关于水利工程土坝设计及施工技术的研究

刘建海

【摘要】建设土坝工程对各种地形的适应度较强，在水利工程中的应用也十分广泛，土坝的历史较为悠久，人们在施工和设计中也累计了丰富的经验。特别是在气候恶劣、工程地质条件复杂和高烈度地震的地区，经处理后均可筑坝。该文结合工程实际情况，探讨了水利工程土坝的设计与施工技术，明确了土石坝实际上是一种可取的坝型

【关键词】水利工程；土坝施工；施工设计

土坝工程能够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。

1、土坝施工条件

1.1 地质环境

在土坝施工之前，首先要选好地质。参与工程的相关部门应联合采取有效措施，分析和预测土坝工程施工中可能发生的异常状况，并制定相应应急预案。在调研和熟悉设计图纸中土坝坝基地质构造后，确定工程施工可行方可施工。

1.2 自然环境因素

春秋两季自然天气因素时选择土坝工程施工，应充分考量。在制定土坝施工进度时应全面考虑影响施工进度的各个因素，应尽量提前设计施工进度，这样有助于碾压作业的进行。选在春秋两季施工是由于这两个季节气温适宜、土壤含水率相对较低，在施工时应科学统计降水与气温等天气条件，同时做好持续监测。

2、土坝设计施工技术要点

2.1坝基处理

土坝坝基施工时应彻底地清理坝基部的腐殖土、弹簧土以及树根等杂物，以免坝体出现渗漏的情况。总而严之，在土坝施工前应对坝基进行有效的技术处置。

2.2土坝黏土料场的选用

为保证土坝的总体质量及使用性能，在雨季來临之前，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。

2.3坝体施工技术

坝体施工时应选择无雨和少雨季节，如果降水过多致使土壤含量过大将严重影响和破坏土料的抗碱强度，使土壤层间出现光滑土层造成滑坡。并且如果土料含水率过大将无法碾压，所以在坝体施工时应严格控制土料含水率，防治土料含水率超标。应严格依据相关标准进行土坝施工设计，如施工现场存在弹簧土，则应彻底清除并采样试验。在筑坝施工时，应严格控制填土层的厚度。最后，应时刻关注天气情况，采取有效的防雨措施，避免在作业面上存有积水。

3、土坝施工设计实例分析

3.1土坝施工取料

对于其中含有草根等杂物，进行彻底的清除。对于土坝工程中的碎石和排水棱体块石碴，挑选符合标准的碎石和排水棱体块石碴。利用挖掘机进行挖取，并运到现场，用压路机进行碾压后即可投入到工程中。土坝施工取料时使用的回填用粘土来自右岸粘土料场，并交由监理工程师进行审查，确认土料符合土坝填筑标准的，方可使用

3.2该工程土坝施工技术

在实际施工前依据设计图纸使用挖掘机从左至右清理坝基覆盖范围区域。而后使用全站型电子速测仪进行坝基开挖范围的实地放样工作，使用小红旗做好标记，样单由测量技术人员提供。将基础开挖完毕后，接下来进行基础压实作业，使用18T震动式压路机，压路机以‘S形线路前进反复碾压，同时开启振动碾，碾压次数不应少于5次。在预埋土坝坝基监测设备时，应严格依据土坝坝基设计图纸施工，将检测装置分别预埋在坝基左侧0+121与右侧0+213的基础断面处。

3.3坝体构造

据当地实际情况，以及考虑到大坝建成后的交通问题，路面下游侧埋设厚 0.4 m 、高0.2m的路肩缘石。坝顶材料用沥青铺设路面，上游侧设1.2m防浪墙，厚度为0.2m坝顶向下游侧倾斜3%，下游设草皮护坡。另外墙体可用混凝土浇筑，坝顶防浪墙施工时，墙底与坝身的防渗体要连接好，严防漏水。

3.4施工期间注意事项

坝基挖掘结束后，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。

3.5.施工后期土坝处理

在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。

3.6土坝黏土料的选用与维护

在雨季到来前，应做好料场排水设施以免雨水或地下水影响土坝用料的物理性能提高土料的含水率，影响土坝总体质量和使用性能。在土坝用料的选择方面，应预留一部分备用料，贮量应集中并且要选择质地均匀的黏土料，保证土料贮量充足。同时还应研究和分析黏土料的物理特性。尽可能不使用耕地用土，同时也应考虑涂料运输以及开采的问题。在气候严寒地区施工时可以直接利用干枯的树枝或积雪等将土料覆盖，确保土料来年施工的正常使用。

结语：

综上，对于水利工程土坝设计及施工技术，要严格按照有关规定开展各项施工程序。在土坝的施工过程中，土坝施工的原材料、风化土含量、有机物含量、砾石含量从将乐高唐水电站建设的检测结果来看都符合相关的标准和要求。在水利工程土坝施工设计时，通过上文对水利工程土坝施工条件和技术处理的研究和分析，要与施工的实际情况进行结合，要严格遵守国家的相关规定和标准，才能够发挥出土坝施工设计的价值。总之，由于土石坝设计和施工技术的发展，土石坝历史悠久，使土石坝具有许多独特的优越性，在施工与设计中已积累了丰富的经验，可以就地、就近取材，几乎任何土石均可筑坝。节省大量水泥、木材和钢材，放宽了对筑坝材料的要求，减少工地的外线运输量。再加上最近几十年来新的筑坝理论和施工技术的高速发展，土石坝已经成为世界坝工建设中应用最广泛、发展最快的一种坝型。

参考文献：

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