土石坝技术（共11篇）
土石坝技术 篇1
摘要：土石坝因以土石为主要施工原料而得名, 具有造价低廉、结构简单、施工简单等显著特点。土石坝被广泛的应用到我国的水利工程之中, 本文以土石坝的施工工艺为介绍内容进行了具体的阐述。
关键词：土石坝,显著特点,施工工艺
所谓土石坝泛指由土料、石料或混合料, 经过抛填、辗压等方法堆筑成的挡水坝。以土和砂砾为主充当坝体材料的水坝称为土坝、以石渣、卵石、爆破石料为主要材料的水坝, 称堆石坝, 若两类当地材料均占相当比例时, 称土石混合坝。与其他水坝相比土石坝施工具有就地取材、机构简单、对坝基地质条件要求不高、便于施工、节约三材等优点。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, 为土石坝的发展开辟了广阔前景。土石坝被广泛的应用到国内外的水坝建设中, 中低坝与兴建的高土石坝都越来越多的运用土石坝施工工艺。自上世纪70代开始, 世界各国兴建的土石坝无论数量上还是高度上, 都超过了混凝土坝;特别是近20年来, 混凝土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型, 更是使土石坝施工工艺更具竞争性。
1 土石坝的分类
根据施工方法的不同, 土石坝可分为:充填式土石坝、碾压式土石坝、定向爆破堆石坝和水中填土坝等, 其中以碾压式土石坝被广泛采用。
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。
根据土石坝坝高的不同, 土石坝可分为:低坝、中坝和高坝。低坝高度小于30m, 中坝高度在30-70m之间, 高坝高度大于70m。
2 土石坝的优点和缺点
2.1 土石坝的优点
土石坝施工过程中就地取材, 以土石为主要原材料, 充分节省了钢材﹑水泥﹑木材等建筑材料的使用, 进而减少了施工过程中的远途运输费用。结构简单, 便于维修、加高和扩建。坝身是土石散粒体结构, 有较强的适应变形的性能, 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, 施工周期短。
2.2 土石坝的缺点
坝顶不具有溢洪功能, 一般要另设溢洪道 (洞) ;在施工导流方面不如砼坝或浆砌石方便;粘性土料的填筑受气候影响较大;沉陷和不均匀沉陷大。
3 土石坝施工工艺技术
3.1 料场布置
在土石坝施工过程中料场的规划与使用对坝体的施工质量、工期和工程投资, 工程的生态环境和国民经济其他部门都会产生重要的影响, 所以必须科学合理的规划料场布置, 施工的前期准备工作, 应从空间、时间、质与量等方面进行全面规划。
所谓料场的空间规划, 是指对料场的位置与高程进行恰当的选择、合理布置。时间规划是指, 料场布置要充分的考虑到施工强度与坝体填筑部位的变化情况。质与量的规划, 是指料场的选址要对地质成因、产状、埋深、储量以及各种物理力学指标具有全面的把握。料场的布置要充分的满足料场总储量满足坝体总方量的要求, 和施工各个阶段最大上坝强度的要求。料尽其用, 充分利用永久和临时建筑物基础开挖碴料。
3.2 土石料加工
第一, 土料加工。清除表层及不合格料后的上山料场的土料均可上坝填筑, 但由于粘土颗粒小, 比表面积大, 亲水性强, 水对土料工程性能影响大, 填筑压实有最佳状态的最优含水率问题, 鉴于有此特点, 要求对土料的含水率进行控制, 必要时按规范进行水份调节处理, 保证在填筑压实时含水率在最优含水率±2%左右为合格料。调整土料含水量有两种方法:一是将自然蒸发、烘烤、掺料、翻晒等方法运用到挖装运卸中, 来降低土料含水量。二是通过在料场加水, 料堆加水, 在开挖、装料、运输过程中加水的方法来提高土料含水量。一般在超径石含量不多的砾质土中, 常用装耙的堆土机先在料场中初步清除, 然后在坝体填筑面上进行填筑平整时再作进一步清除;当超径石的含量较多时, 可用料斗加设蓖条筛 (格筛) 或其他简单筛分装置加以筛除, 还可采用从高坡下料, 造成粗细分离的方法清除粗粒径。粗粒径较大的过渡料宜直接采用控制爆破技术开采, 对于较细的、质量要求高的反滤料, 垫层料则可用破碎、筛分、掺和工艺加工。
第二, 砂砾石料和堆石料开采。砂砾石料开采因开采位置的不同分为陆上开采和水下开采两种方法。块石料开采:结合建筑物开挖或由石料场开采, 开采的布置要形成多工作面流水作业方式。开采方法一般采用深孔梯段爆破, 特定目的使用洞室爆破。超径处理:超径块石料的处理方法主要有浅孔爆破法和机械破碎法两种。
第三, 土石料开挖运输。运用相互配套的的工程机械完成了从料场的开挖、运输, 到坝面的平料和压实等土石坝施工的各项工序。这种一站式的施工工艺流程被称之为综合机械化施工。在大中型土石坝, 尤其在高土石坝中, 实现综合机械化施工, 对提高施工技术和机械化水平, 加快上石坝工程建设速度, 具有十分重要的意义。土石坝施工中开挖运输方案主要有以下几种:
(1) 正向铲开挖, 自卸汽车运输上坝。 (2) 正向铲开挖、胶带机运输。 (3) 斗轮式挖掘机开挖, 胶带机运输, 转自卸汽车上坝。 (4) 采砂船开挖, 有轨机车运输, 转胶带机上坝。在多种坝料开挖运输方案的选择上要充分结合工程施工的具体条件, 使机械利用率充分发挥, 减少坝料的转运次数, 各种坝料铺筑方法及设备应尽量一致, 减少辅助设施, 充分利用地形条件, 统筹规划和布置。
3.3 填筑施工
第一, 土石坝坝面作业施工程序包括铺料、摊铺、洒水、压实、质检等工作。坝面作业具有工作面狭窄, 工种多, 工序多, 机械设备多的特点, 所以阻碍施工时需有妥善的制定施工组织规划。土石坝的坝面作业一般采用流水线施工方式, 这样可以有效避免因坝面作业特点对坝面施工中的干扰, 保障施工进度。流水作业施工组织应先按施工工序数目对坝面分段, 然后组织相应专业施工队依次进入各工段施工。
第二, 施工中一般采用平起填筑施工, 平起施工具有减少了接缝、接坡、削坡等工序, 保证了填筑质量的优势。平起施工尽可能大的堆石填筑面, 便于开展大机械化的施工。与此同时它还有利于继续填筑时布置进入防渗料区的施工道路, 运输反滤料及过渡料的大型自卸汽车不横穿防渗料区;有利于减小料界偏差和相邻料平起填筑时的跨缝碾压和均衡坝体的施工强度的作用, 在防渗土料与反滤过渡料的填筑关系上, 有先土后砂及先砂后土两种作法, 为加快施工进度及控制边界, 一般均采用先砂后土施工。
第三, 对土石坝进行分层强夯填筑, 应将每层土石填筑厚度控制在10m-20m之间;采用大能量的夯击动力预压, 提高土石料的密度, 消除土石料的变形;分层铺筑分层夯实, 在夯击后的土石层中填筑新的土石层, 再进行新的夯击, 直至达到坝体需要的高度。控制每层土石填筑厚度与采用夯击动力的能量, 使坝体密度、坝料的强度和模量显著提高, 施工工程量和工程造价大大降低, 使土石料的密度达到最大, 填筑完成后坝体的沉降明显减少。
4 结语
土石坝施工技术被广泛的运用到水利工程建设中, 在土石坝的施工过程中, 应认真参照有关执行规程规章的的具体内容, 采用科学合理的施工方法与技术, 在满足使用要求的同时尽量做到节约材料降低造价
参考文献
[1]应忠卿, 吴连生.SJ4-500型深搅钻机的技术性能、施工工艺及生产试验情况简介[J].地质装备, 2001, (03) .
[2]张正禄.工程的变形分析与预报方法研究进展[J].测绘信息与工程, 2002, (05) .
土石坝技术 篇2
选定总体监测方案、观测项目及仪器设备;绘制监测系统布置图、施工详图;编写设计说明书、观测技术要求;编制监测设备清单和监测系统的工程概预算书，
2、仪器设备埋设安装
仪器设备的检验、率定及配套;按设计图纸施工;做好施工纪录，填写考证标;绘制竣工图，
3、现场巡查和观测
严格按规范及管理制度的规定，定时到现场进行巡视检查和仪器观测并做好记录。
4、资料整理与分析
土石坝技术 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）.
土石坝技术 篇4
土石坝的加固方法, 一般可按土石坝加固的原因可主要分为:渗透破坏、裂缝、滑坡、地震震害与液化等加固方法。本文就上述几类土石坝的加固技术, 分别结合现今研究实例, 进行了归纳和综述。
1 防渗加固方法
1.1 混凝土防渗墙
混凝土防渗墙可以适应各种不同材料的坝体和复杂的地基条件。墙的两端能与岸坡防渗设施或岸边基岩相连接, 墙的底部可嵌入弱风化基岩内一定深度, 只要严格控制施工质量, 可以达到彻底截断渗透水流的目的。该方法适用于砂卵石、漂石、大孤石、粘性土层。
早在70年代, 国外对塑性混凝土作了大量试验研究, 并已应用到险坝加固、坝基防渗和土石围堰防渗中。如英国BaederHead坝, 坝高55m, 为心墙堆石坝, 解决了心墙漏水的问题。
2006年, 浙江省水利水电勘测设计院尉高洋研究发现, 低弹模混凝土防渗墙不仅具有适应土坝变形的能力, 还具有较高的强度和抗渗能力, 同时还具有较强的抗溶蚀性和耐久性, 值得在大坝加工工程中推广应用。
1.2 高压喷射灌浆防渗
高压喷射灌浆的原理是用高压水、气或浆切割地层, 灌注水泥浆, 升扬和置换土层中部分细粒土, 根据需要形成柱、板、墙或它们的结合体。该方法适用于软弱土层, 墙深在20m以下。
2004年, 张宗媛等在研究火甲水库主坝时, 采用高压喷射灌浆, 营造混凝土防渗墙, 并结合土工织物铺设防渗堵漏, 取得了较满意的防渗堵漏效果。
1.3 劈裂灌浆防渗
劈裂灌浆防渗, 是应用高压浆液对堤身土体挤压劈裂, 劈裂缝先由低部展开, 浆液不断充填缝隙和空隙;随着低部土体的挤压密实, 劈裂缝逐渐向上和沿堤身轴线两侧延展, 浆液不断充填密实, 直至堤顶出现裂缝冒浆。至此就完成了劈裂灌浆的一次灌浆, 浆液经过一定时间的排水固结后, 重复上述步骤, 直至预定的灌浆次数, 即可终止灌浆。
2008年, 张志刚结合某工程实例, 对劈裂式帷幕灌浆法在某库坝防渗加固工程中的设计进行了研究和设计, 该水库主坝的渗漏窨潮现象消失。证实了劈裂式帷幕灌浆法满足了设计要求, 在该水库主坝渗漏加固中应用效果良好。
1.4 冲抓套井粘土回填防渗墙
冲抓套井回填施工简单, 操作方便, 形成的防渗墙厚, 质量直观可靠, 使用寿命长, 效果十分显著。套井回填粘土处理适用于粘性土层, 墙深20m以下。70年代初由浙江省温岭县在处理险坝中首创, 至今已有几百座水库和相当长度堤防采用此法处理渗漏, 并逐步推广到江西、湖南、四川等10多个省。
2007年, 安徽省淠史杭灌区管理总局张汉杰, 采用冲抓回填土处理霍邱县龙潭水库大坝后, 坝基渗漏已经得到全面控制, 经检测, 渗透系数满足设计要求。
1.5 倒挂井防渗墙
倒挂井法技术是在坝顶开挖明槽, 槽内浇筑直槽开口的混凝土锁梁, 梁下修建混凝土倒挂井, 即先逐层向下开挖、立模、浇筑混凝土倒挂井壁, 直至挖至基岩 (或不透水层) , 清除风化岩石、凿毛清洗干净后, 由下向上逐层回填浇筑防渗墙混凝土或黏土, 形成整体混凝土 (或黏土) 防渗墙。这种方法不需要大型设备和专业队伍, 易于推行。
2003年, 马龙县水利水电勘察设计研究所应用倒挂井人工挖孔处理输水涵洞 (坝下理管) 漏水的方法, 不但达到了加固设计目的, 而且漏水己断流, 具有较好的经济性和实用价值, 值得类似工程借鉴。
1.6 土工合成材料防渗
土工合成材料是以煤、石油、天然气等作为起始原料, 经过化学加工而成为高分子化合物, 再经过机械加工制成的合成纤维。其具有突出的优点:重量轻;整体连续性好 (可作为较大面积的整体) ;施工简单方便、快捷、见效快;抗拉强度较高, 耐腐蚀性和抗微生侵蚀性好, 运输方便等特点。
大连市森林动物园水库, 针对坝坡护面的损坏问题, 选用两面为200g/m2无纺土工布, 中间为0.3mm厚塑料薄膜的复合土工膜整个坝坡面全面覆盖, 再在坝坡复合土工膜上由下向上, 由左 (右) 向右 (左) 铺放上可现场预制的土工绳索联锁块体。峻工运行后, 坝坡防冲效果较好。
1.7 射水造孔浇筑混凝土防渗墙
射水造墙法是我国科研人员为施工江河堤防隐蔽工程而开发出的一项新技术, 近年来广泛用于国内的大江、大河、大湖重要堤防的综合治理工程, 主要用于垂直防渗墙的成槽施工。由于具有施工成本低、进度快、工艺适应性广、防渗效果好的特点而得到了水利等部门的大力推广。
2000年, 江西省宜春地区水利电力局杨运广, 结合江西省樟树市赣东大堤祖孙洲险段工程, 介绍射水造墙法在圩堤防渗工程中的成墙原理、施工方法、成功经验及施工中应注意的问题, 表明射水造墙法应用前景广阔。
1.8 岩溶帷幕灌浆防渗
在闸坝的岩石或砂砾石地基中, 采用灌浆建造防渗帷幕。帷幕顶部与混凝土闸底板或坝体连接, 底部深入相对不透水岩层一定深度, 以阻止或减少地基中地下水的渗透;与位于其下游的排水系统共同作用。该法适用于砂砾石、卵石、砂层, 最深达250m。
2000年, 在研究白沙河水库主坝坝基帷幕灌浆工程中, 发现灌浆后比灌浆前坝基砂砾石层的渗透系数变小了, 强透水层变成了微弱透水层。幕体的防渗效果尚可。
2 滑坡加固方法
土石坝坝坡在重力和其它力的作用下都有向下和向外移动的走势。滑坡的一般性态是破坏前坡上部或顶部出现拉伸裂缝, 滑坡体的上部下陷, 并出现台阶、洼地, 而其下部鼓胀或有较大的侧向移动, 出现扇形拉伸裂缝。
滑坡加固方法: (1) 抛石固脚阻滑, 滑坡体可先不挖除, 稳住滑坡体, 再自上而下, 减轻荷载, 放缓中部坝坡。 (2) 在抛石固脚的基础上, 及时处理滑坡裂缝;另一方面先用挖除回填方法, 沿裂缝开挖深槽, 用好土回填, 将裂缝封闭, 再用水泥黄土浆灌浆法, 堵塞深层裂缝。
(3) 全面培厚, 放缓坝坡。先清理上部滑动体, 用弃料抛填坝脚, 并按设计要求坝坡自上而下夯填。 (4) 下游坝坡堆石压载, 做贴坡式反滤层。
2003年, 贵州省锅底河水库土石坝滑坡采用开挖回填, 放缓边坡和增设马道的处理方法。滑坡处理后, 经库水位达1426.5m的考验, 坝体各部位未发生异常变形, 运行正常, 说明加固已取得显著效果。
2004年, 湖南省东坑水库土石坝滑坡时, 对上游滑坡采取排水减压与加固坝坡相结合的方案进行处理;对下游滑坡采取上堵、下排和加固坝坡相结合的方案进行处理。在多年运行中, 未发生异常现象, 说明处理措施是可靠的。
3 裂缝加固方法
混凝土裂缝是当前水工建筑物的主要病害, 严重的裂缝不仅危害建筑物整体性和稳定性, 而且对水工混凝土的耐久性产生很大破坏。水库输水洞和泄洪洞运行时会出现裂缝, 虽然经过处理, 但仍制约着水库正常运行, 需要对水库土石坝裂缝进行灌浆等加固处理。
2003年, 葛洲坝1号船闸首右2块下游面中部在施工过程中发现一条长达30 m的竖直向裂缝, 船闸运行后, 该裂缝一直处于发展状态, 并已沿顶部顺水流方向贯通。采用预应力锚索加回填灌浆的综合处理措施, 加固工程于1999年5月完成, 取得了较好的效果。
2006年, 广东省大秦水库土石坝裂缝, 采取了以灌浆为主的处理措施。实践证明, 对土石坝沉降引起的裂缝采用充填和劈裂灌浆相结合的处理措施是成功的。2007年, 湖南省江垭大坝10号坝运用了化学灌浆和超细水泥灌浆进行了加固处理, 经压水试验检查完全满足预期要求, 达到了加固处理的目的。
4 地震震害和液化等其它加固方法
2007年, 结合具体算例, 通过具体的数值计算, 探讨了竖向地震动分量、滑动体竖向地震响应分量、振动孔隙水压力等各种因素对堤坝抗震稳定性及坝坡地震滑移量的影响。
土石坝渗漏的解决对策 篇5
【关键词】土石坝渗漏；渗漏成因；解决对策
作为一个多年从事水利水电工程建设的技术人员，我深知做好土石坝渗漏技术工作，是在水利工程建设中的技术及施工管理人员值得关注、思考的问题。为做好土石坝渗漏技术管理工作，首先我们就要认清土石坝渗漏的原因，然后根据形成原因采取一些有的效解决办法，因此，本文首先对土石坝渗漏的原因进行了如下的分析，同时也提出了几点建议性的策略。
一、土石坝渗漏的原因及表现特征
1、本文主要从心墙、斜墙裂缝漏水；坝体因扩建加高，新老防渗体衔接处理不当漏水；土坝滑坡及沉陷等几个方面对土石坝渗漏的原因进行如下阐述：
心墙、斜墙裂缝漏水。在水利水电工程施工建筑中，我们能够经常看见心墙、斜墙裂缝漏水，这主要是因为心墙的填筑土料与斜墙和坝体的填筑土料不同，在受到外界因素的作用下，他们的形变不相同，导致形成裂缝，最终致使土石坝发生渗漏。
坝体因扩建加高，新老防渗体衔接处理不当漏水。在坝体加大扩建或经过多次扩建，在处理新老防渗体衔接的时候，处理防渗工作做得不够细致、认真，心墙加高时没有对老的心墙采取补救措施，扩建后库容增加、水位上涨，心墙防渗体承受的水力梯度逐渐提高，增加了坝体防渗体被击穿的危险；有的直接把心墙改成了斜墙，这样一来，土石坝体内原有的旧水就很难排出，久而久之，造成了土石坝渗漏的渗漏。
土坝滑坡及沉陷。土坝滑坡或沉陷往往是因为填筑的土料力学性能差，设计抗剪指标选用不当，坝坡设计不合理以及渗漏等原因造成的。
2、表现特征：土石坝建成蓄水之后，由于选取土料物理力学指标不当、施工队伍没有按照设计浸润线的水位标准来施工，使得蓄水后的实际浸润线水位经常高于设计的理论浸润线水位，多余的渗流就会从坝体的的下游坡面流出，导致下游坝坡失稳；另外，许多建筑施工人员认为土石坝的基础处理要求不高，忽略了基础的防渗处理措施，致使蓄水后土石坝基础渗水后，坝基发生危害性渗透变形，导致坝基或坝身淘空破坏。
二、对于土石坝渗漏采取的解决对策
土石坝防渗的解决方案有很多种，其中包括：上游水平防渗、垂直防渗和下游排水减压措施等。那么，在垂直防渗措施中主要有：土质截水槽、混凝土防渗墙、桩柱式防渗墙、粘土防渗墙、防渗板墙、灌浆帷幕、泥浆槽防渗墙、自凝灰浆防渗墙，混凝土防渗墙和灌浆帷幕的组合等等。其中混凝土防渗墙技术在土石坝的防渗加固方面应用最广，本文着重的介绍了在垂直防渗的解决方案中混凝土防渗墙技术的应用。
1、混凝土防渗墙技术
混凝土防渗墙技术在施工的过程中要注意以下几点：
第一，修建施工平台及导向槽。在造孔过程中，为了防止钻具撞击孔口，槽孔的泥浆、废水等在孔口处漫流，保护孔口的土体稳定，防止坍塌，造孔前应设导向槽。
第二，槽段划分及施工成槽。槽段的长度应尽量加长，以减少槽段间接头数量，提高墙体的整体性。宜采用冲击钻与液压抓斗相结合的“两钻三抓”成槽方式，即用冲击式钻机钻槽孔两端的接头孔，槽段中间部分用“三抓”完成。它的优点是既保证了端孔的造孔精度，又可增加槽长，充分发挥抓斗的效用，加快了施工进度。
第三，混凝土浇筑。采用直升导法浇筑水下混凝土，在浇筑前，导管内应设置可以浮起的隔离塞球，初浇前先将料斗口用带钢绳钢板封闭，向料斗内泵入一盘砂浆，再注满混凝土，然后同时拉开封底钢板，料斗内混凝土同时推挤皮球，通过皮球将泥浆从导管底部排出。在混凝土浇筑之后用泥浆固壁，可以起到冷却钻头、润滑钻具、悬浮岩屑以及防止坍孔的作用。抓斗在抓孔过程中，会有部分细砂或其他岩渣悬混在泥浆中，然后逐渐沉淀到底孔。抓斗在挖掘槽底部时也会遗留少部分细砂和岩渣，这些淤积物都必须在混凝土浇筑前清理干净，否则，会给墙体质量带来危害。这样不仅起到了防渗的作用，同时还更能适应水利水电工程的地质条件以及新老防渗体的衔接。
第四，混凝土防渗墙技术在施工的过程中我们一定要控制好槽孔深度、混凝土的原材料和混凝土的配合比以及混凝土入导管前的质量，这样才能彻底的解决土石坝渗漏问题。
2、砂浆板桩技术
对于因系粉沙、淤泥等软基层产生的坝基渗漏，且软弱层较浅，可采用砂浆板桩法处理。
3、灌浆帷幕技术
对于由坝基透水层过深，修建防渗墙的时候，对于处理坝基渗漏困难或坝基透水层中有较大的漂砾、孤石等，造孔效率甚低。需要对坝基局部进行渗漏处理时，可采用灌浆帷幕方法。
结束语
由此可见，在水利水电工程中，土石坝防渗工作是一项十分麻烦和艰巨的工作，这就需要水利水电建筑工作者，尤其是土石坝建筑工作人员在日常的防护渗漏工作当中，善于发现问题形成的原因，同时还要对其找出解决的办法，不断地总结经验、积累经验，这样才会做好工作，获得更大的建筑施工技术成效。本文只是对水利工程土石坝渗漏的成因做出了几点简单的探讨以及给出了几点解决的对策，由衷的希望，在今后的水利水电工程土石坝渗漏工作中，有更多的人士能够参与进来。
参考文献
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[5]任寿所.土石坝工程渗漏中存在常见问题与处理措施[J].经营管理者，2010年19期
土石坝技术 篇6
随着市场经济的不断发展, 我国的水坝建设工程不断得到发展, 其应用规模不断扩大, 满足了国家基础经济的发展需要。在此过程中, 土石坝由于其自身的优势地位, 实现水利建设的广泛应用。随着时代的进步, 社会对土石坝施工要求有了更加严格的需要。为此, 我们需要针对实际情况, 进行土石坝施工系统的健全。
1 关于土石坝施工环节的分析
在实际水利建设过程中, 由于土石坝施工方法的局限性, 难以实现对土石坝的综合效益的提升。我们要根据实际施工难题, 实现其土石坝的有效应用, 比如对水中填土坝、碾压式土石坝等环节的应用。在此过程中, 由于碾压式土石坝的优越性, 该模式得到了有效普及。根据其应用材料的不同, 我们进行碾压式石坝的有效分类, 比如多种土质坝、人工材料面板坝。均质坝等。我们通过对土石坝坝高的控制, 实现土石坝应用环节的优化。
在土石坝的施工过程中, 我们可以进行土石材料的就地取材, 以实现工程成本的有效降低, 进行建筑材料应用环节的完善, 从而实现对施工整体运用环节的成本的有效控制。由于土石坝施工的简易性、简易维修性, 我们也要实现坝身建设质量效率的提升。实现对地基环节的有效控制, 实现对相关施工技术的有效应用, 促进施工周期的有效控制。实现坝顶的溢洪功能的提升, 避免出现一系列的不均匀沉陷的现象。
2 关于土石坝施工工艺措施的优化
2.1 为了确保土石坝的综合运行效益的提升, 我们要进行土石坝施工系统的健全, 以有效协调其内部各个发展环节。
在此过程中, 通过对料场应用规划环节的深入研究, 实现坝体的施工质量的有效控制, 以满足该工程的生态效益, 有助于社会综合发展效益的提升。在施工过程中, 我们需要实现料场布置环节的优化, 做好相关的施工准备工作。实现对空间环节、施工环节等的有效协调, 实现其全面规划性的提升。时间规划是指, 料场布置要充分的考虑到施工强度与坝体填筑部位的变化情况。质与量的规划, 是指料场的选址要对地质成因、产状、埋深、储量以及各种物理力学指标具有全面的把握。料场的布置要充分的满足料场总储量满足坝体总方量的要求, 和施工各个阶段最大上坝强度的要求。料尽其用, 充分利用永久和临时建筑物基础开挖碴料。
在坝体填筑过程中, 我们要做好表层的清理工作, 实现对用料环节的规范。针对其实际施工土料的控制, 促进工程综合性能的提升。在填筑压实过程中, 我们要进行含水率的有效优化, 实现对土料的含水率的有效控制, 按照施工规范, 实现水份调节环节的优化。通过对建筑压实含水率的控制, 实行坝体填筑系统的健全。为此, 我们要实现对土料含水量的有效规划调整。比如对土料的蒸发环节、翻晒环节等的协调, 以满足实际挖装运卸的需要, 实现对土料的含水量的有效控制, 满足实际工作的需要。通过在料场加水, 料堆加水, 在开挖、装料、运输过程中加水的方法来提高土料含水量。一般在超径石含量不多的砾质土中, 常用装耙的堆土机先在料场中初步清除, 然后在坝体填筑面上进行填筑平整时再作进一步清除;当超径石的含量较多时, 可用料斗加设蓖条筛或其他简单筛分装置加以筛除, 还可采用从高坡下料, 造成粗细分离的方法清除粗粒径。粗粒径较大的过渡料宜直接采用控制爆破技术开采, 对于较细的、质量要求高的反滤料, 垫层料则可用破碎、筛分、掺和工艺加工。
2.2 为了满足实际作业单需要, 我们也要进行石料开采环节的优化。
根据其实际情况, 实现相关开采方法的应用。开采方法具备其开采位置的差异, 分为水下开采及其陆上开采两个环节。在日常的块石料开采过程中, 我们需要进行开采布置环节的优化, 实现其工作面流水作业方式的深化应用, 实现其开采方法方案的深化应用。通过对相关爆破方式的应用, 满足实际工作的需要。在此环节中, 我们也要进行超径石料处理模式的应用, 实现其处理系统的内部环节的协调。在土石料的开挖运输过程中, 通过对先进机械设备的应用, 保障工程的质量效率的提升, 促进其施工工艺的整体化运作。在大中型土石坝, 尤其在高土石坝中, 实现综合机械化施工, 对提高施工技术和机械化水平, 加快上石坝工程建设速度, 具有十分重要的意义。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, 转胶带机上坝。在多种坝料开挖运输方案的选择上要充分结合工程施工的具体条件, 使机械利用率充分发挥, 减少坝料的转运次数, 各种坝料铺筑方法及设备应尽量一致, 减少辅助设施, 充分利用地形条件, 统筹规划和布置。
2.3 为了保障土石坝坝面作业系统的优化, 我们要进行铺料环
节、洒水环节及其相关质检应用环节的优化, 实现坝面作业体系的健全。根据其实际运行特点, 实现其施工组织规划的有效优化。流水线式施工模式是土石坝坝面作业的重要模式, 通过该模式的应用, 实现施工时间的有效空子, 以有效降低相关因素对于坝面施工的干扰。在流水作业施工过程中, 我们要根据相关的施工工序, 实现坝面施工环节的优化。平起施工尽可能大的堆石填筑面, 便于开展大机械化的施工。与此同时它还有利于继续填筑时布置进入防渗料区的施工道路, 运输反滤料及过渡料的大型自卸汽车不横穿防渗料区;有利于减小料界偏差和相邻料平起填筑时的跨缝碾压和均衡坝体的施工强度的作用, 在防渗土料与反滤过渡料的填筑关系上, 有先土后砂及先砂后土两种作法, 为加快施工进度及控制边界, 一般均采用先砂后土施工。
在土石坝的应用过程中, 我们需要进行分层强夯填筑模式的应用, 通过对土石填筑厚度的有效控制, 实现土石料的密度的有效控制, 避免出现一系列的土石料的变形现象。实现对分层铺筑环节、分层夯实环节的优化, 实现土石层的深入应用。以保障坝体运作模式的深化发展, 实现对相关土石填筑厚度的有效规范, 以满足实际工作的需要。使坝体密度、坝料的强度和模量显著提高, 施工工程量和工程造价大大降低, 使土石料的密度达到最大, 填筑完成后坝体的沉降明显减少。土石坝施工技术被广泛的运用到水利工程建设中, 在土石坝的施工过程中, 应认真参照有关执行规程规章的的具体内容, 采用科学合理的施工方法与技术。
3 结束语
为了实现水利工程的稳定发展, 我们要实现土石坝施工技术方案的优化, 保证其内部各个环节的有效协调, 以满足实际工作的需要。
参考文献
[1]应忠卿, 吴连生.SJ4-500型深搅钻机的技术性能、施工工艺及生产试验情况简介[J].地质装备, 2001 (3) .[1]应忠卿, 吴连生.SJ4-500型深搅钻机的技术性能、施工工艺及生产试验情况简介[J].地质装备, 2001 (3) .
水利工程土石坝的施工技术研究 篇7
1水利工程土石坝的优势与劣势
1.1优势
土石坝的原材料易得, 通常都能够就地取材。施工期间只需要挖掘大量的土石即可, 并不需要使用汇木材、水泥等, 因此并不需要运输, 因此其整体的施工费用大为降低。另外, 土石坝施工步骤比较小, 施工操作起来十分简单, 所应用的机械也方便组合, 能够缩短施工周期。再加之, 土石坝结构简单, 即使应用过程中出现了问题, 也能够快速维修, 同时在原有土石坝的基础上, 进行维修、扩建。除此之外, 土石坝具有非常强的变形性, 而且整个坝身结构是散粒状, 所以对地基并不过高的要求。
1.2劣势
土石坝功能有限, 无法溢洪, 因此如果要应用土石坝, 就需要再设计一个溢洪道, 因此相比而言, 并便于施工导流。由于土石属于粘性比较强的土料, 填筑过程中极易受到外界环境的影响, 比如雨天就需要停止施工, 另外, 坝身需要每隔一段时间之后就需要维护, 使得后期运营管理负担增加, 尤其是当发生沉陷时, 更需要花费比较多的费用。另外, 土石坝容易渗透, 因此施工期间要及时的预防。
2水利工程土石坝的施工技术
2.1设计布置料场
由于土石坝施工需要大量的土石原材料, 因此需要安排一个专门的料场, 以方便土石集散。料场设计布置的越加合理, 越便于土石坝施工, 因此施工人员必须重视布置工作。设计布置需要注意如下问题:第一, 确定料场的位置以及规模, 便于有效进行空间布置;第二, 施工材料的物理力学指标必须预先明确, 便于施工期间能够立即使用。料场中储存的土石料必须能够满足施工的需求, 不能因为缺少材料而停止施工。
2.2加工与运输
土料经过合格处理之后, 都可以作为土石坝的原材料。但是因为粘土颗粒一般都比较小, 具有亲水性, 而土料中如果有比较多的水资源, 则不利于施工, 为此, 施工人员必须根据技术规范来确定对土料含水量。如果有需要还应该对水含量进行处理, 正常情况下, 土料含水率应该达到2%即可, 有两种方法能够确保含水量保持在2%左右。首先, 如果土料中的含水量非常打, 施工人员可以通过自然蒸发、烘烤的方式;其次, 而如果土料中严重缺水, 则应该加水, 通常在装料或者是运输期间加水即可。
砾土中如果存在直径比较大石头, 但是数量并不多, 施工人员可以直接在料场借助装耙的堆土机清理, 之后在填筑坝体时, 再清理一次即可结束, 而如果这样的石头数量比较多, 这就需要结婚族筛分装置, 将这样的石头都清除干净, 同时也可以选用高坡下料的方法, 能够快速的将粗粒径的石头有效清除。如果过滤料直径比较大, 施工人员则应用选择应用控制爆破技术, 而如果是反滤料, 则需要选择应用筛分工艺来进行有效加工。料场开挖到运输, 都必要选择应用相配套的机械设备, 以此保证施工质量。
2.3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。
2.4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。
2.5填筑施工
2.5.1土石坝坝面作业施工程序包括铺料、摊铺、洒水、压实、质检等工作。坝面作业, 工作面狭窄, 工种多, 工序多, 机械设备多, 施工时需有妥善的施工组织规划。为避免坝面施工中的干扰, 延误施工进度, 土石坝坝面作业宜采用流水作业施工。流水作业施工组织应先按施工工序数目对坝面分段, 然后组织相应专业施工队依次进入各工段施工。
2.5.2施工中一般采用平起填筑施工, 平起施工有几个优点:减少了接缝、接坡、削坡等工序, 保证了填筑质量;保证有尽可能大的堆石填筑面, 利于大机械化的施工;有利于继续填筑时布置进入防渗料区的施工道路;运输反滤料及过渡料的大型自卸汽车不横穿防渗料区;有利于减小料界偏差和相邻料平起填筑时的跨缝碾压;均衡坝体的施工强度, 在防渗土料与反滤过渡料的填筑关系上, 有先土后砂及先砂后土两种作法, 为加快施工进度及控制边界, 一般均采用先砂后土施工。为满足渡汛的要求、分期蓄水提前发挥效益的要求, 均要求在短时间内大坝施工到某一高程, 而受多方面的制约, 全断面填筑不具备可能性, 一般均采用临时挡水断面填筑施工方法。
2.5.3土石坝分层强夯填筑时, 应控制每层土石填筑厚度, 在10m~20m之间;采用大能量的夯击动力预压, 以提高土石料的密度, 消除土石料的变形;分层铺筑分层夯实, 在夯击后的土石层中填筑新的土石层, 再进行新的夯击, 直至达到坝体需要的高度。控制每层土石填筑厚度与采用夯击动力的能量, 使坝体密度、坝料的强度和模量显著提高, 施工工程量和工程造价大大降低, 使土石料的密度达到最大, 填筑完成后坝体的沉降明显减少。
3结论
综上所述, 可知水利工程土石坝施工技术尽管历史十分悠久, 但是随着新时期水利工程建设要求的提高, 传统的土石坝施工技术必然要融入新的技术工艺, 这样才能够保证施工质量。虽然土石坝结构比较简单, 但是施工人员也不能因此放松警惕, 依然要按照施工规范来进行施工, 做好料场的设计规划工作, 对所需要的原材料进行加工, 确保原材料都符合施工要求, 施工的重点是填筑, 施工人员必须保证填筑强度, 否则将需要进行不断的后期维修。
摘要：目前我国大部分水利工程都采用土石坝。土石坝在我国有着悠久的历史, 只是随着水利工程技术的发展, 土石坝技术以一种全新的面貌被应用在水利工程施工中。本文首先对土石坝的优势与劣势进行了介绍, 其次对土石坝施工技术进行了研究, 仅供参考借鉴。
关键词：水利工程,土石坝,施工技术
参考文献
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土石坝技术 篇8
关键词：土石坝,溶洞,灌浆处理
水利工程是用于控制和调配自然界的地表水和地下水达到除害兴利的工程它的运行安全关系国计民生。我国是岩溶分布最广的国家随着水利工程建设的迅猛发展在岩溶地区修建水库或水电站引水坝越来越多。特别是在西部山区水利工程建设中常常会遇到岩溶地区水库工程建设或水电站建设由于岩溶这种不良地质现象的存在给施工期主体工程的结构稳定性、基础的处理措施及运行期工程的蓄水成功与否产生重大影响甚至影响整个工程的成败。目前许多大坝修建在岩溶发育的地区在岩溶发育的岩基上筑坝其基础处理、水库周边和库区渗漏通道的防渗处理极为重要同时处理的施工技术也比较复杂。
1 坝基渗漏概述
根据岩土透水性质的不同坝基渗漏可分为三种主要类型:1) 孔隙性渗漏:通过砂砾石孔隙产生的渗漏一般呈均匀流渗漏量的大小主要取决于土的粒度成分及其渗透系数;2) 裂隙性渗漏:通过岩石中节理裂隙产生的渗漏。当裂隙很多且互相切割时渗流近似均匀流;当裂隙发育不均一或不规则时渗流常呈脉状流;3) 管道式渗漏:通过石灰岩、白云岩等可溶岩中的溶洞产生的渗漏渗漏量的大小取决于溶洞的大小和数量。这三种类型在坝基中可以在不同部位同时存在也可以单独出现主要取决于坝基的岩土分布和地质结构条件。
控制坝基渗漏的方法很多。为减少坝基渗漏量可以采用上游水平铺盖、垂直混凝土防渗墙、帷幕灌浆及堵塞溶洞等措施;为减小扬压力或渗流梯度通常采用排水孔、排水廊道、减压井等工程措施。根据坝基地质条件和渗漏量情况选取上述方法中的一种或几种上堵下排就会获得良好的防渗效果。
对溶洞要进行水泥灌浆和水泥冲砂灌。对于有集中通道和溶洞的库坝区渗漏应先对集中漏水通道水泥灌浆和水泥浆冲灌其关键是确定水灰比、灌浆压力、灌浆间歇时间和冲砂的数量灌浆压力应为水头的1.5倍左右水灰比应选择几种不同的比例交替灌。间歇时间根据气候和水泥的初凝时间确定如长期不能灌满则应加砂灌。防渗帷幕灌浆, 这种措施适合于坝基和坝肩的深部漏水防渗。其技术主要是确定孔深、孔距、布孔方式、布孔排数和选好浆液的配合比确定灌浆压力。
2 坝基工程实际分析
2.1 工程概况
某土石坝工程挡水建筑物为砼双曲拱坝, 河床基底设计高程为▽176.0m, 坝顶高程为▽241.4m, 最大坝高为65.4m, 按设计要求应对基础进行固结、帷幕、接触、接缝、回填等灌浆处理。坝址地处石灰岩地区, 裂隙发育, 溶洞分布广泛, 有地下暗河存在, 地质情况复杂。地质资料揭示河床中部以右为灰质白云岩。
河床开挖过程中发现一条贯穿坝基的溶洞, 溶蚀范围约15~20m3, 溶洞底部高程约▽172.5m~175.0m, 在基岩面形成溶槽, 溶坑等地貌。基坑开挖后在坝体5#、6#块 (河床中部坝块) 上游出露三个溶洞涌水口, 洞径约30~50cm (堵涌前围堰上游<围堰离基坑约45m>水位于约▽183.0m, 基坑水位降至▽177.0m时, 经测算涌水量达2.5~3m3/s。由于涌水量过大, 以致坝体砼无法浇筑施工, 造成坝面全面停工, 无法施工的停产状态。为保证砼坝体的正常施工, 在基坑试设抽水机进行抽水以降低水位, 但涌水量太大, 水位难以使下降至砼坝施工所需的高程, 另一方面, 抽水费用也较大 (当时抽水机达27台) 。后经方案比较, 决定对基坑涌水进行钻孔灌浆处理, 堵塞涌水溶洞。
2.2 灌浆设计
2.2.1 孔位布置及孔深确定
经分析涌水源头处于河床上游, 途经围堰底基岩穿流至基坑。基坑开挖后涌水口出露, 但具体途径路线不明, 初步推测围堰中部基岩可能性较大。故施工地点选择在上游围堰上, 钻孔布置于该围堰轴线上, 成弧形一排布置, 轴线长约65m, 孔距1.00m。经资料分析, 该处▽167m高程以下基岩相对较完整, 溶洞存在于▽167m高程以下的可能性较小, 故孔深确定为▽167.00m (围堰高程为▽185.8m~▽186.0m) , 孔深为21.5~22.0m, 施工时据地质情况现场调整。
2.2.2 施工顺序确定
由于本次施工主要是找溶洞堵漏, 其次作为基岩防渗, 故尽量在少钻孔的情况下达到预定目的。确定施工顺序时, 对地质情况作了分析, 左岸段基岩为碳质灰岩, 含碳质量易溶蚀, 且岩体裂隙发育, 河床水有可能从裂隙中渗流汇集后涌出;中部 (偏右岸) 有一条F17张性断层顺河道斜穿坝基, 且为两岩性 (白云岩与灰岩) 交界处, 地质情况非常复杂, 出现溶洞涌水的可能性较大;而右岸段为灰质白云岩, 含钙质高易溶蚀, 形成溶洞涌水的可能性也较大。
2.2.3 灌浆工艺
对于钻进较正常, 未发现溶洞, 只发现裂隙、破碎带的钻孔则采用纯水泥浆孔内循环式灌注, 水灰比视具体情况采用2∶1、1∶1、0.6∶1三个比级;对于钻进异常, 发现有掉钻、出现溶蚀层, 分析判断为溶洞的, 则采用水泥砂浆回填灌注, 同时考虑到溶洞内有河床水流过, 故采用以下比级进行灌注:水灰比0.5∶1、砂灰比1∶1。回填灌浆时主剂采用32.5R普通硅酸水泥和砂, 为降低成本, 在保证回填体强度前提下利用30%粉煤灰代替等量水泥。
配制水泥砂浆时, 先按水灰比加入水, 再加入相应量水泥制成浓浆后, 再投入相应配比的细砂, 制成砂浆。另外, 利用专用水泵将稀释后玻璃溶液经控制管路按比例吸送至孔口与砂浆混合, 成“双液”方式进行灌注。
2.2.4 灌浆压力及结束标准
考虑到溶洞回填主要目的是堵漏, 为避免浆液流动范围 (呈延长性流动) 过大, 造成浪费, 故控制压力不超过0.2MPa;非溶洞的裂隙破碎带则采用充填式灌浆, 对基坑稳固及防渗亦很重要, 故对不同地层采用0.3—0.5MPa压力进行灌注, 保证其灌浆质量。溶洞回填采用的是水泥砂浆, 且加入水玻璃, 对于大体积溶洞而言, 封堵密实后一般不会继续吸浆, 故灌注溶洞不吸浆即结束灌浆, 以免造成塞管现象。
2.3 施工技术要求
本次施工主要目的是找点灌浆, 对原始资料的收集、整理及分析极为重要。故各孔在钻进过程中, 对于发现涌水、漏水掉钻及破碎带、断层等情况均应作详细记录, 表明其位置、深度等, 必要时绘图加于说明。
钻孔为铅直孔。因地层复杂由上至下为:石渣回填层、黏土层、河卵石层、基岩, 故钻孔施工时变径下套管跟进, 从而保证成孔质量。对于返水的钻孔均冲孔至返清水其它孔亦尽量将孔内残渣冲洗干净, 然后进行灌浆处理。灌浆采用自制孔口装置, 达到结束标准后进行扫孔复灌, 以免灌浆时间过长或其它原因造成“架桥”等假象。如扫孔后仍不吸浆则认为该孔已达结束标准, 可终灌起拔施工套管并封孔。
对于裂隙、断层串通孔, 灌注水泥浆时采用并联法进行, 并联孔不超过3个;对于溶洞串浆孔, 则不进行“并灌”, 而是采取单孔灌注后扫孔复灌法进行。裂隙、断层与溶洞只是客观的推测、判断, 同时溶洞范围的大小也不能完全确定, 故灌注水泥浆或砂浆材料非绝对性 (多数可综合使用) , 在施工过程中视具体情况予以调整, 力求做到保质量、高效率、低成本、省劳力, 以达到预期目的。
水利工程土石坝施工的技术与趋势 篇9
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
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土石坝防渗变形的处理措施 篇10
关键词：土石坝；防渗变形；流土；管涌；接触冲刷 文献标识码：A
中圖分类号：TU592 文章编号：1009-2374（2015）21-0122-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.21.061
土石坝在我国水利工程施工中由来已久，它的主要材料是由本地的土料、石材以及土石混合材料构成，经过有序的碾压、回填等方式筑成的挡水大坝。由于使用的材料不同，土石坝可以分为以下几种：石坝、土坝以及土石混合材料铸成的混合型大坝。随着我国经济的发展，水利工程的发展也有了较大的进步，由于受到各方面环境条件的限制，在一些情况下，因为土石坝的渗漏问题，如果不及时处理，有可能会对人们生命财产安全造成严重危害，所以，必须采取有力措施，防止土石坝渗漏。
1 土石坝渗透变形的含义及危害
土石坝由于长期在水中受到浸泡和冲刷，周围土体在渗透作用下发生浮动变形，当土体的质量小于浮容重时，土石坝的土石就会逐渐被带走，从而使土石坝发生变形。刚开始的大坝渗透能力不会造成土石流失，但是，如果不及时治理，日积月累，成年累月的冲刷，就会发生较大的土石坝滑坡或重大事故。
要根据土石坝出现渗透变形各个部分的实际情况进行分析，如果大坝下游坝坡的边缘，发生的危害就大，如果在大坝的坝基里面发生涵洞，就会出现建筑物下陷，有时候还会出现塌陷等严重后果。
2 土石坝渗透变形的成因
土石坝渗透变形有以下几种形式：泥土受到冲刷后发生流失、管涌以及接触性流土。因为泥土的颗粒的大小不同以及渗透程度的不同使土石坝发生渗流变形，主要是因为：（1）坝基的不透水层没有和土石坝下面的截水槽相连，对于不稳定的地基没有很好的处理，都会使坝基出现渗流，如果任其发展，就会使坝基变形或出现空洞甚至溃坝。（2）因为选用的土石材料在力学方面没有认真思考，在建成土石坝工程时进行储存水源时，对浸润线的设置不合理，以至于土石坝的渗漏流出的水流从下游的坝坡斜面流出，使下游坝坡极不稳定。（3）在进行输出水的涵洞和施行工程施工中，使用的浆液不均匀、混凝土比例配合没有按照一定的标准，周围的黏土夯实不严密，有时候在回填时不结实，也会使土石坝出现涵洞，从而引起渗透变形发生。（4）土石坝渗流的出现一般在大坝的坝心墙和斜面墙等处非常容易出现裂缝或者发生管涌，以至于引发坝体渗漏变形，破坏非常严重的有可能会出现坝体坍塌或者崩坝。（5）对水文地质条件和工程及其基础防渗处理不重视，误以为土石坝不需要高标准的基础，造成基础漏水，导致土石坝变形。
3 土石坝渗透变形的形式
我国的许多地区，特别是南方，使土石坝渗漏并发生变形的原因主要有机械作用及化学作用，由于土石的这些作用，使坝体的某些部分发生破坏。依据土石坝的土质的不同以及涂料的质量的差别、防止渗漏和排除渗流的方法不同、水流的基本条件的不同，土石坝渗流存在以下四种情况：
3.1 流土
由于土石坝渗流时泥土颗粒因为渗流逐渐加大，出现被带走，并且坝体表层出现隆起或者冲出现象，这种渗流经常在土粒粗细比较均匀的黏性土壤和黏性不大的土体中出现。因渗流而发生土体断裂、凸起和掉落。
3.2 管涌
管涌经常出现在土石坝下方的地基和下游坝坡表层出现渗流的流出的地方。非黏性土壤的微小土粒在泥土小石块的渗透影响下，持续的从孔洞中被冲出，当土壤中的微小颗粒到了某一速度时，泥土颗粒就被冲刷走，如果时间过长，坝体中的土壤颗粒被冲走的越来越多，空洞就会越来越大，这样，土石坝的内部结构就会发生很大的改变，土石坝由于渗透发生变形。
3.3 接触流土
由于土石坝在相互相邻的土层中的接触面，会发生渗透系数较小的土层向较大的土层渗入，这种接触性流动的土壤，对土石坝危害极大。
3.4 接触冲刷
接触冲刷对土石坝的损坏程度，直接影响着土石坝经久耐用的年限。在坝体渗流经过地基相接触的地方，以及和建筑物等接触系数有很大差别的土层相接触的时候，小的土石颗粒就会被冲刷流走。
土石坝渗透变形的形式在接触冲刷中会较为单纯，在一些特殊情况下，有可能出现两种或两种以上的情况，依据各不相同的渗透坡降情况、位置的差别、该地方的土料状况等进行具体情况进行具体分析，进而制定出有效的保护措施。
4 治理土石坝防渗变形的措施
4.1 水平防渗
水平防渗的方法非常简便易行，一般采取人力把黏土进行填埋或者使用自然的黏土进行填筑，这种方法非常简便，也能够因地制宜，花费时间短，施工作业面很大、造价低廉，不需要任何的设备和器材。但是在施工过程中要认真依照设计图纸和有关要求，使土石坝的稳定性得到有效的控制，但如果渗透量加大，在土石坝基部有可能还会出现坡降现象。因此，必须通过防渗的方式实施水平盖铺，与下游的减小压力，增加排水量的工程实施有机地联系在一起。
4.2 垂直防渗
在坝基透水层较薄并且隔水层厚度不大的前提下，应该使用垂直防渗的方法，并用封闭式防渗帷幕进行施工，从而使所有由于渗透变形的情况得到了彻底治理，这样从根本上解决了土石坝的坝体和坝基的渗漏。通常用的防渗方法有以下三个方面：
4.2.1 高压喷射灌浆防渗。依据施工设计要求，在受到破坏的坝体周围用钻机实施钻孔，然后把高压喷射管放入钻孔中，对钻孔内的土体使用高压水流冲刷，破坏里面的土体结构，然后冲入水泥浆液，并且和周围土体充分混合、渗透、搅拌，然后逐渐提起喷嘴，待浆液凝固后，根据设计要求，确定好喷浆后的混凝土深度和厚度，从而与坝基紧密凝结在一起，很好地发挥防渗变形的优势。
4.2.2 建造混凝土防渗墙。为了使土石坝更加坚固，增强它的抗冲刷能力，可在土石坝坝体或土体的透水层和覆盖层中建立槽型孔，同时使用高压水泵把水泥浆液压入槽型孔内部，使孔内的残渣等物质被冲出孔外，接着再用直升套管向槽孔内部压入混凝土，连续不断的混凝土墙就这样形成了，充分发挥阻止防渗变形的作用。
4.2.3 土工膜防渗。使用土工膜防渗，能够使渗透半径加大，坡降变小、渗漏量变低，但是不能使渗流全部阻断，并且此种防渗方法对坝体渗漏有一定作用，对多种渗漏的防治效果不大。
通过一系列防渗措施的实施，必须根据实际情况认真分析，防渗施工技术的提高是进一步加强土石坝稳定性的关键因素。因此，只有建立一支专业化、能力强、技术过硬、有丰富经验的施工技术队伍，才能保证工程质量。同时，还必须有足够的土石坝防渗施工基金作保障，并能及时修缮、维护，一旦发现问题迅速处理，使管理和综合利用有机结合起来，并且要积极学习一些国外防渗补漏的先进技术和经验，使土石坝防渗变形工程有新的突破。
参考文献
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土石坝技术 篇11
1 土石坝施工环节探讨
尽管土石坝施工技术应用了很多年, 但是在具体施工的时候, 因为土石坝施工方法一直都没有得到有效的改进, 所以根本无法准确的估计出土石坝自身的效益。因为相关的施工人员应该不断积累经验, 根据不同施工项目总结哪种类型的土石坝的优势最好, 适合比较的地形地势的水利建设。经过多年土石坝建设经验, 笔者认为辗压式土石坝效果最好, 因为采用这种方式来建设土石坝, 可以通过控制坝高, 优化施工环节, 节省施工时间。
因为土石坝材料分布范围十分广泛, 所以在土石坝建设的时候要尽可能的做到在原地取材, 这样就减少了原材料成本的支出, 但是因为土石坝材料简单容易得到, 因此要注意施工质量, 不能因为原材料的原因, 而是土石坝的质量受到影响, 尤其在对土石坝地基施工建设时, 更要把握好质量关, 这样才能真正保证土石坝的质量, 发挥挡水抗洪的作用。在具体施工的施工应该把握好施工时间, 尽量缩短施工周期, 这样才能有效的节省时间和成本。在对水泥坝施工的时候, 一定要着重坝顶的施工, 因为坝顶是实现溢洪的关键, 而且要保证不能出现不均匀沉陷的情况。
2 土石坝施工技术方案的深化应用
为了保证土石坝真正实现其价值, 必须对其施工技术方案进行深化, 这样才能确保土石坝继续的得到广泛的应用, 可以采取以下几种方案来实现土石坝施工技术方案的深化。
2.1 完善土石坝施工系统。
要想明确的估计出土石坝的效益, 拥有一个完全的土石坝施工系统很关键, 相关人员可以根据这个系统中的各个环节发挥的作用, 才对其进行总体的评价, 这样也能够提高土石坝自身的综合效益。在这些系统中, 首先应该做好料场的规划, 从源头上把关, 优化料场生产设置环节, 这样既能从源头上保证土石坝材料的质量, 又能保证在生产土石坝材料的时候, 不破坏当地的环境, 无论是经济效益, 还是社会效益都有一定的保证。在对料产进行规划的时候, 要与土石坝施工中的其他环节做好配合, 这样才能实现整体的协调发展。而在对料场进行规划的时候, 应该注意两方面:
一方面是做好时间的规划, 因为不同的土石坝施工项目, 其强度也是不同的, 所耗费的时间自然也不一样, 而且还要时刻关注坝体填筑部位有哪些变化, 根据这些变化, 料场应该做好相应的准备。另一方面, 质与量都要做好规划, 料场在选择地点时, 要充分的考虑到地质地形以及储量等问题, 要选择一个既有充足的储量, 又能保证质量的地点。在进行地点选择时, 相关人员应该做好调查, 看看土石坝具体需要多少储量, 在施工的过程中, 有哪些环节强度很大, 具体又需要多少储量, 这些都要做好充分的调查, 尽量减少原料的浪费, 又能保证原料的供应。
2.2 完善坝体填筑系统。
在土石坝具体建设的时候, 相关建设人员应该保持土石坝坝体表面干净整洁, 在用料环节上要按照相关规范进行, 这样也能够从整体上节约施工成本。当土石坝进行到填筑压实的阶段的时候, 相关人员应该做好含水量的优化设计, 因为土石坝含水量的多少, 直接关系到其质量, 如果含水量太少, 坝体太干, 不能有效的进行填筑, 如果含水量过多, 就会使坝体不牢固, 起不到挡水的作用。通过在料场加水, 料堆加水, 在开挖、装料、运输过程中加水方法法来提高土料含水量。一般在超径石含量不多的砾质土中, 用装耙的堆土机先在料场中初步除, 然后在坝体填筑面上进行填筑平整时再作进一步清除;当超径石的含量较多时, 可用料斗加设蓖条筛或其他简单筛分装置加以筛除, 还可采用从高坡下料, 造成粗细分离的方法清除粗粒径。粗粒径较大的过渡料宜直接采用控制爆破技术开采, 对于较细的、质量要求高的反滤料, 垫层料则可用破碎、筛分、掺和工艺加工。
2.3 为了满足实际作业单需要, 我们也要进行石料开采环节的优化。
根据其实际情况, 实现相关开采方法的应用。开采方法具备其开采位置的差异, 分为水下开采及其陆上开采两个环节。
在日常的块石料开采过程中, 我们需要进行开采布置环节的优化, 实现其工作而流水作业方式的深化应用, 实现其开采方法方案的深化应用。通过对相关爆破方式的应用, 满足实际工作的需要。在此环节中, 我们也要进行超径石料处理模式的应用, 实现其处理系统的内部环节的协调。在土石料的开挖运输过程中, 通过对先进机械设备的应用, 保障工程的质量效率的提升, 促进其施工工艺的整体化运作。在大中型土石坝, 尤其在高土石坝中, 实现综合机械化施工, 对提高施工技术和机械化水平, 加快上石坝工程建设速度, 具有十分重要的意义。
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。在多种坝料开挖运输方案的选择上要充分结合工程施工的具体条件, 使机械利用率充分发挥, 减少坝料的转运次数, 各种坝料铺筑方法及设备应尽量一致, 减少辅助设施, 充分利用地形条件, 统筹规划和布置。
2.4 完善作业体系。
根据其实际运行特点, 实现其施工组织规划的有效优化。流水线式施工模式是土石坝坝面作业的重要模式, 通过该模式的应用, 实现施工时间的有效控制, 以有效降低相关因素对于坝面施工的干扰。在流水作业施工过程中, 我们要根据相关的施工工序, 实现坝面施工环节的优化。平起施工尽可能大的堆石填筑面, 便于开展大机械化的施工。与此同时它还有利于继续填筑时布置进入防渗料区的施工道路, 运输反滤料及过渡料的大型自卸汽车不横穿防渗料区;有利于减小料界偏差和相邻料平起填筑时的跨缝碾压和均衡坝体的施工强度的作用, 在防渗土料与反滤过渡料的填筑关系上, 有先土后砂及先砂后土两种作法, 为加快施工进度及控制边界, 一般均采用先砂后土施工。
结束语
综上所述, 可知可以通过优化土石坝施工技术方案, 来提升土石坝的性能。虽然土石坝无论是从施工过程, 还是原料获取都非常简单, 但是这是因为简单, 所以经过多年的发展其施工技术依然没有大的改变, 相关人员应该重视这个问题, 在简单方便的施工技术也有可以优化的空间, 只有在各个环节上都做到了优化, 才能在整体上做到土石坝施工技术的优化。本文是笔者多年土石坝施工技术经验的总结, 希望为相关土石坝施工技术人员提供借鉴。
参考文献
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