水利工程土壩設(shè)計(jì)及施工技術(shù)研究
時(shí)間:2022-02-13 09:41:39
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土壩工程歷史悠久且能適應(yīng)各種地形和氣候,致使其應(yīng)用廣泛,同時(shí),人們?cè)谠O(shè)計(jì)施工中積累了一定的經(jīng)驗(yàn)。為了提高土壩施工的實(shí)用性及經(jīng)濟(jì)性,應(yīng)在符合我國(guó)施工標(biāo)準(zhǔn)上,結(jié)合實(shí)際情況展開(kāi)設(shè)計(jì)與施工。
一、土壩設(shè)計(jì)施工條件
(一)地質(zhì)環(huán)境條件。因土壩是一種古老傳統(tǒng)的建筑,所以在施工期間存在著一定的風(fēng)險(xiǎn)。在土壩施工前,承建部門(mén)及施工單位應(yīng)對(duì)文件中的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行再三評(píng)估,提前采取有效可行的預(yù)防措施,共同研究和預(yù)測(cè)土壩在施工期間可能出現(xiàn)的突發(fā)性危險(xiǎn)情況,提前制定相應(yīng)的措施方案,避免給工程造成不必要的損失。(二)區(qū)域氣象條件。為確保土壩施工的順利進(jìn)行,有關(guān)的部門(mén)對(duì)施工區(qū)域的氣象條件也應(yīng)做好提前觀測(cè)準(zhǔn)備,分析該區(qū)域的氣候條件和降水情況,以保證施工期間不受惡劣的環(huán)境因素破壞。土壩施工多選擇在春秋兩季,一方面土壤中所含水分不多,另一方面春秋季節(jié)氣候穩(wěn)定,有利于施工。為不影響施工進(jìn)度,應(yīng)對(duì)施工區(qū)域的氣候情況進(jìn)行長(zhǎng)期的觀測(cè)。
二、土壩設(shè)計(jì)施工技術(shù)處理要點(diǎn)
(一)壩基的處理。在處理壩基上,防止?jié)B透作為首要原則,在土壩施工前,要對(duì)周?chē)臉?shù)枝樹(shù)葉等雜物進(jìn)行徹底清理,對(duì)劣質(zhì)土壤進(jìn)行清除,若壩基基礎(chǔ)不牢固,應(yīng)進(jìn)行土壤改良,去除軟土,保證土壤的堅(jiān)實(shí)穩(wěn)固。對(duì)于壩基防滲可采用黏土栽水槽,不僅施工方便且使壩坡穩(wěn)固,水槽底寬一般大于等于3m。(二)土壩黏土料場(chǎng)的選用。為保證土壩的總體質(zhì)量及使用性能,在雨季來(lái)臨之前,對(duì)料場(chǎng)做好防水排水的準(zhǔn)備措施,以滿足對(duì)壩用料的使用要求。壩體用料多選用地質(zhì)均勻的黏土料,黏土料要貯量集中,要留有一定的備料,以保證不時(shí)之需。在氣候寒冷的施工地區(qū),可用干枯樹(shù)枝來(lái)保護(hù)土料,將其覆蓋,以便來(lái)年繼續(xù)使用。(三)筑壩技術(shù)。在水利工程筑壩中,應(yīng)選擇在少雨的環(huán)境中進(jìn)行,控制好黏土料的質(zhì)量,在筑壩過(guò)程中嚴(yán)禁使用水分過(guò)高的材料用于壩體中,因?yàn)檎惩镣亮先艉科?,?huì)影響其抗剪強(qiáng)度,導(dǎo)致土壩施工過(guò)程中容易產(chǎn)生孔隙壓力,進(jìn)而影響壩體的穩(wěn)定性。若粘土土料含水量大,將會(huì)給碾壓程度造成困難,從而加大了壩體的滲透隱患。為了壩體順利施工,應(yīng)時(shí)刻關(guān)注施工區(qū)域的天氣情況,做好防水準(zhǔn)備。(四)壩體結(jié)構(gòu)。根據(jù)當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)情況和交通環(huán)境等因素考慮,建壩頂材料厚度應(yīng)在0.2m,壩頂應(yīng)向下游側(cè)傾斜3%,上游宜設(shè)立防浪墻,高度在1.2m左右,墻體可用混凝土澆筑,墻體與壩體之間要連接緊密,防止?jié)B透。(五)壩型。碾壓式土石壩是碾壓式土石壩和碾壓式堆石壩的統(tǒng)稱(chēng),主要可分為:均質(zhì)壩、組合式土壩以及組合式土石壩等。水中填土壩最為常見(jiàn),其一般采用均質(zhì)壩,用料多,造價(jià)高,但是適用性強(qiáng)。影響土壩壩型的因素有很多,其中最主要的便是筑壩區(qū)域的地質(zhì)情況以及筑壩材料,除了腐殖質(zhì)太多劣質(zhì)土地不適合以外,其他土地經(jīng)稍微改良處理均可使用。除此以外,氣候條件、施工條件等各個(gè)因素均會(huì)影響壩型的選擇。
三、土壩設(shè)計(jì)施工實(shí)例分析研究
(一)施工取料。四川將樂(lè)高唐水電站位于將樂(lè)縣高塘鎮(zhèn)上游,以發(fā)電為主,組成部分分為左、右岸擋水壩以及開(kāi)關(guān)站等,始建于2005年,歷時(shí)2年完成。初征求設(shè)計(jì)單位意見(jiàn)后,采用外購(gòu)方式,對(duì)土質(zhì)中雜物進(jìn)行清除,土壩施工取料時(shí)使用黏土,并交由監(jiān)理進(jìn)行審查,確認(rèn)土料符合標(biāo)準(zhǔn)方可使用。(二)土料實(shí)驗(yàn)。在土壩施工前,需對(duì)取土場(chǎng)的土料進(jìn)行擊實(shí)試驗(yàn),在監(jiān)理的監(jiān)督下,得到土料最佳含水量和最大密度后,方可對(duì)土料進(jìn)行確定使用。(三)施工。1.施工前準(zhǔn)備利用工程儀器,如水準(zhǔn)儀全站儀對(duì)壩基范圍進(jìn)行試驗(yàn)采樣,對(duì)采樣地進(jìn)行立桿標(biāo)記,由測(cè)量人員提供樣單。首先在建筑之前,應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求對(duì)壩基范圍內(nèi)的覆蓋層進(jìn)行徹底的清除工作,可用工程機(jī)械由左到右的順序進(jìn)行,如遇機(jī)械處理不了的地方,應(yīng)及時(shí)安排人工處理方法進(jìn)行清除,進(jìn)而保證施工期間壩基土質(zhì)堅(jiān)實(shí)。2.施工期間注意事項(xiàng)在基礎(chǔ)挖掘結(jié)束后,應(yīng)對(duì)施工前的基礎(chǔ)進(jìn)行壓實(shí)工作,可采用18t的振動(dòng)式壓路機(jī),在機(jī)械行走期間開(kāi)動(dòng)振動(dòng)碾,按曲線路線行駛,使每處碾壓遍數(shù)達(dá)五遍以上,在對(duì)壩基進(jìn)行預(yù)埋儀器時(shí),按土壩基礎(chǔ)來(lái)進(jìn)行,分別埋在土壩左右兩側(cè),左側(cè)為0+131,右側(cè)為0+203,然后采用人工堆砌方式堆筑排水棱體石塊,使每塊棱體之間緊密無(wú)縫隙,厚度小于1m。砂碎石施工時(shí),不可有垂直相接之處,從外部采購(gòu)石料,將細(xì)碎石鋪灑在其表面,待堆砌完成后,在其內(nèi)側(cè)包上工布,由工作人員組織人力來(lái)完成鋪攤工作,保證間隔時(shí)間短,如無(wú)法進(jìn)行,可用塑料膜覆蓋其表面,避免陽(yáng)光照射,起到保護(hù)的作用。黏土填筑時(shí),應(yīng)嚴(yán)格按照工藝流程進(jìn)行,首先選擇土料廠,再對(duì)涂料進(jìn)行采樣實(shí)驗(yàn),向監(jiān)理申報(bào)等待審批,然后再進(jìn)行填筑工藝性的實(shí)驗(yàn),繼而將實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)結(jié)果進(jìn)行歸納整理,報(bào)告監(jiān)理待審批。3.施工后期土壩處理購(gòu)置填筑時(shí)所需要的用料,再進(jìn)行碾壓工作。在壩頂進(jìn)行施工時(shí),施工順序?yàn)橄葷仓览藟Γ贊仓潘疁?,然后澆筑混凝土路面,完成后再進(jìn)行草皮護(hù)坡,在種植皮草前應(yīng)對(duì)澆筑素混凝土方格網(wǎng)以及素混凝土進(jìn)行鑲邊工作。用人工方式對(duì)基礎(chǔ)進(jìn)行開(kāi)挖,用自卸車(chē)將工程用料卸至壩頂,再用人工進(jìn)行挑運(yùn)到倉(cāng)面,在澆筑一周后,可展開(kāi)回填工作??偠灾こ淌俏覈?guó)農(nóng)業(yè)發(fā)展的保障,也是促進(jìn)社會(huì)進(jìn)步的一項(xiàng)重要工程。土壩的歷史可以追溯到很久,建筑工人也有了豐富的經(jīng)驗(yàn),如今土壩建筑技術(shù)日益完善,從選址到施工都有著嚴(yán)格的施工流程,為我國(guó)農(nóng)業(yè)發(fā)展做出了重要的貢獻(xiàn),利國(guó)利民。
作者:范永林 單位:黑龍江省大慶市肇州縣朝陽(yáng)溝鎮(zhèn)政府
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