一、水利工程中土石围堰施工技术的主要特点
水利工程中土石围堰施工技术就是围住水工建筑物施工基坑,避免水中施工,用土石材料修建的临时挡水建筑物。土石围堰能够充分的利用当地的材料,结构十分简单,施工便利,并且对地形条件的要求比较低,能够加高培厚,因而其应用范围是非常广泛的。在水利工程中,土石围堰一般是用土和石渣填筑而成的。土石围堰的上下游坡主要取决于堰高和填土的性质。现阶段土石围堰施工技术已经在水利工程中取得了广泛的应用,其主要特点表现在以下几个方面。【1】
1、良好的经济效益。在同样的条件下,土石围堰的坝体放量虽然比混凝土重力坝小6倍,但是其价格则是混凝土坝的二十分之一,这就说明土石围堰的成本是非常低的。除此之外,土石围堰工程在泄洪、导流、发电等方面的建筑工程量比混凝土坝大,但是实际的基础处理工程量相对而言是非常小的。通过实际的工程可以了解到,土石围堰工程的综合经济效益优于混凝土重力坝。
2、随着岩土力学相关理论、测试手段以及电算技术的发展,使得土石围堰的设计理论和计算方法更加成熟,因此土石围堰的设计质量、安全性以及可靠性都有了很大程度的提高。同时随着大型施工机械的发展,提高了土石围堰工程的机械化水平,在施工的过程中采用新的工艺流程,对提高工程的施工效率和施工质量有很大的帮助。
3、在土石围堰施工技术不断发展的过程中,在一定程度上放宽了对筑坝材料的要求,从而充分发挥了就近取材的特点,可以运用弃渣建坝,相应的减少了工程的成本,同时土石围堰坝基对地形条件的要求比较低,对于不同的条件其适应性是非常搞的。对于条件比较差的地基,在经过一定的处理之后就可以修建土石围堰。
4、土石围堰对于气候条件的适应能力也是比较好的,一般而言土石围堰可以在严寒低温或者是炎热多雨的地区建造。同时土石围堰有着良好的抗震性。以往土石围堰工程的导流和泄洪问题比较难以解决,尤其是在山区河流地区这种问题更加严重,但是随着施工技术的发展这些问题也得到了很好的解决。而地下建筑物工程设计和施工技术的不断发展,则是高土石围堰发展的重要基础。
二、水利工程中土石围堰设计的原则和标准
1、围堰形式的选择原则
水利工程中围堰的基本要求就是安全可靠,并且能够具有一定的稳定性、抗渗性和抗冲性。同时围堰结构的要求十分简单,施工十分简便,不仅可以充分的利用当地的材料或者是开挖渣道,同时还便于拆除。同时需要注意的是要满足施工工程工期的要求。
2、设计标准
土石围堰设计洪水的标准就是最近的洪水,相应流量为2030m3/s土石围堰的使用年限小于一个施工年度,并且堰高在15m-50m的范围内。与此同时还需要遵照《水利水电工程施工施工组织设计规范》中的相关标准。【2】
3、土石围堰平面布置
土石围堰的平面设置是非常主要的,一般看来说都需要按照导流方案、主体工程的轮廓以及土石围堰的相关要求来确定。如果没有处理好土石围堰的平面布置导致围护基坑的面积过小,就会对工程主体建筑物的施工产生一定的影响,甚至会导致水流宣泄不通畅,因而需要十分重视土石围堰的平面布置。首先需要确定的是堰内基坑的范围,主体工程的轮廓和所采取的施工方法对土石围堰内基坑的范围大小有着决定性的作用,通常情况下,基坑坡址和主体工程轮廓的距离不能小于20m-30m,这样就有利于不知排水设施、交通运输通道等。然后就是围堰外形轮廓的布置,上下游横向围堰的位置、全段围堰法导流或者是分段围堰法导流都是由主体工程的轮廓所决定的。其中全段围堰法导流一般都是和河流方向相垂直的,以此来尽可能的降低工程量;而如果是分期导流,上下游围堰则不和河床的中心线相垂直,要想保证水流的顺畅,围堰的平面布置常常呈梯形。
三、水利工程土石围堰的施工
水利工程土石围堰的施工过程中,一般会将对堆石体放在下游,而将砂土和粘土放在上游来起来防渗的作用。堆石和涂料接触带需要设置反滤层,其最小的厚度不能低于0.3m。用砂砾土以及堆石建造土石围堰,就需要设置防渗体。如果围堰的高度和方量都比较大,就需要考虑将堰体作为土石坝体的组成部分,这样就对围堰的质量提出了更高的要求。
1、堆石材料的质量要求
面板土石围堰的上游面有薄层面板,面板可以用刚性钢筋混凝土或者是柔性沥青混凝土,坝身主要采用的是堆石结构。质量良好的堆石材料在很大程度上可
以减少堆石体的变形,从而为面板的正常工作创造良好的条件,同样也是保证坝体安全性和可靠性的重要基础。堆石材料主要包括石碴料、块石以及土料。其一是石碴料,石碴料的主要要求就是石质坚硬、遇水不易软化。为含泥级配料中石头粒径需要在30cm以下,并且20cm-30cm的石头含量最好在30%左右。石碴料可以利用边坡开挖料,也可以在螃蟹溪弃碴场取用。其二则是块石,下游围堰中所运用的大块石主要是用在下游的侧护面,其块径在0.4m-1.2m之间,其主要要求为是石质坚硬,截流施工前需要在尾水出口平台上预先储存。在施工过程中,需要采用机械进行抛填。其三则是土料,土料的取用是非常简便的,可以在围堰防渗土料从业主提供的土料场取用,也可以在尾水边坡开挖中按照土质的要求进行选用。
2、土石围堰填筑工艺、压实参数以及质量控制
(1)填筑工艺问题。土石围堰的填筑可以采用自卸汽车后退法或者是进占法卸料,推土机摊平。其中后退法的主要优势在于汽车可以在压平的坝面上行使,从而减轻对轮胎的磨损,但是其主要缺陷下雨推土机的摊平工作量比较大,对工程的施工进度有很大的影响。而进占法卸料的主要优势就是减轻了推土机的摊平工作量,一定程度上可以加快工程的进度。垫层料的摊铺常用的是后退法,以此来减轻料物的分离,如果压实厚度比较大,就可以采用混合法卸料,也就是先用后退法卸料再用进占法卸料。【3】
(2)土石围堰的压实参数和质量控制
土石围堰的压实参数是比较多的,但是也是保证土石围堰工程质量的重要基础。堆石体的最大粒径在600-700mm以内,采用振动碾压实,压实的厚度在60-100mm范围内。压实的遍数一般在4-6遍,特殊情况下有所增加。在实际的土石围堰施工过程中,土石围堰的压实参数、碾重、铺层厚和碾压遍数都是需要通过碾压试验来确定的,并且其参数的大小和填料形状、尺寸等都有着一定的关系,因而在试验过程中,需要注重参数的选取。土石围堰施工质量可以用堆石压实的质量指标和压实密换算的孔隙率来表示,注意施工过程中的细节问题是提高土石围堰工程施工质量的重要方式。
参考文献:
[1] 冯伟华;水库大坝下游土石围堰的施工浅析[J];科技资讯;2011,5(17):23-24
[2] 王广成;论水利工程质量管理与施工进度控制[J];中国城市经济;2011,7(24):76-77
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