水利工程土坝设计及施工技术初探

徐宏璐 闫喜

摘    要：在我国的现代化进程当中，水利工程建设是尤为重要的组成部分，关系到社会生产生活的正常运转。在农田灌溉、发电和防洪抗涝等工作中，都需要依靠水利工程的功能。土坝具有良好的适应性，因此在水利工程当中得到普遍应用，其设计与施工的质量，会对水利工程的运行效果产生直接影响。本文将通过分析水利工程土坝设计及施工技术要点，探索水利工程土坝设计及施工技术的应用措施。

关键词：水利工程;土坝设计;施工技术

1  引言

土坝是由卵砾、土料和石碴等构成，作为一种挡水建筑具有良好的性能。在土坝的建造当中，由于可以就地取材，因此极大的提升了施工的便捷性。与传统的刚性坝相比较而言，其具有更强的适应性，在多种地形条件当中都可以得到应用。在我国科学技术的快速发展当中，土坝设计及施工技术也有了明显提升，为我国现代化建设打下了坚实的基础。由于土坝的类型存在较大的差异性，因此在设计与施工中应该对其基本要點进行有效控制。在确定技术应用方案时，应该对地形条件、气候状况等进行深入勘察，保障技术方案的可行性与合理性。这不仅关系到水利工程的建设质量，也会对人们的生命财产安全产生影响。

2  土坝施工条件分析

地质条件是影响土坝施工的主要因素，在施工前应该做好充分的勘察工作，并做好数据记录与分析。加强建设单位与设计单位、监理单位之间的沟通交流，保障技术应用方案符合当前地质环境的特点，降低意外因素对施工产生的影响。制定相关的预防与应急处理措施，保障施工的顺利进行。应该明确坝基的地质构造情况，对相关设计文件进行全面分析【1】。此外，还应该考虑到当地的气候环境。过高或者过低的气温，都会对土坝施工产生不良影响，应该根据当地的气候条件确定施工计划，防止影响施工进度。尤其是在多雨季节施工时，应该严格控制土料的含水量。

3  水利工程土坝设计及施工技术要点

3.1  料场处理

在施工前应该做好有效的清理工作，树枝、树根和弹簧土等多存在于坝基处，对其进行清除能够有效避免渗漏问题的出现。料场的处理也是土坝施工中的关键环节，应该建设性能优越的排水设施，应对雨季施工的要求。主要是针对地下水和降水进行处理，能够有效控制土料含水量，防止对料场产生负面影响。选择符合施工条件的黏土料，确保其物理性能与整体施工要求相符【2】。同时，应该控制备用料的数量，确保其具有均匀的质地，防止贮量不足给施工带来的限制。对黏土料的物理性质进行实验分析，在施工中应该避开耕地，同时确保良好的运输条件。在严寒的冬季施工时，为了能够降低低气温对施工质量产生的影响，应该采用干草和树叶等进行覆盖处理。

3.2  筑坝

筑坝施工应该尽可能防止降雨的影响，防止土料由于含水量上升对抗剪强度产生的影响，以保障土层接触面的粗糙性，提升土坝施工质量。在施工前应该对土料的含水量加以测定，防止由于含水量超标难以实施碾压施工。在设计方案的制定过程中，应该符合水利工程的整体设计要求，及时清理施工现场的弹簧土。在施工中应该由专业人员负责抽样测试，保障良好的施工条件【3】。根据设计要求明确铺土的实际厚度，加强对气候状况的预测分析，降低意外因素对施工的干扰。同时，根据当地条件采取防雨措施，防止积水出现在工作面当中，保障工程建设的顺利实施。

4  水利工程土坝设计及施工技术的应用

4.1  施工取料

在取料时应该加强与设计单位之间的沟通交流，通常情况下会采用外购的形式。应该由专业人员负责采购环节，加强对供应商资质的调查分析，确保原材料的质量符合施工要求。对市场价格进行对比与预估分析，在保障施工质量的同时，能够降低施工成本。对土料进行清理，防止杂草等产生影响，在选择排水棱体块石碴时，应该对其规格和质量进行检测【4】。应该合理应用挖掘机和压路机等进行挖取和碾压处理，在施工前应该对各类机械设备进行严格检测，防止在施工中出现严重故障。应该就近选择回填用黏土，并由监理工程师对其进行严格检测，保障其满足土坝填筑的施工要求。

4.2  土料实验

土料实验的开展，能够有效控制土料的质量，增强实际施工效果。击实试验应用于取土场当中，并交由专业实验人员进行操作。同时，应该加强与监理工程师的沟通交流，加强对土料最大干密度和最佳含水量的有效控制。

4.3  土坝施工

4.3.1  准备工作

由于土坝施工涉及的内容较多，因此应该做好充足的准备工作，在试验采样时可以应用水准仪、全站仪等设备，并对其进行立杆标记。及时清理施工现场的覆盖层，保障施工的顺利进行，通常会采用人工结合机械施工的方式提升施工效率。

4.3.2  施工注意事项

压实处理应该在基础挖掘完成后进行，在此过程中通常会应用18t振动式压路机。为了能够起到良好的压实效果，压路机应该曲线行驶，通常情况下碾压遍数不应该低于5遍。在预埋坝基观测仪器时，应该以土坝的基础形式为依据，在坝右侧0+203断面与坝左侧0+131断面中进行预埋处理。在排水棱体块石碴的堆筑当中，优先选择人工施工的方式，防止缝隙出现在棱体之间，同时控制厚度不超过1m【5】。防止垂直相接的问题出现在砂碎石排水体的施工当中，采用外购的方式获取碎石料，在铺筑时应该采用较细的碎石。土工布设置于内侧面当中，此工序应该在黏土填筑前、排水体施工后完成。采用人工的方式开展堆砌和铺摊施工，应该保障施工的连续性，提升土坝的施工质量。当由于意外因素影响无法连续施工时，应该采用一定的覆盖措施，比如塑料薄膜等，能够有效防止光照对施工产生的影响。在土料实验时，应该合理选择土料厂，确保实验数据符合相关要求和标准。

4.3.3  后期处理

应该交由专业人员及时整理相关实验数据，满足上游坡面的施工要求，之后开展护面施工。在坝顶施工前，应该确保坝体填筑设计高程满足相关要求。防浪墙、排水沟和混凝土路面的浇筑应该依次进行。草皮护坡和素混凝土镶边等，也是当前施工的主要环节，素混凝土方格网的浇筑施工应该在草皮植入之前进行，采用人工处理与机械施工相结合的方式，提升施工质量与效率。堆砌排水棱体，进而开展排水沟施工，回填操作应该在浇筑完成的5天后进行，在基础挖掘时通常采用人工的方式。在路肩缘石的埋设时，应该对交通状况进行分析，以确定其合理的高度与厚度。

5  结束语

料场处理与筑坝是水利工程土坝设计及施工技术的关键，施工时应该对地质条件和气候条件进行分析，提升施工的质量与效率。在实际施工当中，应该保障施工取料与土料实验的规范性，对不同施工要点进行严格控制。这不仅能够提升水利工程的建设质量，同时也是保障现代化建设顺利实施的关键环节。

参考文献：

[1] 陈国平.水利工程施工中土坝软基的处理方法[J].建材与装饰，2019（8）：294～295.

[2] 范永林.关于水利工程土坝设计及施工技术的研究[J].农民致富之友，2018（1）：59.

[3] 买买提艾力·艾海提.水利工程土坝设计及施工技术分析[J].南方农业，2017（17）：112～113.

[4] 王昌平.浅议水利工程土坝设计及工作特点[J].低碳世界，2016（27）：143～144.

[5] 周耀刚.浅议水利工程土坝设计及工作特点[J].科技创新与应用，2013（12）：142.

作者简介：

徐宏璐（1980—）性别：女，职称：高级工程师，籍贯：陕西省西安市，水利水电工程坝工专业，主要从事混凝土坝、土石坝的设计、计算及施工管理的工作与研究。工作单位：中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司。