水利工程土石坝与围堰的施工技术要点

水利工程土石坝与围堰的施工技术要点

施益金

身份证号：330281198910094133   浙江 宁波 余姚  315400

【摘要】为分析水利工程土石坝与围堰的施工技术要点，结合实际案例，分析了水利工程施工中土石坝和围堰施工技术的应用要点。分析结果表明，土石坝与围堰的施工技术要点包括材料选择、施工方法、防渗措施等多个方面。在实际施工中，需根据具体的工程条件和环境因素，科学地选择合适的施工技术和材料，以确保工程的质量和安全。通过精细化管理和严格的质量控制，可以有效提高水利工程的整体水平。

【关键词】水利工程；土石坝；围堰；填筑

【引言】水利工程是国家基础设施建设的重要组成部分，其施工质量直接关系到水资源的合理利用和防洪安全。在众多水利工程中，土石坝与围堰因其结构简便、适应性强和经济效益显著而被广泛应用。然而，这些工程的施工质量直接影响到整个水利工程的安全性和稳定性，因此，研究土石坝与围堰的施工技术要点具有重要的现实意义和长远的发展价值。

1、工程概述

某水利工程项目设计水库总库容为192.4万m³，调洪库容为35.4万m³，死库容为20.6万m³，该实例工程等级为Ⅳ级，工程规模属于小（Ⅰ）型，坝顶高程为1785.62m，坝体采用了土石坝，长度为267.54m，宽度为6.0m，最大坝体高度为38.25m。未给坝体和其他水工构筑物使用提供良好的条件，围堰采用了土石围堰。

2、土石坝施工技术应用要点

2.1料场规划

在水利工程土石坝施工中为降低对周围居民和生态环境造成的不良影响，所选择料场的位置要尽量远离居民生活区和生态环境敏感区，并考虑原材料运输的安全性和便捷性，尽量选择靠近主要运输道路和施工现场的场地作为原材料供应场。按照土石坝施工中所需原材料的数量和种类，科学合理地布设料场堆场，堆场应尽量平整，地势起伏不应太大，以方便后期原材料运输和装卸。案例水利工程，选择 在距离工程区域6km的位置，长度为100m，宽度为80m，料层为冲洪积粉质壤土，其力学性能如表1所示：

表1 料场料层力学性能表

料场材料的堆置高度需按照土石料的实际稳定性和运输设备的承载能力进行合理确定，避免原材料堆置太高而引起隐患，并于料场布设完善的排水系统，以降低雨水对原材料造成的侵害。并做好防尘和防风处理，以控制扬尘，降低对环境造成的污染和影响。

2.2土石料加工

从案例土石坝施工填料来源和物理特性可知，土石料自身所具有的黏性比较差，且颗粒粒径比较小，对水的依赖性比较强，需严控土石料含水量，和最佳含水量的偏差不能超过2%。若含水量过大，需通过多次翻拌晾晒的方法降低含水量，但若含水量过小，可通过适当喷洒水来提升含水量，以降低后期碾压的难度，提升土石坝施工效果【1】。

2.3坝基和岸坡处理

为给土石坝填料摊铺和碾压提供良好的条件，在正式进行土石坝摊铺和碾压之前，需对坝基和岸坡上的杂物进行全面清理，并做好地道、洞穴、泉眼的回填和封堵工作。将坡面和局部松散的浮渣全部清理干净后，沿着土石坝施工范围回填上低标号混凝土，凹处回填上新鲜的石渣，凸处进行拆除处理后，回填压实。

2.4摊铺和压实土石料

在水利工程土石坝施工中坝体摊铺和压实效果，直接关系到最终坝体结构的稳定性和安全性，因此，在实际施工中必须严控土石料摊铺和压实效果。常用的土石料摊铺法有三种，包括进占法、后退法、混合法，具体的特点和适用条件如表2所示：

表2 包括进占法、后退法、混合法的特点和适用条件

从表1中能够看出，进占法因其适用于粘性土和大粒径土石料，在防止弹簧土和剪切破坏方面有优势；后退法适用于沙土等易平土料，有助于减轻轮胎磨损；而混合法则结合了两者的优点，提高了施工效率【2】。在案例水利工程土石坝施工中采取了进占法进行铺料，具体如图1所示：

图1 进占法铺料示意图

铺料完成之后需及时跟进碾压，可联合应用多种碾压设备相互结合的方式对填料进行碾压，以提升土石坝的密实度和稳定性。在案例土石坝碾压时，采用振动压路机、单齿压路机、双钢轮压路机相互结合的方式进行碾压，不同碾压设备适用于不同类型的填土材料和填筑厚度，合理调配碾压和设备，利于土石坝达到理想的压实度。

3、围堰施工技术的应用要点

案例水利工程施工中围堰采用了土石过水围堰（结构示意图如图2所示），堆石体布置在下游，而黏土和砂土的堆积在上游起到防渗作用，并于土料和石料之间增设反滤层，其厚度不能低于30cm，以充分发挥出围堰挡水和阻水的作用。

图2 土石过水围堰结构示意图

3.1上游围堰施工要点

本工程的上游围堰施工中，将围堰两侧的坡度比控制在1∶2.5左右，围堰的顶部高程被设定为15.1m，而顶部的宽度则为5.0m。围堰底部的宽度则达到了40.5m。在围堰的两侧坡脚，采用堆石体作为基础，以确保结构的稳定性。围堰的防渗结构特别设计为黏土芯墙，这种设计可以有效地防止水的渗透。黏土芯墙的顶部宽度为2.0m，两侧的坡度比均为1∶0.5，此种施工方式能够促使整个围堰结构能够更加均匀地承受水力【3】。为了进一步加强围堰的稳定性，还在芯墙的两侧对称地填筑了砂砾料。在砂砾料的坡面上铺设了50cm厚的石渣，在围堰的顶部铺设30cm厚的石渣，以增加其耐用性和抗冲刷能力。围堰下部的河床主要由含砾粗砂层构成，此种材料具有良好的透水性，为了防止水的渗透，还需采用高喷板墙技术进行防渗处理，确保了围堰的整体安全和工程的顺利进行。

3.2下游围堰施工要点

在案例水利工程的施工过程中，下游围堰的两侧坡比被设计为1∶2.5。堰顶的高程设定为10.5m，而堰顶的宽度则为3.0m。同时，堰底的宽度确定为13.0m。为了增强堰体的稳定性，在两侧坡面上铺设了50cm厚的石渣。堰顶部分覆盖30cm厚的石渣，以确保其坚固耐用。在堰体的下部，河床主要由含砾粗砂层构成，这种材料具有一定的透水性，为了防止发生水渗漏问题，还采用了高喷板墙技术进行防渗处理【4】。由于案例围堰工程基坑下部同样存在含砾粗砂层，并且具有透水性，为了确保基坑内部施工能够顺利进行，在围堰实际施工中还需在上游和下游围堰的堰体下部以及基坑的左右两侧都进行高喷板墙的施工。以最大限度上防止外部水流渗入基坑，从而保障围堰施工的安全性，保障土石坝以及其他施工构筑物的施工任务能够顺利完成。

【结束语】

综上所述，结合理论实践，分析了水利工程土石坝与围堰的施工技术要点，分析结果表明，土石坝和围堰长期以来都是水利工程施工的难点和重点，工程规模大，现场条件复杂。这就要求在实际施工中能够结合现场条件，选择合适的结构形式，并加强对材料的选择和每个细节的有效把控，才能提升土石坝和围堰施工质量。

【参考文献】

[1]蔡宝红.水利施工中围堰技术的运用与施工技术要点研究[J].建材发展导向,2023,21(16):117-120.

[2]周恋彬,杨晓.土石坝工程双溢洪道与施工导流布置探讨[J].水科学与工程技术,2021,(04):41-43.

[3]李良琦.水利工程土石坝坝体施工技术要点[J].建筑技术开发,2021,48(11):61-62.

[4]黄院亭.大型水利水电工程施工技术进度风险分析[J].居舍,2021,(13):49-50.