水利工程土坝设计及施工技术研究

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土坝工程历史悠久且能适应各种地形和气候，致使其应用广泛，同时，人们在设计施工中积累了一定的经验。为了提高土坝施工的实用性及经济性，应在符合我国施工标准上，结合实际情况展开设计与施工。

一、土坝设计施工条件

（一）地质环境条件。因土坝是一种古老传统的建筑，所以在施工期间存在着一定的风险。在土坝施工前，承建部门及施工单位应对文件中的设计方案进行再三评估，提前采取有效可行的预防措施，共同研究和预测土坝在施工期间可能出现的突发性危险情况，提前制定相应的措施方案，避免给工程造成不必要的损失。（二）区域气象条件。为确保土坝施工的顺利进行，有关的部门对施工区域的气象条件也应做好提前观测准备，分析该区域的气候条件和降水情况，以保证施工期间不受恶劣的环境因素破坏。土坝施工多选择在春秋两季，一方面土壤中所含水分不多，另一方面春秋季节气候稳定，有利于施工。为不影响施工进度，应对施工区域的气候情况进行长期的观测。

二、土坝设计施工技术处理要点

（一）坝基的处理。在处理坝基上，防止渗透作为首要原则，在土坝施工前，要对周围的树枝树叶等杂物进行彻底清理，对劣质土壤进行清除，若坝基基础不牢固，应进行土壤改良，去除软土，保证土壤的坚实稳固。对于坝基防渗可采用黏土栽水槽，不仅施工方便且使坝坡稳固，水槽底宽一般大于等于3m。（二）土坝黏土料场的选用。为保证土坝的总体质量及使用性能，在雨季来临之前，对料场做好防水排水的准备措施，以满足对坝用料的使用要求。坝体用料多选用地质均匀的黏土料，黏土料要贮量集中，要留有一定的备料，以保证不时之需。在气候寒冷的施工地区，可用干枯树枝来保护土料，将其覆盖，以便来年继续使用。（三）筑坝技术。在水利工程筑坝中，应选择在少雨的环境中进行，控制好黏土料的质量，在筑坝过程中严禁使用水分过高的材料用于坝体中，因为粘土土料若含水量偏高，会影响其抗剪强度，导致土坝施工过程中容易产生孔隙压力，进而影响坝体的稳定性。若粘土土料含水量大，将会给碾压程度造成困难，从而加大了坝体的渗透隐患。为了坝体顺利施工，应时刻关注施工区域的天气情况，做好防水准备。（四）坝体结构。根据当地的地质情况和交通环境等因素考虑，建坝顶材料厚度应在0.2m，坝顶应向下游侧倾斜3％，上游宜设立防浪墙，高度在1.2m左右，墙体可用混凝土浇筑，墙体与坝体之间要连接紧密，防止渗透。（五）坝型。碾压式土石坝是碾压式土石坝和碾压式堆石坝的统称，主要可分为：均质坝、组合式土坝以及组合式土石坝等。水中填土坝最为常见，其一般采用均质坝，用料多，造价高，但是适用性强。影响土坝坝型的因素有很多，其中最主要的便是筑坝区域的地质情况以及筑坝材料，除了腐殖质太多劣质土地不适合以外，其他土地经稍微改良处理均可使用。除此以外，气候条件、施工条件等各个因素均会影响坝型的选择。

三、土坝设计施工实例分析研究

（一）施工取料。四川将乐高唐水电站位于将乐县高塘镇上游，以发电为主，组成部分分为左、右岸挡水坝以及开关站等，始建于2005年，历时2年完成。初征求设计单位意见后，采用外购方式，对土质中杂物进行清除，土坝施工取料时使用黏土，并交由监理进行审查，确认土料符合标准方可使用。（二）土料实验。在土坝施工前，需对取土场的土料进行击实试验，在监理的监督下，得到土料最佳含水量和最大密度后，方可对土料进行确定使用。（三）施工。1.施工前准备利用工程仪器，如水准仪全站仪对坝基范围进行试验采样，对采样地进行立杆标记，由测量人员提供样单。首先在建筑之前，应严格按照设计要求对坝基范围内的覆盖层进行彻底的清除工作，可用工程机械由左到右的顺序进行，如遇机械处理不了的地方，应及时安排人工处理方法进行清除，进而保证施工期间坝基土质坚实。2.施工期间注意事项在基础挖掘结束后，应对施工前的基础进行压实工作，可采用18t的振动式压路机，在机械行走期间开动振动碾，按曲线路线行驶，使每处碾压遍数达五遍以上，在对坝基进行预埋仪器时，按土坝基础来进行，分别埋在土坝左右两侧，左侧为0+131，右侧为0+203，然后采用人工堆砌方式堆筑排水棱体石块，使每块棱体之间紧密无缝隙，厚度小于1m。砂碎石施工时，不可有垂直相接之处，从外部采购石料，将细碎石铺洒在其表面，待堆砌完成后，在其内侧包上工布，由工作人员组织人力来完成铺摊工作，保证间隔时间短，如无法进行，可用塑料膜覆盖其表面，避免阳光照射，起到保护的作用。黏土填筑时，应严格按照工艺流程进行，首先选择土料厂，再对涂料进行采样实验，向监理申报等待审批，然后再进行填筑工艺性的实验，继而将实验的数据结果进行归纳整理，报告监理待审批。3.施工后期土坝处理购置填筑时所需要的用料，再进行碾压工作。在坝顶进行施工时，施工顺序为先浇筑防浪墙，再浇筑排水沟，然后浇筑混凝土路面，完成后再进行草皮护坡，在种植皮草前应对浇筑素混凝土方格网以及素混凝土进行镶边工作。用人工方式对基础进行开挖，用自卸车将工程用料卸至坝顶，再用人工进行挑运到仓面，在浇筑一周后，可展开回填工作。总而言之，水利工程是我国农业发展的保障，也是促进社会进步的一项重要工程。土坝的历史可以追溯到很久，建筑工人也有了丰富的经验，如今土坝建筑技术日益完善，从选址到施工都有着严格的施工流程，为我国农业发展做出了重要的贡献，利国利民。

作者:范永林 单位:黑龙江省大庆市肇州县朝阳沟镇政府