受到料场规划的直接影响, 做好料场时间和空间的规划。在科学合理规划料场时, 应先有效确定料场的位置和高程, 运用合理布置, 做好空间规划工作。第二, 全面掌握土石坝施工材料的埋深、产状、地质成因、储量以及各类物理力学指标, 实现土石坝施工材料现场的质量规划的有效落实。第三, 将各部位之间变化的互相影响进行充分考虑, 例如:聊哈长与施工强度、坝体填筑等。也就是说, 要想使水利工程土石坝料场规划布置工作做好, 土石坝施工料场的总储量应能与坝体总方量的需求得到保障, 并且应与施工中各个阶段坝体强度的最大要求相满足, 促使土石料的最大功能作用形成最大程度的发挥。
2.2 土石料的加工和运输
当清除完表层及不合格土料之后, 均可应用与上坝修筑上。但由于存在较小的粘土颗粒、超过表面积、水对土料工程的性能的加大影响以及填筑压实中的最佳状态的最优含水率等问题存在, 与上述因素相结合, 确保做到涂料含水率的合理控制。与规范要求相结合, 合理调节水分, 在填筑压实的过程中, 将合格料的判定标准划分为:在最佳含水量±2%的含水量即可。土料含水量的调整方法主要包括以下两种:在挖装卸料过程中, 土料含水量降低的方法主要包括翻晒、自然蒸发、烘烤以及铲料等。而土料含水量提升的方法又包括在料场加水、在开挖、装料及运输中加水等。砾土中有较少超径石含量, 经常在料场内运用转耙的推土机进行初步清除, 然后在填筑坝体面上进行填筑平整时再进行彻底清除。当有较多超径石含量存在时, 可采用料斗对蓖条筛 (格筛) 或其他简单筛分装置实施设置, 从而发挥筛除的作用。或通过从高坡下料的方法, 导致粗细分离的方法使粗粒径清除。应直接采用控制爆破技术对粗粒径较大的过渡料进行开采, 对于较高质量要求且较细的反滤料而言, 垫层料可进行筛分、破碎及掺和工艺进行操作。在土石坝施工过程中, 从料场开挖至运输的整个环节中的各个工序, 都应由一个互相配套的程序进行机械化操作, 从而有一个完整的施工流程出现, 即综合性机械化施工流程。特别是对于大型土石坝工程中对综合机械化施工进行实现的, 则可以将施工水平和技术得到更好地提升, 有效地提升土石坝工程的建设速度。
2.3 处理坝基和岸坡
在清理坝基、岸坡及地基铺盖时, 应全部将坝基、铺盖地基以及岸坡上的草皮、树木、乱石、树根以及各种构筑物等清除干净, 并对水井、地道、泉眼、洞穴等实施认真处理, 运用人工清理的方法对坡面及局部松散浮渣进行清理, 运用低标号混凝土回填至粘上心墙范围内, 在其他低洼部分运用新鲜石渣进行分层回填。采用机械与人工清理相结合的方法, 运用分层回填压实, 碾压整个土质坝基填筑, 进一步使夯实的程度得到保障。
2.4 土料压实
作为土石坝施工质量的关键, 土石料的压实应被重点关注。将土石坝自身稳定的土料内部阻力及土料的防渗性能等因素进行维持, 随着土料密实度的增加, 土料内部阻力和防渗性能也会进一步提升, 结合土料的自身性质, 土料颗粒构成状况、含水量大小以及压实功能等与土料压实特性产生切实关系。土料颗粒的组成对压实效果产生影响, 颗粒越细, 则会有越大的空隙比, 因此有越大的含水量矿物分散度存在时, 压实难度则就逐渐提升。对压实效果产生的影响的另一主要因素则是土料的含水量。非粘性土的粘结力小, 摩擦力大, 则会有较小的压缩性存在, 但透水性大, 排水容易, 具有快速的压缩进程, 能够与压实要求得到较快满足。
2.5 填筑施工
1) 土石坝坝面施工的施工流程主要分为以下几方面:铺料、摊铺、洒水、压实及质检等工作。坝面施工有狭窄的工作面存在, 有较多的工种、工序及机械设备, 在施工过程中, 应妥善处理施工组织规划, 为了避免坝面施工产生的干扰, 延误施工进度, 在坝面施工中对流水作业施工进行操作。结合施工工序, 对流水作业施工工序进行坝面分段, 然后对相应专业施工队进行组织, 使各个工段施工得到依次展开。
2) 通常情况下, 在施工中运用平起填筑的方式进行施工, 该施工方法具有接缝、削坡、接坡等工序减少的优势, 使填筑质量得到保障;确保存在最大可能的堆石填筑面, 对大机械化施工产生便利;在继续填筑时有利于防渗料区施工道路的布置;对反滤料及过渡料进行运输的大型自卸车辆, 禁止从防渗料区穿过;使料界偏差与相邻料平起填筑时的跨缝碾压得到减少;坝体的施工强度得以均衡。在防渗土料和反滤过渡料的填筑关系上, 有先砂后土、先土后砂两种方式, 为了加快工程及大怒和控制边界, 通常对先砂后土施工进行运用。为了使渡汛及分期蓄水效益的提前发挥得到实现, 则要求在短时间内, 大坝施工能够对某一高程达到, 由于多方面因素造成的制约, 全断面填筑不会存在运用的可能性。一般对临时挡水断面填筑施工方法进行运用。在心墙部位无法实施填筑时, 只能对堆石料及临时断面进行填筑, 与多方面考虑因素相结合, 采用稳定性复核的方法开展临时断面的设计工作, 当填筑临时断面达到设计高度后, 即可对尾部坝料进行填筑。
3) 采用分层夯实填筑法开展土石坝施工时, 应首先控制每层土石的填筑厚度, 使其控制在10m~20m范围内。运用大能量夯击动力预压, 使土石料的密度得以提升, 进一步将土石料的变形消除, 对于完成夯击的土石方而言, 分层铺筑和夯实需要重新填筑土石层, 再实施重新夯击, 直到满足坝体需要的高度即可。控制每层土石填筑厚度和夯击动能, 有效提升坝体密度及坝料的强度和模量, 使工程施工作业量及工程造价有效降低, 最大程度上发挥土石料的密度, 完成填筑后则会出现坝体沉降减小的现象。
6) 结合部位施工
在对土石坝进行施工时, 不可避免坝体的防渗土料会结合地基、岸坡以及周围其他建筑的边界。根据施工导流、分期分段分层填筑、施工方法等要求, 必须对纵横向接坡和接缝进行设置, 在该结合部位会对整个坝体的稳定性及质量产生影响。若有过多接坡和接缝存在时, 还会直接影响整个坝体的填筑强度, 特别是对机械化施工产生影响。因此, 对于坝体结合部位施工而言, 一定应运用合理且可靠的技术措施, 同时应对质量管理与控制进行加强, 促使坝体的质量与预先的设计要求相符。
3 结论
总之, 在现代化水利工程建设中, 土石坝施工技术发挥着极为重要的作用, 随着社会经济的快速发展, 对建筑工程质量的要求也出现了较高提升, 而水利工程建设的必要性和重要性则更不必说。工程建设应严格根据水利工程建设的发展, 不断提升和完善土石坝施工技术。由于生活需要, 人们逐渐增强了水利建设的重视程度, 同时土石坝技术改进的成功与否也会对水利工程建设产生直接影响, 制约了土石坝施工技术的未来发展, 因此应全面综合进行分析。
摘要：作为我国较早出现且普遍运用的一种坝型, 土石坝对我国“洪涝灾害、干旱缺水”等水问题的解决发挥着重要作用。土石坝的运用存在较高的坝基地质要求, 就地取材、施工便利且节约材料等优势。随着大型高效施工机械设备的逐渐应用, 改进坝体防渗结构和材料, 使施工人员逐渐减少。由于施工工期的逐渐缩短, 施工费用的进一步降低, 促使土石坝的应用前景得到有效扩展。
关键词：水利工程,土石坝,施工技术,发展方向
参考文献
[1]郭强.水利工程中土石坝的施工技术探讨[J].黑龙江水利科技, 2013 (8) .
[2]张爱民.关于土石坝施工技术方案的深化应用[J].科技创新与应用, 2013 (24) .
土石坝水利水电工程 篇9
1 水利工程中土石坝的概念及工程优势
土石坝是水利工程建设中较常用的一种坝体形式, 由于其应用的原材料比较简单, 在我国的早期就已经进行了工程的运用, 经过几十年的实践与总结, 土石坝枢纽已经成为了我国水利工程中的主要挡水坝体之一, 在我国的水利工程建设中有着重要的应用价值。土石坝的原材料主要是土粒和砂石, 在我国广袤的土地中, 可谓是资源极其丰富, 工程中经过抛填、重型机器碾压和灌注等一系列作业后, 将土料和石料进行均匀的混合和压实, 再筑成挡水的最佳形状, 来实现水利坝体挡水的工程应用。土石坝经过多年来的工程实践后, 其施工技术和设计方案不断的创新, 面对不同的地理和水域环境, 能够很好的运用经验和技术进行科学的施工建设。
土石坝坝体在水利工程的建设中有着较多的优势。首先, 土石坝的原材料比较简单, 主要是土料和石料, 在工程的采取中比较方便, 甚至是在某些工程环境中可以就地取材, 减少工程运输的成本, 并且土石料的成本较低, 及时进行工程运输, 其坝体的建设成本也较低。其次, 土石坝的应用时间比较长, 经过多年来的工程实践和总结教训, 土石坝的工程建设已经形成了一套较完整的体系, 面对不同的施工环境能够分析出工程的重点和注意事项, 能够科学的进行方案设计, 对于施工人员, 由于多年来的工作经验较丰富, 专业知识和技能掌握运用的较多, 也保证了工程质量。最后, 经过近年来我国经济技术的不断发展, 信息化技术、大型设备机器的更新和科学技术的不断突破, 也在较大程度上影响了土石坝技术的革新, 使得土石坝枢纽建设能够更好的适应我国水利工程的现代需求。
2 水利工程土石坝枢纽设计前的基础工作
2.1 土石坝基本施工环境的调研
水利工程中土石坝的基本调研工作内容较多, 设计的专业性较强, 包括土质环境、水文环境和天气环境的调研工作等, 在具体信息采集中必须要进行科学、专业的技术操作, 保证土石坝前期准备工作的可靠性, 这对于后期方案的建立和预算管理等工程内容有着重要的作用。在附近的地理环境中, 有关工作人员要对施工地点进行细致的测绘工作。在绘制地形图的时候一定要对土石坝所在位置的地形进行实地勘察, 然后采用最合理的比例进行绘制。一般土石坝址的地形图比例在1∶500 或者1∶1000, 具体选择什么样的地形图比例要根据实际的要求来定。一般土石坝库区的地形图没有特定要求的比例, 小型水库一般以1∶1000 或1∶2000 居多, 中型水库一般以1∶5000 或1∶10000 居多。将工程区域的土壤、岩层的覆盖范围与地势进行工程描述和绘制, 分析坝体施工处的岩层地质结构, 土壤的疏松程度。水文环境信息的搜集工作专业性较强, 需要水文环境的专业人员进行实地的考察, 不仅要对水域中水的流速、温度、深度和下层泥浆的厚度进行精准的分析, 还要对水域环境中栖息物种的种类、分布, 物种的适宜生活环境进行调研, 以便后期建设中保证生态环境的稳定。另外, 还要对施工环境的大气变化, 空气湿度, 降雨量, 原材料在附近的供给情况, 附近田地和村庄的分布等进行信息采集工作, 为后期的方案设立提供充足的依据。
2.2 土石坝轴线是土石坝枢纽设计中的重点
土石坝轴线是坝顶上游面的垂直投影, 也就是绘图中的俯视图坝线, 土石坝轴线的确立能够影响工程建设中方案的建立和具体施工情况, 对于后期水利工程坝体的稳定性也有着重要的作用。在土石坝轴线的确立中要考虑到较多的因素, 两岸的山体厚度、河谷宽窄、土质结构和水域等相关情况。首先土石坝轴线的选择要在满足施工要求、施工操作的前提下, 尽可能选择在河谷较窄、方便建造泄水建筑物的地方, 土石坝岸两端的厚度要能够保证施工的安全性。其次在地质条件上, 要选择透水性较小的地基位置, 例如整块岩石、坚实的地层等。再次, 土石坝轴线的选择要保证水利工程土石坝枢纽施工的时候有足够的建筑材料。此外, 水利工程土石坝枢纽所需的泄洪洞、发电站等也要和土石坝施工同时进行而互不干扰。
3 水利工程土石坝枢纽设计要点
水利工程土石坝枢纽以土石坝为主体, 并包括泄洪建筑物、水电厂房、发电引水建筑物、排砂建筑物施工导流建筑物等。在设计水利工程土石坝枢纽的时候要合理布置土石坝枢纽, 选择好土石坝剖面和构造。
3.1 对水利工程中土石坝枢纽进行合理的布置
在水利工程枢纽中有水电厂房、泄洪厂房和开关厂房等建筑群, 在建筑布局上要结合当地的地理形势进行科学的规划, 由于每个厂房都有各自的功能, 相互之间也有紧密的联系, 要想发挥出整个水利工程枢纽的最大潜力, 合理的建筑物规划至关重要。在规划中不仅要将水利工程的经济效益进行最大化设计, 还要保持工程的持久运行, 将每个建筑的预算进行分析, 将多种方案进行优化对比, 不仅要有较高的实用价值, 还要有较低的工程预算, 更要保证施工过程的安全性。
3.2 泄洪建筑物和排砂建筑物的设计
水利工程建设中, 较大的一项用途就是防洪泄水, 以保证人们的生命财产安全。在防洪泄水中, 泄洪建筑物和排砂建筑物是土石坝枢纽中的主要泄洪渠道, 在泄洪建筑物的设计中要针对环境的水文情况进行合理设计, 既要利用当地的水流走向, 又要保证建筑物的稳固性, 对于水域下方泥沙较多的地势, 要进行泄洪建筑与排砂建筑物的综合利用, 防止泥土砂石堵塞建筑物, 造成泄洪困难和建筑物稳定性的损害。
3.3 土石坝剖面和构造的设计
水利工程土石坝坡的尺寸要综合考虑坝型、坝高、坝基材料的性质等因素来确定。一般来说, 常用的土石坝坡在1∶2-1∶4 之间。土石坝上下游边坡应根据坝面排水、检修、道路、稳定性等设置马道。土石坝顶的高程要根据正常运用的静水位与相应的超高位给以确定。正常运用下, 坝顶的高程应不低于静水位。土石坝顶的宽度要综合考虑构造、施工、运行、抗震等因素, 一般最小土石坝顶宽度在10m-15m之间。
4 结束语
水利工程土石坝枢纽的建设工作涉及到较多的影响因素, 相关工作人员要运用专业知识进行水文、地理和天气等环境的信息采集工作, 对土石坝前期的准备工作进行彻底落实, 保证工程设计和安全施工的顺利实施。在土石坝的轴线和相关建筑群要进行合理的安排, 用最少的工程预算设计最优的方案, 并对土石坝剖面和构造进行专业的计算, 进而从多方面把握工程要点, 保证水利工程土石坝枢纽的科学建设。
参考文献
[1]王明, 叶孝民.水利工程土石坝枢纽设计中的要点分析[J].江西建材, 2015 (4) .
土石坝工程质量监督分析 篇10
a.核查勘察、设计、施工和监理单位的密质等级及营业范围;b.认真查阅地质勘察资料和基础施工图, 重点了解地质结构和水文资料, 熟悉有关情况。c.检查经有关部门认可的土石坝工程施工组织设计的执行落实情况;d.重点应加强对强制性条文执行情况的检查;e.检查土石坝工程的几何尺寸和外观质量;f.参与土石坝工程质量事故的调查与处理;g.参加重要隐蔽工程和关键部位单元工程的验收签证;h.组织外观质量评定;i.对单位工程和重要分部工程的质量等级进行核定。
2 专项检查
2.1 碾压式土石坝
2.1.1 坝基处理。
(1) 检查坝基清理情况, 树木、草皮、树根、坟墓等杂物以及粉土、细砂、淤泥等是否已清除, 对水井、泉眼、地道、洞穴或风化石、残积物、滑坡体等是否按设计要求作了认真处理, 检查坝基清理记录。 (2) 检查坝基是否按要求进行开挖, 开挖时是否预留有足够的保护层, 断面形状、尺寸如何。 (3) 检查坝基岩石节理、型隙、断层或构造破碎带是否按设计要求进行了处理。
2.1.2 料场质量控制。
(1) 检查开采、坝料加工方法是否符合有关规定。 (2) 检查排水系统、防雨措施、负温施工措施是否完善。 (3) 检查坝料性质、含水量是否符合规定。
2.1.3 坝体 (料) 填筑。
(1) 均质土坝。a.检查基础开挖及处理施工记录和隐蔽工程验收记录。b.检查防渗铺盖和均质坝地基是否按规定和设计要求进行处理。c.检查与均质土坝接合的岩面和混凝土面的处理情况。d.检查上下层铺土之间的结合面处理, 以及接缝和与边坡及岸坡结合面的处理是否符合设计要求和有关规定。e.检查土坝土料的粘粒含量、含水量、土块直径等是否符合设计要求和有关规定。f.检查卸料、铺料以及铺土厚度等是否满足设计要求和有关检查是否按要求做了碾压试验, 查阅碾压试验记录及其试验报告。h.检查碾压机具的数量。 (2) 砂砾坝。a.检查填坝砂砾料的颗粒级配、砾石含量、含泥量等是否满足规范规定和设计要求。b.检查卸料及铺料情况, 铺料厚度和断面尺寸是否符合要求。c.检查是否按碾压试验确定的压实参数进行施工。d.检查分层验收签证情况。e.检查填筑体纵横向结合部位及其与岸坡接合部位的处理情况。f.查阅干容重试验记录、检查试验结果和检测数量是否满足规定要求。 (3) 堆石坝。a.检查填坝材料的级配、软颗粒含量、含泥量等指标是否符合设计要求和有关规定。b.检查是否按碾压试验确定的压实参数进行施工。c.检查过渡区、主堆石区的铺筑厚度、超径、含泥量和洒水量等是否符合设计要求和规范规定。d.检查堆填区与岸坡接合部的处理情况。e.检查压实厚度情况和干密度检测数量及结果是否符合设计要求和规范规定。
2.1.4 细部工程。
(1) 反滤工程。a.检查反滤工程的基面处理是否符合设计要求和有关规定。b.检查反滤料的粒径、级配、含泥量、硬度、抗冻性和渗透系数是否符合设计要求, 检查施工记录和料场验收资料与试验报告。c.检查反滤层的碾压情况, 是否严格控制其压实参数。d.检查反滤层的结构层次、层间系数、铺筑位置和厚度是否符合设计要求。e.检查反滤层的铺筑方式、施工顺序等是否符合设计要求和有关规定。 (2) 垫层工程。a.检查垫层的级配、粒径、含泥量及垫层的铺设厚度、铺设方法是否符合设计要求和有关规定。b.检查垫层的压实情况是否符合设计要求和级配规定。c.检查垫层接缝处的处理情况是否符合有关规定。d.检查垫层干密度检测结果和检测数量是否符合设计要求和有关规定。 (3) 排水工程。a.检查排水设施的布置位置、断面尺寸以及排水设施所用石料的软化系数、抗冻性、抗压强度和几何尺寸是否符合设计要求。b.检查排水设施的渗透系数或排水能力是否符合设计要求、查阅试验记录。c.检查排水设施的基底处理情况, 滤孔和接头部位的反滤层、减压井的回填以及其他排水设施的施工作业情况。d.检查减压井是否按设计和规范要求安设和施工。e.检查排水设施的堆石或砌石体的质量是否符合设计要求和有关规定。f.检查排水设施的铺筑厚度和断面尺寸是否符合设计要求和有关规定。g.检查排水设施的干密度试验资料是否满足有关规定。
2.2 土石坝防渗体
2.2.1 土质防渗体。
(1) 检查基础开挖和处理以及上下层结合面的处理是否满足有关规定和设计要求; (2) 检查防渗体填筑的卸料及铺填是否满足设计要求和有关规定; (3) 检查防渗体的压实质量是否满足有关规定和设计要求; (4) 检查接缝处理情况是否符合有关规定。
2.2.2 混凝土面板。
(1) 基面清理。a.检查趾板基础清理和垫层治理是否符合规定的要求。b.检查趾板基础、垫层防护层是否按要求进行了验收。 (2) 模板。检查面板侧模、趾板模板的平整度、刚度及安装质量是否符合要求。检查钢筋的制作及安装质量是否符合有关规定。 (3) 止水反分缝。a.检查用作止水及分缝的材料品质和型号是否符合设计要求和有关规定, 查阅材质试验报告及出厂证明资料。b.检查止水材料的安装位置是否准确、可靠, 连接的施工工艺和施工方法是否满足要求, 必要时应经试验论证。c.检查分缝表面处理及表面嵌缝材料施工工艺是否符合设计要求和有关规定。
2.3 浆砌石坝
2.3.1 砂、砾 (碎石) 、石料的规格与要求。
(1) 检查砂、砾 (碎石) 、石料料场的分布是否便于施工运输, 储量是否满足施工需要; (2) 检查砂浆和混凝土用砂的质量是否符合设计要求和规范规定, 查阅砂的试验报告。 (3) 检查混凝土所用砾石 (碎石) 的质量是否符合设计要求和有关规定, 查阅砾石 (碎石) 试验报告。 (4) 检查砌坝用的粗料石、块石或毛石的质量是否符合设计要求和有关规定。
2.3.2 胶结材料及其配合比、拌和与运输。
(1) 检查坝体不同部位使用水泥的品种及其质量是否符合设计要求和有关规定。查阅水泥复检报告。 (2) 检查浆砌石坝的水泥砂浆、混凝土和混合水泥砂浆等胶结材料的配合比试验资料, 查阅配合比试验报告。
2.3.3 对泥浆的质量要求。
(1) 检查配制泥浆材料的物理、化学性能指标是否符合规定要求, 查阅材料品质试验资料。 (2) 检查泥浆的性能指标是否符合有关规定。查阅泥浆配合比试验等有关资料。 (3) 检查配制泥浆的施工工艺及所用处理剂材料的品质是否符合设计要求和有关规定, 查阅工艺评审报告及有关的试验资料。
2.3.4 混凝土浇筑。
(1) 检查用于混凝土的水泥、骨料、水、掺合料及外加例的质量是否符合设计要求和有关规定。 (2) 检查混凝土配合比是否经过试验论证, 其各项性能指标是否符合设计要求和有关规定。 (3) 检查混凝土的运输、平仓、振捣以及施工等是否满足设计要求和有关规定。
摘要：质量控制和检查是土石坝施工中极重要的一环, 它应贯穿于各施工环节及施工全过程。在水利工程的大坝施工中为保证施工质量, 结合施工技术要求和土石坝的体形特点, 从各个环节进行严格控制, 充分利用目前施工的各项先进技术, 保证工程质量。
关键词：土石坝工程,质量监督,分析
参考文献
[1]鲲鹏.土石坝工程的施工技术与质量控制程[J].水利技术监督, 2007 (2) .
水利工程中土石坝坝坡稳定分析 篇11
【关键词】土石坝；水利工程；失稳；坝坡
近年来，随着我国社会经济的发展，我国水利工程施工建设也迈上了新的台阶。自从改革开放至今，水利工程在整个国民经济发展中做出了重大贡献，为建设中国特色社会主义提供了坚强有力的基础支持。同样，因为水利工程对我国社会经济发展的重要性，水利工程的施工建设理念和施工技术、施工材料的发展也极为迅速，截至目前已经形成了许多不同的施工理念、施工技术和施工材料，为水利事业的良好发展打下坚实的技术与物质基础，同时也引发了人们对现代化水利工程施工建设质量的思考。坝坡稳定性作为水利工程施工中最受关注的问题之一，它是否合理直接关系到水利事业的顺利发展，决定着整个水利工程功能的发挥，甚至是影响到周围居民的生命财产安全。为此在这里我们就以水利工程土石坝坝坡稳定性进行研究和分析。
1.土石坝概述
我国的水利工程在建国以来可谓是一派向荣，大批的水利施工建设项目在半个世纪里纷纷上马，为我国社会经济的发展做出了重大贡献，为社会主义现代化建设提供了坚强有力的后盾支持。同样，我国水利工程建设在国家发展中起到重大作用的同时，有关施工技术的发展也非常的迅速，极大的推动着水利工程建设工作的开展，保障着工程施工质量和效率。土石坝在这种社会背景下也得到了人们高度重视，迎来了建设新高潮。
1.1土石坝概念
土石坝可谓是当今水利事业中最为常见的坝体结构之一，也是水利工程中主要的基础设施。在其施工建设的过程中主要是通过采用石料、土料、混合料等材料，通过抛填、碾压、灌注等方式砌筑形成的一种挡水建筑物。在施工的过程中，当坝体材料以土料、石料为主的时候，称之为土坝，如果是以石渣、卵石、爆破碎石为主的时候，其称之为堆石坝。当两者相差无几的时候则又被称之为土石混合坝。就土石坝结构的施工进行分析，其可谓是历史悠久的一种坝体结构，但是在我国其发展巅峰时期可谓是从上个世纪中期开始的，当时受到我国社会经济发展趋势的影响，一大批的土石坝结构涌现而出，为社会经济的发展做出了重大贡献。
1.2土石坝施工优势
近些年来，土石坝工程施工技术一直深受着业内人士的重视，无论是在工程施工理念还是施工技术上，都取得了显著的成绩，为土石坝工程建设打下坚实的理论基础。在当今的社会经济发展中，土石坝以其施工简单、取材方便、施工成本低、施工设施方便的优势受到各地施工单位的关注和重视，但是同时因为其大多都是就地取材进行建设的，因此坝体结构整体性不佳，受到长期的水流冲刷极容易产生各种工程质量问题核事故，从而给社会发展造成影响，甚至引发严重的安全事故。为此做好土石坝施工管理控制至关重要，也是未来经济发展的必然趋势。
2.土石坝边坡问题分析
根据有关数据统计，我国几乎所有的土石坝都存在着严重的坝体失稳现象，根据有关数据统计，这一现象随着社会经济的发展和时间的推迟还在进一步的加大和促进。
2.1水利工程中土石坝坝坡失稳的危害
在水利工程过程中，坝体的结构意味着整体的陡坡的结构，而一旦坝坡出现问题，整个工程的质量会受到影响，后果很严重。而且土石坝的滑坡对于山脚下的居民的基本生活也会有一定的影响，而且会影响到房屋的公路和桥梁等一些设施，特别是在结构破坏的情况下，会造成交通事故，导致交通中断和人员的伤亡。因此，坝坡失稳会使大量的石料进入地下水，当地下水达到一定程度后，会引起堤坝的危险，甚至给下游的百姓带来损坏，因此，在加强堤坝结构的过程中，做好相应数据的分析，同时根据技术人员的方法，合理的加固，是解决滑坡的重要方式和方法。
2.2土石坝坝坡失稳滑坡的原因分析
关于土石坝滑坡产生的原因主要是当堤坝失稳的过程中，会产生一定的滑坡现象，总结起来，主要有自然和人为两种因素，在一种或两种因素的共同作用下，会给社会带来一定的影响，具体来说，主要有以下几个方面：
2.2.1内部因素
关于土石坝内部的结构方面，这是土石坝的内部因素，其结构的松散会造成坝体的抗风和抗震能力的降低，同时使得水位下降，坝体在岩石和土体的作用下会形成一定的不连续状态，由于坝体过于陡峭，会使得地下水对岩石造成一定的软化作用，造成坝体滑坡。
2.2.2人为因素
人类工程活动的频繁是引起土石坝滑坡的重要因素，如开挖坡脚，修建铁公路、依坝建房、建厂等工程，常常因使坝体下部失去支撑而发生下滑。蓄水、排水均易使水流渗入坡体，加大孔隙水压力，软化岩、土体，增大坝体容重，从而促使或诱发土石坝滑坡的发生。在运行管理方面，放水时库水位降落太快，使上游坝体的孔隙水下降速度远跟不上库水位，形成很大的孔隙水压力而造成滑坡。
3.坝坡失稳的防治
由于土石坝坝坡失稳会产生严重的危害，因此，必须加强对土石的维护管理，提高对土石坝稳定性的检测技术，加大检查力度，以便及时发现坝坡失稳，提早防治，将坝坡失稳带来的危害降低到最小。以下几点建议是笔者结合实地考察、资料研究和自身经验得出的解决土石坝坝坡失稳问题的对策，以供同行参考借鉴。
（1）对于已建水库，要结合原始的坝体和坝基物理力学指标、施工、筑坝土料控制、碾压质量、接缝处理等综合分析，选取可靠的计算参数，条件允许时可进行现场取样试验，取得物理力学指标作为计算参数，作为坝坡稳定安全复合时的设计指标。了解库区已有滑坡和崩塌的地点，不同岩层特别是软弱泥质岩层的发布，查明附近有无断层、断裂。以利于根据实际情况采取相应措施进行处理整治。
（2）研究重点区的地质情况，预测可能滑坡的地点和规模。对可能滑坡的库岸，通过钻孔了解滑体的厚度和滑动面的位置，确定滑动面抗剪强度。然后结合地质、地貌分析，确定若干滑动面，并进行岸坡的稳定计算和模型试验，以论证岸坡是否稳定，并对可能滑动地段估算其滑落体积。
（3）修筑支挡工程。若土石坝在修建时使坝体的上半部分结构体积较大而坝基部分体积较小时，易使坝坡失稳，产生滑坡，这种情况下可以采用削坡减重的方法，使土石坝的重心降低，提高坝坡稳定性。而当因失去支撑而滑动较快的滑坡，可采用修筑支挡工程的办法，增加滑坡的重力平衡条件，使滑体迅速恢复稳定。
（4）改善滑动带的土石性质。一般采用焙烧法、爆破灌浆法等物理化学方法对滑坡进行整治。由于滑坡成因复杂，影响因素多，因此需要上述几种方法同时使用，综合治理，方能达到目的。通过一定的工程技术措施，改善边坡岩土体的力学强度，提高其抗滑力，减小滑动力。
4.结语
总而言之，土石坝是我国水利工程的重要的堤坝形式，同时保证堤坝的稳定性对于我国的经济效益和社会效益具有重要的意义，因此，保证堤坝的稳定性，可以保证人民群众的安全，解决堤坝滑坡现象，对技术人员进行管理和防范，降低堤坝失事现象的发生。
【参考文献】
[1]刘圣尧，沈孔成，张炜，等.渗流作用下土石坝稳定性分析叨.中国水运（下半月），2009（1）.
[2]彭学彬.大坝稳定性分析方法与应用实例叨.中国西部科技，2009（4）.
土石坝除险加固工程渗流分析 篇12
渗流是影响土石坝安全运行的1个重要因素,发生的众多工程安全问题中有很大一部分是由于渗流引起的,所以正确地进行渗流分析是解决好岩土工程设计的一项重要工作。
2001年以来,随着国家对病险水库除险加固的重视,国家和各级地方政府陆续投入大量资金,对病险水库进行大规模的除险加固。各水利科研部门、施工单位对大坝防渗能力薄弱的问题也进行了深入研究,并推出许多处理方法和施工工艺,如粘土套井回填、大坝土工膜防渗处理、劈裂灌浆防渗、混凝土防渗墙等以降低大坝的浸润线和出逸坡降,从而保证大坝的渗透稳定。
2003年以来,浙江省全面贯彻落实“千库保安”工作部署,积极推进水库除险加固和标准化建设。设计中,多数水库采用了防渗墙加固方案。设计时,一般要求防渗墙入岩(或深入相对不透水层)深度为0.5～1.0 m,但在施工过程中,往往对入岩面判定不清,施工记录比较模糊,这就可能造成防渗墙入岩深度不足甚至有可能根本未入岩,由此使防渗墙底部与岩基(或相对不透水层)之间,仍留有1层渗流薄弱环节,从而违背了设计的初衷。本文依托浙江省通济桥水库除险加固工程,根据数值计算结合监测系统测值进行分析,以检验设计施工效果。
1 工程概况
通济桥水库位于钱塘江支流浦阳江上游,坝址以上流域面积104.5 km2,主流长17.7 km。水库正常蓄水位108.60 m(985国家高程基准,下同),总库容8 097万m3,电站装机容量1.76 MW,设计年发电量为400万kW·h,是1座以防洪、灌溉为主,结合发电等综合利用的重要中型水利工程。
原大坝为粘土心墙砂壳坝,除险加固前,存在的主要问题是大坝心墙不满足规范要求,需进行防渗处理。针对工程特点,采取在坝顶防浪墙下游距坝轴线1.0 m处设置1道厚0.8 m的塑性混凝土防渗墙,防渗墙入岩深度为0.5 m,防渗墙2岸设岸墙,防渗墙及岸墙以上设C20混凝土头墙。防渗墙头墙与坝顶防浪墙连接,对防渗墙、2岸岸墙及坝头基础进行帷幕灌浆处理,形成封闭的防渗系统。
2 计算原理及模型
为了检验设计方案在防渗方面的合理性,根据工程设计及勘察资料,建立三维有限元模型进行模拟计算。
2.1 基本方程
在符合达西定律的各向异性的连续介质中的三维空间稳定渗流,应满足下列渗流的基本微分方程:
式中:Kx,Ky,Kz分别为渗流介质在x,y,z方向的渗透系数;O为单位边界表面的流出或流出量;y为计算点的纵坐标高度;H为水头函数。
2.2 边界条件
水头边界条件为:H|Г1=H1(x,y,z,t)(2)
流量边界为:
式中:Γ1为上下游及渗出面边界之和;Γ2为不透水边界;n为Γ2的外法线方向;Kn为n方向的渗透系数;t为时间。
对于无压渗流的自由面边界除应满足式(3)外,还需满足:H=y。
2.3 计算模型及参数
由施工设计阶段提供的大坝地质资料,结合施工设计中拦河坝断面的相关尺寸选取了K0+100～K0+250区域,运用GEO-Studio软件建立三维数值计算模型,计算工况为正常蓄水位时的稳定渗流情况。各土层材料的渗透性系数如表1所示,计算网格图如图1所示。
注:各材料计算参数值均取自设计施工勘测报告
3 计算结果分析
通过GEO-Studio的SLOPE-3D模块计算得到混凝土防渗墙施工后坝体的理论渗流场水头分布,分布云图如图2所示,模型切面渗流场水头、水压力等值线图如图3所示。
大坝除险加固前,拦河坝心墙粘土属高分散性土,填筑质量差,渗透系数低于规范要求,尤其是0+110～0+240坝段高程92～108 m范围,粘土心墙渗透系数远低于规范要求,部分测压管水位与库水位同步性好,没有明显滞后时间,且管内水位与库水位十分接近,近年来测压管的时效分量呈上升趋势,可能存在渗透变形;坝基粘土截水槽底宽仅为4 m,槽底最大接触渗透比降达8.5,远超过其允许值,加之截水墙土料属分散性土,坝基砂砾石为管涌土,接触面无反虑层保护,难以保证渗流稳定。
经模拟计算后,从计算结果可以看出采用防渗墙除险加固措施后,理论上坝体浸润线有明显下降,大坝安全性得到提高,坝体渗漏问题得以解决,加固后单宽渗流量理论值为4.25 cm3/s,且计算结果表明不会产生接触冲刷等渗流破坏问题。
4 原型观测结果分析
大坝除险加固时,布置1套DG-2005型智能分布式大坝安全监测系统,分别在坝0+075,0+145及0+235设置了3个渗流原型观测断面。每个断面分别在坝轴线上游0+010.0,0+002.5 m,坝轴线下游侧0+002.5,0+010.0,0+032.5 m及下游1级马道0+064.5 m这6个位置共埋设了11只渗压计,用以观测坝体的渗流情况,布置剖面示意图如图4所示。
2007年1月至2009年3月,利用MCU-2M型智能采集模块对工程施工期及运行期进行了自动观测,其中某日坝体实测浸润线如图5所示,坝体渗流观测资料整理结果如图6所示。
从图5可以看出,实测浸润线与理论计算值有所差别,主要反映在:墙后实测总水头比理论值高出约10 m,防渗墙对坝体水头削弱程度与设计预想有较大出入;观测断面处,防渗墙下游侧土体,特别是坝体填筑砂壤土起到了一定的防渗作用,浸润线形态比模型计算结果陡一些;坝脚逸出点高程实测为78.3 m左右,比模型计算值高出2.0 m左右。
从图6各曲线可以看出:防渗墙上游侧各测点水头(如G1-4)与库水位的相关性较好,而下游侧应测位置的测点的水头与库水位的相关性相对较弱,各测点之间的水头差在14～15 m之间,说明防渗墙起到一定的防渗作用,但是墙上下游各对应位置测点的水头历时曲线显示出它们之间的相关性相当高,特别是如G2-5与G2-8这2点,水头升降步调一致,且无滞后性,说明2点之间具有较好的连通通道,即防渗墙底部可能存在薄弱环节。日后对这些测点应加强观测,防止产生接触渗流破坏。
5 观测结果反演计算
根据某日实测浸润线,采用同样的计算模型,计算边界条件为:上游固定水头边界,下游侧各测点埋设位置水头已知,假定混凝土防渗墙与坝基存在一薄弱层,厚度为10 cm,则可根据定解条件反算得到该薄弱层的渗透性系数K。
计算得到的大坝水头及渗透比降分布如图7所示。薄弱层的K值为3.2×10-5 cm/s,接触带最大渗透比降为0.57。
6 结语
通过现场原型观测数据与三维理论数值模型计算结果对比分析,得出除险加固后,防渗墙起到了一定的防渗作用,但可能由于部分槽段所处的基岩较破碎或槽段中局部成渣较多但没得到有效处理,导致防渗墙防渗效果有一定程度地削弱,大坝实测浸润线比设计预想要高。
实际上在防渗墙施工过程中,一般采用冲击钻进等方式造孔,对基岩面不容易判定,极易造成防渗墙入岩深度不足甚至有可能根本未入岩,从而在防渗墙底部与岩基之间留有渗流薄弱夹层。因此,防渗墙施工中,要保证墙体的连续与完整,特别要处理好墙体与墙体之间的搭接及墙体与坝基的衔接。同时要提高现场施工地质人员对基岩面的判定经验。
参考文献
[1]顾慰慈.渗流计算原理及应用[M].北京:中国建材工业出版社,2002:45-50.
[2]毛昶熙.渗流数值计算与程序应用[M].南京:河海大学出版社,1999:72-76.
[3]杜延龄,许国安.渗流分析的有限元法与电网络法[M].北京:水利电力出版社,1992:32-50.