水利工程土壩設計及施工技術研究

時間:2022-02-13 09:41:39

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水利工程土壩設計及施工技術研究

土壩工程歷史悠久且能適應各種地形和氣候,致使其應用廣泛,同時,人們在設計施工中積累了一定的經驗。為了提高土壩施工的實用性及經濟性,應在符合我國施工標準上,結合實際情況展開設計與施工。

一、土壩設計施工條件

(一)地質環(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險。在土壩施工前,承建部門及施工單位應對文件中的設計方案進行再三評估,提前采取有效可行的預防措施,共同研究和預測土壩在施工期間可能出現(xiàn)的突發(fā)性危險情況,提前制定相應的措施方案,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行,有關的部門對施工區(qū)域的氣象條件也應做好提前觀測準備,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。為不影響施工進度,應對施工區(qū)域的氣候情況進行長期的觀測。

二、土壩設計施工技術處理要點

(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,要對周圍的樹枝樹葉等雜物進行徹底清理,對劣質土壤進行清除,若壩基基礎不牢固,應進行土壤改良,去除軟土,保證土壤的堅實穩(wěn)固。對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)土壩黏土料場的選用。為保證土壩的總體質量及使用性能,在雨季來臨之前,對料場做好防水排水的準備措施,以滿足對壩用料的使用要求。壩體用料多選用地質均勻的黏土料,黏土料要貯量集中,要留有一定的備料,以保證不時之需。在氣候寒冷的施工地區(qū),可用干枯樹枝來保護土料,將其覆蓋,以便來年繼續(xù)使用。(三)筑壩技術。在水利工程筑壩中,應選擇在少雨的環(huán)境中進行,控制好黏土料的質量,在筑壩過程中嚴禁使用水分過高的材料用于壩體中,因為粘土土料若含水量偏高,會影響其抗剪強度,導致土壩施工過程中容易產生孔隙壓力,進而影響壩體的穩(wěn)定性。若粘土土料含水量大,將會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,應時刻關注施工區(qū)域的天氣情況,做好防水準備。(四)壩體結構。根據(jù)當?shù)氐牡刭|情況和交通環(huán)境等因素考慮,建壩頂材料厚度應在0.2m,壩頂應向下游側傾斜3%,上游宜設立防浪墻,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,主要可分為:均質壩、組合式土壩以及組合式土石壩等。水中填土壩最為常見,其一般采用均質壩,用料多,造價高,但是適用性強。影響土壩壩型的因素有很多,其中最主要的便是筑壩區(qū)域的地質情況以及筑壩材料,除了腐殖質太多劣質土地不適合以外,其他土地經稍微改良處理均可使用。除此以外,氣候條件、施工條件等各個因素均會影響壩型的選擇。

三、土壩設計施工實例分析研究

(一)施工取料。四川將樂高唐水電站位于將樂縣高塘鎮(zhèn)上游,以發(fā)電為主,組成部分分為左、右岸擋水壩以及開關站等,始建于2005年,歷時2年完成。初征求設計單位意見后,采用外購方式,對土質中雜物進行清除,土壩施工取料時使用黏土,并交由監(jiān)理進行審查,確認土料符合標準方可使用。(二)土料實驗。在土壩施工前,需對取土場的土料進行擊實試驗,在監(jiān)理的監(jiān)督下,得到土料最佳含水量和最大密度后,方可對土料進行確定使用。(三)施工。1.施工前準備利用工程儀器,如水準儀全站儀對壩基范圍進行試驗采樣,對采樣地進行立桿標記,由測量人員提供樣單。首先在建筑之前,應嚴格按照設計要求對壩基范圍內的覆蓋層進行徹底的清除工作,可用工程機械由左到右的順序進行,如遇機械處理不了的地方,應及時安排人工處理方法進行清除,進而保證施工期間壩基土質堅實。2.施工期間注意事項在基礎挖掘結束后,應對施工前的基礎進行壓實工作,可采用18t的振動式壓路機,在機械行走期間開動振動碾,按曲線路線行駛,使每處碾壓遍數(shù)達五遍以上,在對壩基進行預埋儀器時,按土壩基礎來進行,分別埋在土壩左右兩側,左側為0+131,右側為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縫隙,厚度小于1m。砂碎石施工時,不可有垂直相接之處,從外部采購石料,將細碎石鋪灑在其表面,待堆砌完成后,在其內側包上工布,由工作人員組織人力來完成鋪攤工作,保證間隔時間短,如無法進行,可用塑料膜覆蓋其表面,避免陽光照射,起到保護的作用。黏土填筑時,應嚴格按照工藝流程進行,首先選擇土料廠,再對涂料進行采樣實驗,向監(jiān)理申報等待審批,然后再進行填筑工藝性的實驗,繼而將實驗的數(shù)據(jù)結果進行歸納整理,報告監(jiān)理待審批。3.施工后期土壩處理購置填筑時所需要的用料,再進行碾壓工作。在壩頂進行施工時,施工順序為先澆筑防浪墻,再澆筑排水溝,然后澆筑混凝土路面,完成后再進行草皮護坡,在種植皮草前應對澆筑素混凝土方格網以及素混凝土進行鑲邊工作。用人工方式對基礎進行開挖,用自卸車將工程用料卸至壩頂,再用人工進行挑運到倉面,在澆筑一周后,可展開回填工作??偠灾?,水利工程是我國農業(yè)發(fā)展的保障,也是促進社會進步的一項重要工程。土壩的歷史可以追溯到很久,建筑工人也有了豐富的經驗,如今土壩建筑技術日益完善,從選址到施工都有著嚴格的施工流程,為我國農業(yè)發(fā)展做出了重要的貢獻,利國利民。

作者:范永林 單位:黑龍江省大慶市肇州縣朝陽溝鎮(zhèn)政府