CN110804994B - 一种水库大坝施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水库大坝施工方法，涉及建筑施工技术，用于解决普通大坝强度不足的问题，包括以下步骤：坝基处理,铲去坝基所在地植被，并确保土层中无植被根系残留，然后锤击夯实；灌浆施工，在坝基的中心钻设直至岩层的灌注井，然后插入钢筋笼，并灌注混凝土，形成坝基桩；坝基填筑，对坝基所在地进行土方回填；坝体浇筑，对土方回填后的坝基浇筑混凝土，并确保坝体与坝基桩相连；本发明具有以下优点和效果：深入岩层的坝基桩能够将坝体与岩层进行连接，加强坝体的稳定性和连接强度，使得坝体能够承受来自水流的推力，从而达到降低安全隐患的目的。

Description

一种水库大坝施工方法

技术领域

本发明涉及建筑施工技术，特别涉及一种水库大坝施工方法。

背景技术

社会进步的重要证明之一，在于人类能够充分利用各种工具和资源来为自身创造更加良好的生存条件，水库就是人们为自身用水方便而设计建造的，其能够对水资源进行储存调蓄，有利于农业灌溉及居民生产生活。

大坝是水库中用作拦水的大堤，主要用作抬高河流水位，形成上游调节水库，现有的大坝在建造过程中，一般都是先开挖基坑，然后对基坑进行填土堆堤，最后进行混凝土砌筑形成大坝。

上述施工方法中，大坝浇筑形成的混凝土是直接压在库区积土层上的，当库区内存满水时，水流施加给大坝的推力则完全依靠大坝压在地面上时与地面之间所产生的摩擦力进行抵消，一旦遇上洪峰时期，库区水位上涨迅猛致使水流推力急速上升，那么大坝很容易被库区蓄水推倒，因此这种方法建造的大坝强度较低，存在安全隐患。

发明内容

本发明的目的是提供一种水库大坝施工方法，能够提高大坝与库区地面之间的结合力以提高大坝的强度，从而达到降低安全隐患的目的。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种水库大坝施工方法，包括以下步骤：

S1 坝基处理,先对坝基所在地进行推铲，铲去植被，并确保土层中无植被根系残留，然后对土层进行锤击夯实，在夯实过程中若土层下陷深度超过设定值，需对基坑进行回填后再次锤击夯实；

S2 灌浆施工，在坝基的中心处钻设灌注井，直至贯入岩层，然后往灌注井内插入钢筋笼，并在井口搭设定型模板，再往灌注井内灌注混凝土，形成坝基桩；

S3 坝基填筑，对坝基所在地进行土方回填，并且在填筑土方过程中，需对坝基进行超填，并碾压夯实；

S4 坝体浇筑，对土方回填后的坝基浇筑混凝土，以对土方形成加固，并在浇筑的过程中确保坝体与坝基桩相连。

通过采用上述方案，锤击夯实能够加强坝基的结构强度，而灌浆入岩层，能够提高坝基桩与地面之间结合的牢固度，使得随后回填浇筑形成的坝体能够更加稳定地立在原地对库区水流的冲击力进行卸载，相比起普通大坝直接浇筑成型，以坝体和土层之间的相互摩擦力来作为抵抗水流冲击的支撑力，这种施工方式制成的大坝其负载能力及强度均要远强于前者，因此能够达到降低安全隐患的目的。

本发明的进一步设置为：所述坝基在夯实的同时，需要进行防渗施工，具体操作方法为：在坝基所在地两侧3~4m处挖设明沟，并压捣明沟与坝基之间的土层，使其向明沟一侧下斜，然后在明沟内靠近坝基的一侧铺设防水土工布，再往明沟内填入土、石混合物，直至填平并压实。

由于坝体的施工周期较长，期间可能会遭遇降雨天气，库区内可能会产生少量积水，这些积水溢流向为完工的坝体时会对其最终施工质量造成负面影响，通过采用上述方案，当库区因降雨等原因所产生的积水流向未完工坝基时，有明沟在库区和坝基之间作为缓冲，水流会沉降在明沟所在处，以减少坝基渗水，同时防水土工布能够进一步防止进入明沟的水向坝基一侧渗透，从而更好地维护坝基施工质量。

本发明的进一步设置为：所述明沟在挖设后，还需要进行帷幕灌浆防渗处理，具体操作方法为：在明沟和坝基之间的土层上开挖灌浆坑，直至与岩石层相触，然后沿灌浆坑长度方向并排挖设灌浆孔，再依次灌注混凝土形成防渗帷幕。

通过采用上述方案，防渗帷幕在施工过程中以及坝体完工后都能够对坝体附近的土层起到拦截渗水，以及缓解水流对土层冲刷力的作用，有助于保持坝基所在地的水土，并减缓坝基渗水，从而达到提高坝体承载力的目的。

本发明的进一步设置为：所述防渗帷幕在灌浆过程中发生冒浆、漏浆、串浆时，要立即停止灌浆，并用清水对灌浆孔进行冲洗，随后吹扫干净水分后才能重新灌浆。

通过采用上述方案，当防渗帷幕在灌浆的过程中发生漏浆、串浆等情况时，容易导致防渗帷幕浇筑后出现鼓包、气室等缺陷，将影响防渗帷幕的强度及防渗能力，因此需要清理后重新浇筑。

本发明的进一步设置为：坝基填筑用土包括渣土和粘土，粘土在使用之前，需要先进行加工处理，具体加工方法为：先将粘土进行筛分，去除粘土中混杂的植物根系、碎石等杂质，然后根据粘土含水量进行处理，含水量超过大坝建设规范指导文件标准时，对粘土进行翻松、晾晒，以降低其含水量；而含水量低于大坝建设规范指导文件标准时，通过洒水并刨土的形式增加其含水量。

通过采用上述方案，去除植物根系、碎石后能够提高粘土填筑时的密实度，而含水量的高低则会影响粘土填筑后的塌落度，含水量太高，填筑体易垮塌，含水量太低，填筑体易难以形成连结，因此需要控制好土方的含水量。

本发明的进一步设置为：所述土方回填的具体方法为：先填筑粘土，填筑时采取进退错距法，并在填筑后对土方进行压实、碾平，然后以同样的方法填筑渣土，粘土和渣土之间交叉回填至超出设计标高至少30cm，并在回填的整个过程中，在坝体两侧超填反滤料至少80cm。

通过采用上述方案，超填能够方便给予坝基压实后的高度一定余量，以免填筑高度达不到设计要求；而反滤料则主要用于对坝体内的土方进行巩固，任何坝体在使用过程中都不可避免会产生渗水现象，渗水又会导致坝体内填筑的土方产生流失，因此在坝体两侧填设反滤料能够阻碍土方的流失，从而使得坝体拥有更加长久的使用寿命。

本发明的进一步设置为：所述土方在回填过程中铺土、碾压、检验需连续作业，松土不得过夜，且压实后的填土在填上面一层土之前必须洒水润湿并刨毛2~5cm。

通过采用上述方案，土方回填过程中若出现停断，将影响坝基填筑质量，因此出于确保建造质量的角度考虑，必须连续作业；而填上面一层土之前进行晒水并刨毛，能够对土进行湿润，使土层具有粘性，从而使得上下两层填土之间拥有更强的结合力。

本发明的进一步设置为：所述进退错距法的具体操作为：首先沿着坝体长度方向前进压实，前进5~6m再后退压实一个压实宽度，压实2~3遍之后，再压实下一个压实宽度，且在整个压实过程中，须确保第二个压实宽度与第一个压实宽度有一定的重叠量。

通过采用上述方案，采用进退错距法进行压实能够让填土压得更加紧实，使得坝基拥有更高的结构强度，而确保第二个压实宽度与第一个压实宽度有一定的重叠量则是因为后一步压实时，会对前一步压过的坝面产生挤压，有可能导致坝基松动，因此要多回压一些，这样能够确保坝基各部位都充分压实，从而达到提高坝体密实度的目的。

本发明的进一步设置为：所述粘土严禁在雨天施工，降雨来临前，应将已平整尚未碾压的松土用振动平碾快速碾压形成光面，并同时做好坝面防雨，降雨至复工期间，严禁施工机械穿越坝面，雨后复工时，须将含水量超标和被泥土混杂和污染的反滤料予以清除，并使未压实表土含水量情况，可采用翻松、晾晒或清除处理，并在随后的施工过程中，严禁在有积水、泥泞和运输车辆走过的坝面上填土，此处坝面须重新翻松回填。

通过采用上述方案，避开阴雨天施工主要是防止雨水深入坝基内，造成坝基垮塌，而将含水量超标的填料和反滤料进行清除，也是同样的原理，含水量超标的填土强度严重不足，而污损的反滤料的防渗性能及对土方的支撑都会下降，因此需要确保这些条件满足要求。

本发明的进一步设置为：所述反滤料包括碎石块和大石块，碎石块堆砌于坝体迎向水库蓄水区的一侧，所述大石块支撑于坝体北向蓄水区的一侧。

通过采用上述方案，碎石块体积较小，相互之间的缝隙较小，水从库区渗入坝体内的量也会较少，而大石块体积大，也就意味着其自重大，那么在当坝体内的填土被水流渗透向外流失时，大石块能够较好地对填土进行支撑，从而使坝体具有更好的土方保持性。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

1.深入岩层的坝基桩能够将坝体与岩层进行连接，加强坝体的稳定性和连接强度，使得坝体能够承受来自水流的推力，从而达到降低安全隐患的目的；

2.防渗处理能够减少坝体施工过程中以及使用过程中发生渗水的情况，从而确保坝体的结构强度；

3. 加工处理能够提高粘土湿润后的粘合力，使坝基土方在填筑的过程中能够更加密实，从而达到进一步提高坝体强度的目的。

附图说明

图1是本发明的施工流程图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

如图1所示，一种水库大坝施工方法，包括以下步骤：

S1 坝基处理, 先对坝基所在地进行推铲，铲去植被，并确保土层中无植被根系残留，然后对土层进行锤击夯实，在夯实过程中若土层下陷深度超过设定值，需对基坑进行回填后再次锤击夯实。

在进行坝基处理的同时，要对坝基所在地做防渗处理，具体操作方法为：在坝基所在地两侧3~4m处挖设明沟，明沟开挖宽度为1~1.2m，深度为3~5m，并压捣密实明沟与坝基之间的土层，使其向明沟一侧下斜，然后在明沟内靠近坝基的一侧铺设防水土工布，以防有水渗向坝基所在地，之后再往明沟内填入土、石混合物，直至填平并压实。

防渗明沟处理完后，还需要进行帷幕灌浆防渗处理，帷幕灌浆是指在明沟和坝基之间设置一道连续的现浇混凝土帷幕，以阻挡水流渗向坝基，具体操作方法为：在明沟和坝基之间的土层上开挖灌浆坑，直至与岩石层相触，然后沿灌浆坑长度方向并排挖设灌浆孔，再依次灌注混凝土形成防渗帷幕。在灌浆过程中发生冒浆、漏浆、串浆时，要立即停止灌浆，并用清水对灌浆孔进行冲洗，随后吹扫干净水分后才能重新灌浆，确保相邻两个灌浆孔内的混凝土不会相互影响，以使帷幕灌浆成型后不会产生裂缝及透水孔隙。

S2 灌浆施工，防水工程做完后，在坝基的中心处钻设灌注井，灌注井须直入地下岩层，然后往灌注井内插入钢筋笼，并在井口搭设定型模板，定型模板的搭设高度需大于坝基桩设定高度，然后往灌注井内灌注混凝土，待混凝土凝固后形成坝基桩。

S3 坝基填筑，对坝基所在地进行土方回填，填筑用土包括渣土和粘土，渣土中允许有石块及建筑混凝土碎石，但石块及混凝土碎石的直径不得大于10cm，且粘土在使用之前，需要先进行加工处理，具体加工方法为：先将粘土进行筛分，去除粘土中混杂的植物根系、碎石等杂质，然后根据粘土含水量进行处理。含水量超过大坝建设规范指导文件标准时，对粘土进行翻松、晾晒，以降低其含水量；而含水量低于大坝建设规范指导文件标准时，通过洒水并刨土的形式增加其含水量。

土方在回填的过程中，先在最底层填筑粘土，填筑厚度不小于50cm，填筑时采取进退错距法，进退错距法的具体操作为：首先沿着坝体长度方向前进压实，前进5~6m再后退压实一个压实宽度，压实2~3遍之后，再压实下一个压实宽度，且在整个压实过程中，须确保第二个压实宽度与第一个压实宽度有一定的重叠量。然后以同样的方法填筑渣土，粘土和渣土之间交叉回填至超出设计标高至少30cm，并在回填的整个过程中，在坝体两侧超填反滤料至少80cm。

所述反滤料包括碎石块和大石块，碎石块堆砌于坝体迎向水库蓄水区的一侧，所述大石块支撑于坝体北向蓄水区的一侧，根据坝体顶面宽度，碎石块及大石块的尺寸可适当调整，坝面越宽，石块体积应当越大，主要是坝面宽，那么坝体的自重就大，被水渗透后强度下降梯度较缓，因此可以用尺寸较大的碎石块；但自重大，那么坝体向外倾斜时的推力也大，因此支撑其水土所需的大石块体积也相应要加大。

需要注意的是，土方在回填过程中铺土、碾压、检验需连续作业，松土不得过夜，且压实后的填土在填上面一层土之前必须洒水润湿并刨毛2~5cm。同时，粘土严禁在雨天施工，降雨来临前，应将已平整尚未碾压的松土用振动平碾快速碾压形成光面，并同时做好坝面防雨，降雨至复工期间，严禁施工机械穿越坝面，雨后复工时，须将含水量超标和被泥土混杂和污染的反滤料予以清除，并使未压实表土含水量情况，可采用翻松、晾晒或清除处理，并在随后的施工过程中，严禁在有积水、泥泞和运输车辆走过的坝面上填土，此处坝面须重新翻松回填。

S4 坝体浇筑，对土方回填后的坝基浇筑混凝土，以对土方形成包裹加固，并在浇筑的过程中确保坝体与坝基桩相连，同时在坝体朝向水库蓄水区的一侧种植耐水植物，以保持坝体内填筑用土的稳固。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (3)

1.一种水库大坝施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1 坝基处理,先对坝基所在地进行推铲，铲去植被，并确保土层中无植被根系残留，然后对土层进行锤击夯实，在夯实过程中若土层下陷深度超过设定值，需对基坑进行回填后再次锤击夯实；

所述坝基在夯实的同时，需要进行防渗施工，具体操作方法为：在坝基所在地两侧3~4m处挖设明沟，并压捣明沟与坝基之间的土层，使其向明沟一侧下斜，然后在明沟内靠近坝基的一侧铺设防水土工布，再往明沟内填入土、石混合的渣土，直至填平并压实；

所述明沟在挖设后，还需要进行帷幕灌浆防渗处理，具体操作方法为：在明沟和坝基之间的土层上开挖灌浆坑，直至与岩石层相触，然后沿灌浆坑长度方向并排挖设灌浆孔，再依次灌注混凝土形成防渗帷幕；

S2 灌浆施工，在坝基的中心处钻设灌注井，直至贯入岩层，然后往灌注井内插入钢筋笼，并在井口搭设定型模板，再往灌注井内灌注混凝土，形成坝基桩；

S3 坝基填筑，对坝基所在地进行土方回填，并且在填筑土方过程中，需对坝基进行超填，并碾压夯实；

坝基填筑用土包括渣土和粘土，粘土在使用之前，需要先进行加工处理，具体加工方法为：先将粘土进行筛分，去除粘土中混杂的植物根系、碎石等杂质，然后根据粘土含水量进行处理，含水量超过大坝建设规范指导文件标准时，对粘土进行翻松、晾晒，以降低其含水量；而含水量低于大坝建设规范指导文件标准时，通过洒水并刨土的形式增加其含水量；

所述土方回填的具体方法为：先填筑粘土，填筑时采取进退错距法，并在填筑后对土方进行压实、碾平，然后以同样的方法填筑渣土，粘土和渣土之间交叉回填至超出设计标高至少30cm，并在回填的整个过程中，在坝体两侧超填反滤料至少80cm；

所述进退错距法的具体操作为：首先沿着坝体长度方向前进压实，前进5~6m再后退压实一个压实宽度，压实2~3遍之后，再压实下一个压实宽度，且在整个压实过程中，须确保第二个压实宽度与第一个压实宽度有一定的重叠量；

所述反滤料包括碎石块和大石块，碎石块堆砌于坝体迎向水库蓄水区的一侧，所述大石块支撑于坝体北向蓄水区的一侧；

S4 坝体浇筑，对土方回填后的坝基浇筑混凝土，以对土方形成加固，并在浇筑的过程中确保坝体与坝基桩相连。

2.根据权利要求1所述的一种水库大坝施工方法，其特征在于：所述防渗帷幕在灌浆过程中发生冒浆、漏浆、串浆时，要立即停止灌浆，并用清水对灌浆孔进行冲洗，随后吹扫干净水分后才能重新灌浆。

3.根据权利要求1所述的一种水库大坝施工方法，其特征在于：所述土方在回填过程中铺土、碾压、检验需连续作业，松土不得过夜，且压实后的填土在填上面一层土之前必须洒水润湿并刨毛2~5cm。

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