如何做好土石方工程管理工作

在土石坝工程中，防渗技术一直被认为是最为关键的技术之一，但是在我国的土石坝工程中，时常会出现防洪标准过低，施工质量较差的问题，那么如何做好土石方工程管理工作呢?现在，小编就整理出管理工程的相关信息。

所谓渗流，即是指由于填筑土石坝的土料和坝基的砂砾是散粒体结构，颗粒间存在大量的孔隙，因此具有一定的透水性。当水库蓄水后，在水压力的作用下，水流必然会沿着坝身土料、坝基土体和坝端两岸地基中的孔隙渗向下游，造成坝身、坝基和绕坝的渗漏。假如这种渗流是在设计控制之下，大坝任何部位的土体就不会产生渗透破坏，则为正常渗流，此时渗流量一般较小，水质清澈透明，不含土壤颗粒，对坝体和坝基不致造成渗透破坏;反之对能引起土体渗透破坏，或渗流员过大且集中，水质浑浊，透明度低，使坝体或坝基产生管涌，流土和接触冲刷等渗透破坏，这种影响蓄水兴利的渗流则为异常渗流。

根据我国早期的土石坝工程的资料统计，由渗流而引起的破坏事故率约占31.7%.其中大型水库占11座，而对于中小型水库而言，漫坝冲垮者最多，占51.5%，其次就是渗漏导致垮坝，占29.1%，由此可见渗漏造成的溃坝问题是相当严重的。因此确保对坝体和坝基的渗流控制是保证土石坝安全的一项重要措施。

渗流控制的控制理论是在工程实践中的发展和运用起来的，是实践反馈的结果，其中渗流的基本原理、渗流场的分析方法、土体渗透稳定性三大部分，是渗流控制理论的基础。而渗流控制技术是渗流基础理论的实施措施，它主要包括灌浆技术、反滤坝技术、土石坝坝坡滑动破坏加固技术、土石坝坝体灌注粘土浆加固技术、坝体和坝基的密度加固技术、土工合成材料加固技术以及防渗墙及其坝体坝基加固技术等。

总结起来产生异常渗流的原因有以下几个方面：

(1)坝体填土与排水体之间的反滤层设计不正确，层间系数过大，或施工时有错断混层现象，或填土不够密实，过大的渗流使填土向排水体流失，都会造成反滤层破坏失效。反滤层在整个防渗体系中是尤为关键的环节，即使前面的防渗体裂缝或出现渗漏通道，只要反滤层工作正常，排水降压，渗漏破坏就不会扩大。

(2)防渗体没有直达基岩或底部连续可靠的粘土层，在开挖截水槽时，因施工困难，半途而废，从而留下隐患。

(3)土石坝两岸岸坡产生台阶状。应该开抢成较平顺的坡度，为减少开挖可以变坡，在上下两坡度转折处，两坡角之差不应大于15°～20°，若有平台，则平台处填土高度与平台的两端的填土高度，高差悬殊沉陷量突变，容易产生裂缝，导致渗透破坏。

(1)主坝坝体防渗。主坝坝体的心墙采用沥青混凝土，通过碾压和浇筑，形成坝顶高200m、宽6m的二级坡心墙，其中上游为1：2.2的抛石护坡，下游为 的碎石护坡。主坝坝体的防渗，根据《土石坝沥青混凝土面板和心墙设计标准》规范要求，在高出洪水位的设计标准内，将坝顶高差定位2.5m左右，以及采用复合结构，按照0.15m×0.2m×0.12m的规格预制混凝土块。除此之外，沥青混凝土心墙的材料配比和渗透系数，也是主坝坝体防渗的关键，其中碾压式沥青混凝土的配合比，是按照细骨料、粗骨料、矿粉、沥青筛孔尺寸和重量确定的，其渗透系数在10-8cm/s以内;浇筑式沥青混凝土配合比，是按照细骨料、粗骨料、矿粉、掺配沥青的重量确定的，其渗透系数在10-9cm以内。案例工程对这两种碾压式沥青混凝土心墙和浇筑式沥青混凝土心墙进行比选，发现后者能够节约1200万元左右，并且在施工效果方面没有明显的差异性，因此除了导流明渠部位的施工应用碾压式沥青混凝土心墙外，其他部位的施工均用浇筑式沥青混凝土心墙。

(2)副坝坝体防渗。副坝坝体的粘土心墙规格为高207.4m、厚2m，与坝顶保持2.4m的高差，墙体两边为1：0.02的边坡。案例工程副坝防渗所需要的土料参数，分别为压缩系数、渗透系数、压缩模量、凝聚力、内摩擦角、最大干容量、最优含水量，土料场的设置，秉着“就地取材”和“因地制宜”的基本原则，分别以沿江和溢洪道位置作为土料场，其中沿江位置的土料作为填筑左副坝防渗心墙的材料，溢洪道的土料用于填筑右副坝，经检测，本工程所需土量粘粒含量为36%-60%、塑性指数为14.6%-24.8%、天然含水量在5%以上，要求控制好土料的抗剪强度。除此之外，在利用达标土料填筑时，要检验土料填筑的实度和干容量，这两个参数的最佳值分别为0.98和16.18KN/m3。

高压定向喷射灌溉防渗技术

高压定向喷射灌溉防渗技术是对险库坝进行防渗的，在日本喷射防渗的基础上进一步改善而取得较好效果，同时随着我国工程施工经验的增加与施工技术的进步，在高压定向喷射的施工技术、专用设备、喷射形式以及设计计算等方面都有了长远的发展。在高压定向喷射防渗技术应用的最初，只能够实现在砂卵石、砂卵漂石以及堆石碴层等土层中使用，但是随着该技术的推广，我国目前所使用的最为先进的高压定向喷射技术就是“冲击带管钻孔，泥浆护壁提管”的钻孔方式。这种高压定向喷射防渗技术有着以下的优势：首先就是能够实现在最短的时间内成孔，孔斜率也比较容易进行控制;其次喷射的过程中，护壁泥浆不会发生盲目的扩散，使得喷射能量消耗减少，成墙的效率也就得到了提高;第三，提高了施工速度，与旋转钻机相比较，泥浆护壁造孔的工效要高达七倍之多，并且板墙的防渗直径得到了扩大，防渗效果提高;最后就是对机具的磨损较小，钻具的消耗降低。在我国的黄沙湾大坝、四川武都引水工程中，高压定向喷射防渗技术得到了很好的应用，不仅提高了坝体的防渗效果，同时也节约了施工成本。

土工合成材料的应用

土工合成材料的质量普遍是非常轻的，运输量较小，施工方法简单，与黏土或者砂砾防渗材料相比较，造价也是相对较低的，在保证防水效果的基础上，降低施工成本，因此成为了土石坝工程中常用的防渗材料。在福建省的犁壁桥水库施工中，土工合成材料的应用是非常典型的事例，犁壁桥水库的坝高为38.3米，并且背水坝长年处于大面积湿润状态，在土石坝施工中，将土工合成材料作为迎水坝的防渗层，总共铺设面积达到一千八百多平方米，工期为三十天，每平方米的造价为16元，这个单方造价仅仅为黏土斜墙方案的1/3。这种土工合成材料的若软性非常好，能够更好的适应坝体的变形，耐腐蚀性也非常好，至少能够抵挡三个汛期的考验。应用土工合成材料的犁壁桥水库的背水坡没有出现湿润现象，所以也可以说明防渗效果是非常好的。

振冲加固防渗技术

在我国的水利工程中，心墙沙坝的数量是非常多的，而这种坝体在施工中，若是没有将沙壳完全碾压，或者是对某些坝体存在的细沙层没有进行处理，从而导致坝体在受到外界扰动的时候发生滑坡现象，从而完全失去抗渗的作用。所以，防止土石坝地震液化问题成为了我国容易受到地震影响地区的土石坝施工中非常关键的内容之一，其中振冲加固技术对这个问题有着很好的应对作用。针对内蒙古红山水库土坝进行分析，该水坝高度为31米，覆盖层为40～60米深，为均质土坝。通过对红山水坝在地震设防烈度为七度的时候进行测验，可以发现液化深度达到了17米之深。所以在保留原有的排水井的基础上，对地基进行加固，并且用八米高的堆石进行覆盖，从而有效的缓解坝基的液化。对于下游的坝体设置一个宽度为二十米，深度为十米的振冲加密区，来维持坝体的稳定。通过这种方式，在很大程度上提高了坝体的稳定性，能够更好的应对周围环境的扰动，达到较好的防水抗渗效果。