水利工程施工中的土方填筑施工技术实践探析论文

2024-11-28 15:57:58 来源: 作者:liziwei
摘要:指出了水利工程土方填筑重难点,介绍了土方填筑施工技术实践过程,分析了土方填筑施工技术实践效果。
摘要:指出了水利工程土方填筑重难点,介绍了土方填筑施工技术实践过程,分析了土方填筑施工技术实践效果。
关键词:水利工程;土方填筑;施工技术
土方工程作为建设基础设施的技术、经济核心问题,对大坝、堤防质量、投资与工期具有直接影响,控制土石方工程质量对水利工程建设意义重大。特别是水利工程坝体填筑工序繁杂而多、质量标准高,如果质量不佳,轻则破坏渗漏、滑坡裂缝,重则土石坝溃坝。因此,针对常规施工质量控制弊端和缺陷,必须实施高精度、自动化土方填筑施工控制,保证工程质量可控性。
1水利工程土方填筑重难点
以拉洛水利枢纽及配套灌区工程为例,所在流域水资源充沛,却由于缺少水利工程,开发水资源有所不足。该水利工程建设以灌溉为主要任务,工程等级Ⅱ等,大坝右岸是隐水洞、泄洪洞,左岸坝肩是开敞式溢洪道,坝顶高程4 306.35 m,防浪墙1.35 m,坝高61.5 m,顶面高程是4 305 m,坝顶轴线425.6 m。
水利工程中土方填筑施工存在以下重难点:第一,在水利工程土石坝填筑中,坝体变形与堆石料压缩模量、坝高息息相关,与压缩模量呈反比,与坝高平方呈正比。坝高不断增加,无论哪种坝料沉降变形也越来越快(见图1),为控制大坝变形沉降,确保坝体、面板稳定安全,需要结合筑坝料力学特性、地质条件确定土方填筑碾压标准。第二,坝料质量和填筑质量息息相关,尤其是该工程规模较大,所需坝料较多,如果坝料质量不佳,将会导致渗透系数、紧密密度、含泥量不符合要求,出现倒塌渗透情况。第三,铺料厚度增加,土方填筑干密度随之减小,压缩模量与压实度也随之增大。但是,摊铺厚度越薄,代表填筑工期越长,增加工程建设成本,必须平衡成本及填筑质量,合理确定铺料厚度。
2土方填筑施工技术实践过程
2.1做好施工准备
2.1.1现场清基
根据土方填筑施工方案,确定工程范围,清理该处杂草杂物等,以免对正常施工造成影响。堤基基面清理保证全面性,综合考虑铺盖、堤身、压载的基面,保证各处洁净。对于结合部位要求填筑1层,搭接宽度超过50 cm。要求地基坚实、地形平坦,不满足要求场地推平处理,以水准仪校准,直至场地沉降量在2 mm以内,满足要求。
2.2.2填料选择
秉持资源最大化原则,选择现场开挖料。细骨料、粗骨料、块石料、矿粉开采损耗率取10%、7%、10%、15%,以矿粉用量为依据,计算骨料破损平衡。
该工程使用块石料场和砂砾料场,对材料质量加以评估。料场开采坝壳料,为确保土石料连续供应,正常填筑坝体,将其分为主备用料场。排水料、反滤料、垫层料、过渡料选用天然砂砾料,通过砾石系统加工应用。沥青混凝土骨料中,考虑工程附近天然卵砾石料复杂,整体沥青黏附性不足,不宜作为粗骨料,选定周围水泥厂购进原料,运输距离75 km。
2.3摊铺碾压施工
大坝填筑中,碾压施工作为重要环节,为保证铺料厚度、碾压次数符合要求,开展碾压试验,结合高精度定位,优化施工技术参数,保证填筑施工合理性。该工程对其开展试验。可见,在相同铺料厚度下,碾压次数增加,则相对密度增加,增加趋势却逐渐变缓;碾压次数相同,铺料厚度增加,相对密度随之减少。标准砂砾料相对密度不小于0.09,综合考虑洒水后将增加压实效果,结合工程成本,选择80 cm铺料厚度,10次碾压次数。
确定铺料厚度、碾压次数等参数后,即可开展施工。具体实践为:①碾压设备。大坝常用碾压设备有羊足碾、气胎碾、振动碾、冲击碾等,考虑该工程坝料情况,选择振动碾方式,32 t自行式振动碾激振力590 kN,静线荷载960 N/cm,压实宽度2 470 mm,名义振幅1.8 mm,速度3~7 km/h,保证坝面平整度。②摊铺洒水。在处理基础平面后,根据设计场地划分场地,利用自卸汽车上料,推土机摊铺坝料,整体摊铺中,以水准仪和标杆控制铺料厚度,且满足铺料平整度后,静碾2次。摊铺作业后开展洒水作业,以80 cm铺料厚度,10次碾压次数为例开展试验,从0%~15%进行洒水试验,平均相对密度先增加,后期上升趋势平缓,洒水量10%时基本不再增加相对密度。由此对洒水区域添加10%水,保证洒水作业均匀同步。③振动碾压。场地洒水作业后,为避免蒸发水量导致试验误差,立即按照计划开展碾压试验,控制行车速度小于3 km/h,选用进退错距法碾压。具体操作中,相同碾压条带碾压1个来回记录2次,规定碾压次数结束后,开展下条碾压带碾压工作,搭接宽度大于20 cm。
2.4施工质量检验
土方填筑铺平、压实后,按照规定取样开展施工测试,保证其满足规划要求。安排专人监督检验,严格按照工序要求开展基底检测,结合气候条件开展验收,检验合格后,方能开展下部工序,每个施工步骤均严格审查,提高施工质量与效率。
3效果分析
该工程严格按照上述要求开展施工,在土方填筑中设置CFC-40型沉降观测仪与沉降板,测试各阶段沉降观测曲线。
逐步稳定阶段,荷载不再增加,却尚未完成土体固结,观测点随时间发展沉降量持续增加,增长速率显著降低。稳定阶段基本完成土方填筑,整体沉降更为缓慢,趋于平稳。以此而言,伴随填筑高度增加,沉降量规律性增大,且与摊铺厚度、碾压次数等息息相关,必须做好摊铺、碾压等参数选取工作,保证获得良好施工效果。
4结束语
综上所述,结合水利工程案例,分析土方填筑施工技术的实践应用措施。结果表明,不同水利工程土方要求不同,需结合工程施工重难点,准确计算垫料层与砂砾层相对密度、孔隙率,遵循就近原则选择填筑料场,开展摊铺厚度及碾压次数试验,顺利完成土方填筑施工。水利工程土方施工作为基础环节,必须把控施工细节,方能提升施工质量、速度等。
参考文献:
[1]许锐波.水利工程施工中的土方填筑施工技术[J].城市建设理论研究(电子版),2023(36):181-183.
[2]张华.湛江市鉴江供水工程海底输水管道施工设计[J].陕西水利,2023(12):84-85,91.
[3]马光标.富平县张桥镇铁门洼地应急排涝工程实施方案浅析[J].陕西水利,2023(11):68-69,72.
[4]赖舒静.浅析水利工程土方填筑中的注意事项[J].珠江水运,2022(21):42-44.
